Question

20．化学是一门以实验为基础的科学，请应用所学知识完成下列问题．
Ⅰ．请结合图示回答问题：

（1）仪器a的名称是分液漏斗．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，选用的发生装置和收集装置的组合是CE（填序号），用该装置制取氧气时，需要改进的地方有试管口要放一团棉花．
（3）实验室制取CO，可以用草酸（H₂C₂O₄）固体和浓硫酸在加热条件下发生反应：
H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O，则发生装置应选A（填序号），收集CO时可用排水法，但不宜用排空气法的原因是一氧化碳的密度比空气略小，并且有毒．
（4）为验证CO₂气体中含有CO，某同学设计了如图所示装置，并通过实验验证CO₂气体中含有CO，根据图示回答下列问题．
①装置F中发生反应的化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
②装置G的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收；
③能证明CO₂气体中含有CO的现象是I中黑色变红色、J中澄清的石灰水变浑浊．
Ⅱ．（6分）已知固体混合物M中可能含有Na₂SO₄、FeCl₃、NaNO₃、BaCl₂、CaCO₃五种物质中的两种或多种．某化学课外活动小组为判断固体混合物M的成分，按下述步骤进行实验探究．（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）．
（1）取一定质量的该固体混合物M放入一洁净烧杯中，加足量的水，全部溶解，无沉淀．
（2）取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入一洁净烧杯中，向其中加入适量的NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C．
（3）另取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量稀H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E．
（4）将所得滤液C和滤液E充分混合，再向混合后的溶液中加入适量AgNO₃溶液，待充分反应后，过滤，得白色沉淀F和滤液G．
请根据上述实验过程和发生的现象做出相应推理，填写以下空白：
①在固体混合物M里，上述五种物质中肯定存在的物质是（写化学式）FeCl₃、BaCl₂
②在滤液G中，含有的金属阳离子共有一种，该滤液中肯定存在的酸根离子是NO₃^-．
③在混合物M里，上述五种物质中肯定不存在的物质是（写化学式）Na₂SO₄、CaCO₃．
得出此结论的理由是取一定质量的该固体混合物M放入一洁净烧杯中，加足量的水，全部溶解，无沉淀，说明一定没有碳酸钙，Na₂SO₄和BaCl₂不能共存；取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入一洁净烧杯中，向其中加入适量的NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C，说明一定有氯化铁；（3）另取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量稀H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E，说明一定有氯化钡，一定没有硫酸钠．

Answer 1

分析 分液漏斗可以控制反应的速率，制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．实验室制取CO，可以用草酸（H₂C₂O₄）固体和浓硫酸在加热条件下发生反应，因此发生装置应选A；收集CO时可用排水法，但不宜用排空气法的原因是：一氧化碳的密度比空气略小，并且有毒；装置F中发生反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，配平即可；装置G的作用是：检验二氧化碳是否被完全吸收；能证明CO₂气体中含有CO的现象是：I中黑色变红色、J中澄清的石灰水变浑浊．由题目的信息可知；取一定质量的该固体混合物M放入一洁净烧杯中，加足量的水，全部溶解，无沉淀，说明一定没有碳酸钙，Na₂SO₄和BaCl₂不能共存；取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入一洁净烧杯中，向其中加入适量的NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C，说明一定有氯化铁；（3）另取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量稀H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E，说明一定有氯化钡，一定没有硫酸钠；（4）将所得滤液C和滤液E充分混合，再向混合后的溶液中加入适量AgNO₃溶液，盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠．

解答 解：Ⅰ（1）分液漏斗可以控制反应的速率，故答案为：分液漏斗；
（2）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管；故答案为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；CE；试管口要放一团棉花；
（3）实验室制取CO，可以用草酸（H₂C₂O₄）固体和浓硫酸在加热条件下发生反应，因此发生装置应选A；收集CO时可用排水法，但不宜用排空气法的原因是：一氧化碳的密度比空气略小，并且有毒；故答案为：A；一氧化碳的密度比空气略小，并且有毒；
（4）装置F中发生反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，配平即可；装置G的作用是：检验二氧化碳是否被完全吸收；能证明CO₂气体中含有CO的现象是：I中黑色变红色、J中澄清的石灰水变浑浊；故答案为：①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；②检验二氧化碳是否被完全吸收；③I中黑色变红色、J中澄清的石灰水变浑浊；
Ⅱ由题目的信息可知；取一定质量的该固体混合物M放入一洁净烧杯中，加足量的水，全部溶解，无沉淀，说明一定没有碳酸钙，Na₂SO₄和BaCl₂不能共存；取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入一洁净烧杯中，向其中加入适量的NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C，说明一定有氯化铁；（3）另取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量稀H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E，说明一定有氯化钡，一定没有硫酸钠；（4）将所得滤液C和滤液E充分混合，再向混合后的溶液中加入适量AgNO₃溶液，盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠；故答案为：①FeCl₃、BaCl₂；②一；NO₃^-；③Na₂SO₄、CaCO₃；取一定质量的该固体混合物M放入一洁净烧杯中，加足量的水，全部溶解，无沉淀，说明一定没有碳酸钙，Na₂SO₄和BaCl₂不能共存；取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入一洁净烧杯中，向其中加入适量的NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C，说明一定有氯化铁；（3）另取一定质量的步骤（1）中所得溶液放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量稀H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E，说明一定有氯化钡，一定没有硫酸钠；

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和物质的鉴别等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．