Question

14．实验室常用的制取气体的发生装置如图1：

①搭建B装置时，酒精灯应在固定仪器a之前（选填“前”或“后”）放置．用此装置作为实验室高锰酸钾制氧气的发生装置，需要进行的改进是在试管口塞一团棉花．
②实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③在实验室制取二氧化碳的研究中，进行了如下实验：

药品 实验编号	甲	乙	丙	丁
大理石	m g，块状	m g，块状	m g，粉末状	m g，粉末状
盐酸（过量）	w g，稀盐酸	w g，浓盐酸	w g，稀盐酸	w g，浓盐酸

I．上述实验中反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
II．若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与乙对照（选填实验编号）．
III．除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是反应物的接触面积．
IV．实验室制取二氧化碳通常选择稀盐酸而不选择浓盐酸，理由是浓盐酸易挥发，导致二氧化碳中含有氯化氢．
图2的两个洗气瓶中都装有澄清石灰水，将使用浓盐酸制得的二氧化碳从左端通入观察到的现象是A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊．
Ⅴ．研究发现酸的浓度越大，产生气体的速度越快，与甲比较，对丁分析正确的是AB（选填编号）
A、反应更为剧烈               B、最终剩余溶液的质量更小
C、产生的二氧化碳的质量更大   D、粉末状大理石利用率更高
④下表中的两个实验，尽管在原料状态、发生装置等方面存在差异，却都能控制气体较平稳地产生．请从实验目的、原理、原料、装置、操作等方面思考后，具体阐述每个实验中气体较平稳产生的最主要的一个原因．

目的	原料	发生装置	气体较平稳产生的最主要的一个原因
制取二氧化碳	块状大理石 稀盐酸	A
制取氧气	粉末状二氧化锰 3%的过氧化氢溶液	C

Answer 1

分析 ①搭建B装置时，酒精灯应在固定仪器a之前放置，以便于调节酒精灯火焰和试管底部的距离；
高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；                                                                
为了防止高锰酸钾进入导管，通常在试管口塞一团棉花；
②通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
③实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
进行对比试验要确定好常量和变量；
浓盐酸易挥发；
稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；
④块状大理石和稀盐酸接触面积不大，并且比较均匀；
分液漏斗能够控制液体样品的流量，从而可以控制反应速率．

解答 解：①搭建B装置时，酒精灯应在固定仪器a之前放置；
用此装置作为实验室高锰酸钾制氧气的发生装置，需要进行的改进是在试管口塞一团棉花．
故填：前；在试管口塞一团棉花．
②实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应的化学方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③I．上述实验中反应的化学方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
II．若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与乙对照，这是因为乙中大理石的规格完全一致．
故填：乙．
III．除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是反应物的接触面积．
故填：反应物的接触面积．
IV．实验室制取二氧化碳通常选择稀盐酸而不选择浓盐酸，理由是浓盐酸易挥发，导致二氧化碳中含有氯化氢；
图2的两个洗气瓶中都装有澄清石灰水，将使用浓盐酸制得的二氧化碳从左端通入时，稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到的现象是A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊．
故填：浓盐酸易挥发，导致二氧化碳中含有氯化氢；A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊．
Ⅴ．A、反应物接触面积更大，反应物浓度更大，因此反应更为剧烈；
B、由于浓盐酸易挥发出氯化氢气体，因此最终剩余溶液的质量更小；
C、产生的二氧化碳的质量相等；
D、大理石利用率相同．
故填：AB．
④实验如下表所示：

目的	原料	发生装置	气体较平稳产生的最主要的一个原因
制取二氧化碳	块状大理石 稀盐酸	A	反应物接触面积不大
制取氧气	粉末状二氧化锰 3%的过氧化氢溶液	C	分液漏斗能够控制过氧化氢溶液的流量

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．