题目内容
16.甲、乙、丙三位同学在活动课上探究气体的制备.利用如图所示装置制取常见的气体,并对它们的有关性质进行研究,请根据题意回答下列问题.(1)甲同学用KMnO4固体制取O2,发生装置应选用上图中的A装置(填编号),该反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;当用排水法收集满O2并取出集气瓶后,停止该实验的正确操作方法是先将导管移出水面,再熄灭酒精灯.
(2)B装置也可用于实验室制取氧气,试写出此法制氧的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(3)乙同学用浓盐酸与大理石在F装置中反应,制取CO2并检验其有关性质,观察到烧杯中紫色石蕊试液变红,对这一现象的解释不合理是a(填序号).
a.产生的CO2直接使石蕊变红
b.产生的CO2与H2O反应生成H2CO3,使石蕊试液变红
c.挥发出的氯化氢溶于水,使石蕊试液变红.
分析 (1)用KMnO4固体制取O2,是固体的加热反应,据此选择发生装置;然后根据反应物是KMnO4和反应条件是加热写出化学方程式;实验结束时,为防止水倒流入试管,要先移出导管,再熄灭酒精灯;
(2)B装置是固液常温型,实验室用过氧化氢制取氧气可用此发生装置;
(3)二氧化碳和水反应生成碳酸,浓盐酸易挥发.
解答 解:(1)甲同学用KMnO4固体制取氧气需要加热,发生装置应选用图中的A,该反应的化学方程式为:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;
当O2收集满并取出集气瓶后,停止该实验的正确操作方法是:先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸引起试管炸裂2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(2)B装置是固液常温型,实验室用过氧化氢制取氧气可用此发生装置,过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应方程式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;(3)a.酸性溶液可使石蕊变红,产生的二氧化碳不能直接使石蕊变红,该选项说法不正确;
b.产生的CO2与H2O反应生成H2CO3,使石蕊试液变红,该选项说法正确;
c.挥发出的氯化氢溶于水形成盐酸,使石蕊试液变红,该选项说法正确.
故答案为:(1)A;2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;先将导管移出水面,再熄灭酒精灯;
(2)2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(3)a.
点评 本题主要考查方程式的书写,实验装置的选择、二氧化碳的性质及实验时的注意事项等,选择发生装置时,要考虑反应物的状态、反应条件等因素.
【提出问题】溶液中溶质的成分是什么?
【建立猜想】①只有Na2SO4;②有Na2SO4和H2SO4两种物质;③有Na2SO4和NaOH两种物质.
【实验验证】为了验证猜想②,甲同学进行了如下实验:
| 实验操作 | 实验现象 |
| 取适量反应后的溶液于试管中,再将表面打磨后的铝片放入试管 | 铝片表面有大量气泡产生 |
2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑.(用化学方程式表示)
【反思提高】
乙同学通过查阅资料获知:Al与NaOH溶液反应也能生成气体,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;Na2SO4溶液显中性,所以认为猜想③可能成立,于是进行了实验,并证明猜想③确实成立,则:乙同学的实验操作可以是:滴入酚酞试液;对应的实验现象是:溶液变红色,由此否定了甲同学的结论.
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气.
(2)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中.说明生成的气体是氢气.
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】
| 常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
| 颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
| 能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引.
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是Fe3O4.
【实验探究】
| 实验操作 | 实验现象及结论 |
取少量黑色固体于试管中,加入足量的稀盐酸 | 若固体全部溶解,产生气泡,则猜想一正确. 若固体全部溶解,不产生气泡,则猜想二正确. |
| A. | B. | C. | D. |
| 选项 | 物质 | 杂质 | 除杂方法 |
| A | CO2 | CO | 点燃 |
| B | Cu粉 | Fe粉 | 磁铁吸引 |
| C | CaO | CaCO3 | 高温 |
| D | CaCl2溶液 | 稀盐酸 | 加入足量的CaCO3,过滤 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |