Question

4．实验室常用下列装置来制取气体：

（1）写出图中有标号仪器的名称：a酒精灯、b铁架台；
（2）实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置是BE（填序号），其化学反应符号表达式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）用加热高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是A（填标号），其发生反应的符号表达式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．用排水法收集时停止实验的正确操作步骤是先将导管撤离水槽后熄灭酒精灯，其理由是防止水槽的水倒流使试管破裂．实验时发现水槽中的水变成了浅紫红色，你认为产生该现象的可能的操作原因是试管内导管口未塞一团棉花；
（4）能用E装置收集 的气体，必须具备的性质是密度比空气大且不与空气反应．如果用E装置收集氧气，判断瓶中已充满氧气的方法是将带火星的木条置于瓶口处，若带火星的木条复燃，则证明氧气已集满；
（5）用F所示装置可以研究二氧化碳的相关性质．

①在不打开装置的情况下，将Y型管I向右倾斜，使稀硫酸流入碳酸钠中，再恢复至图示装置的角度即可产生二氧化碳．Y型管Ⅱ中的现象是湿润的紫色石蕊滤纸条变红，干燥的紫色石蕊滤纸条不变色．
②不改换实验仪器，将上述实验进行修改，即可证明二氧化碳的密度大于空气密度．修改方法是分别在Y型管管口和底部放置湿润紫色石蕊滤纸条．

Answer 1

分析 （1）熟练掌握化学常见的仪器及用途；
（2）根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据密度和溶解性选择收集装置；并写出相应的表达式；
（3）据发生装置的方法结合高锰酸钾制取氧气的反应原理、实验注意事项分析解答；过氧化氢制取氧气具有不需加热，节约资源，操作简便的优点；
（4）用向上排空气法收集的气体密度比空气大且不与空气反应；检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；
（5））①二氧化碳可与湿润的石蕊滤纸条中的水发生反应生成碳酸，碳酸可使石蕊变红，二氧化碳不能使石蕊变红；
②要证明二氧化碳密度比空气大，且不改变装置，可分别在Y型管管口和底部放置湿润紫色石蕊滤纸条进行实验，观察现象．

解答 解：（1）a是集气瓶；
（2）制取二氧化碳的发生装置的特点是固液常温型，故选择的发生装置是B，因为二氧化碳易溶于水，密度比空气大，故采用的收集装置是D（向上排空气法）；反应的符号表达式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）用高锰酸钾制氧气需选择加热装置，故选A，反应的文字或符号表达式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加热高锰酸钾时，用排水法收集时停止实验的正确操作步骤是先移导管后熄灯，防止水倒吸入试管引起试管炸裂；实验时发现水槽中的水变成了浅紫红色，可能是试管口未放棉花，加热时高锰酸钾粉末进入导管；过氧化氢制取氧气具有不需加热，节约资源，操作简便的优点；
（4）用向上排空气法收集的气体密度比空气大且不与空气反应；检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；
（5）①在不打开装置的情况下，将Y型管I向右倾斜，使稀硫酸流入碳酸钠中，再恢复至图示装置的角度，即可产生二氧化碳．二氧化碳可与湿润的石蕊滤纸条中的水发生反应生成碳酸，碳酸可使石蕊变红，而二氧化碳不能使石蕊变红；
②要证明二氧化碳密度比空气大，且不改变装置，可分别在Y型管管口和底部放置湿润紫色石蕊滤纸条进行实验，可观察到Y型管管口的滤纸条后变红，底部的先变红，从而说明二氧化碳的密度比空气大；
故答案为：
（1）a是酒精灯；b铁架台；
（2）B、E； CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；将导管撤离水槽；熄灭酒精灯；试管内导管口未塞一团棉花；
（4）密度比空气大且不与空气反应；将带火星的木条置于瓶口处，若带火星的木条复燃，则证明氧气已集满；
（5）①将Y型管I向右倾斜，使稀硫酸流入碳酸钠中，再恢复至图示装置的角度；湿润的紫色石蕊滤纸条变红，干燥的紫色石蕊滤纸条不变色；
②分别在Y型管管口和底部放置湿润紫色石蕊滤纸条．

点评 本题考查了常见气体的制取和收集装置的选择，关键是明确制取装置的选择依据反应物的状态和反应条件，收集装置的选择依据气体的溶解性和密度．