Question

14．实验课上，同学们学习了氧气和二氧化碳的实验室制法，他们对气体的制法进行了总结，并利用如图所示装置进行练习和拓展．请回答下列问题：

（1）知识总结
【反应原理】
实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
用大理石制二氧化碳的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
【气体制备】
用高锰酸钾制氧气的发生装置是A，制二氧化碳的发生装置是B（填字母序号，下同）．
【气体制备】
实验室收集O₂的装置是D、E或G，收集CO₂的装置是D或G．
【实验步骤及注意事项】
实验室用高锰酸钾制取氧气主要的实验步骤有，①加热②装药品并固定试管③检查装置的气密性④用排水法收集氧气⑤停止加热⑥将导管从水槽中取出，正确的操作顺序是③②①④⑥⑤．
A装置中试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，炸裂试管，用排水法收集氧气，开始收集的适宜时刻是气泡连续均匀冒出时．
【气体验满】
检验CO₂是否收集满的方法是将燃烧的木条放在集气瓶口，看是否熄灭
【气体检验】
检验瓶中气体是否为O₂的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃．
（2）知识应用
现有如下资料：
①制取NO₂的反应原理：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
②通常状况下，NO₂是一种密度比空气大的有毒气体，能与水发生反应．
③NO₂能与碱溶液反应生成盐和水．
知识拓展
在实验室中，集气瓶被称做“万能瓶”，用它可以组装成各种用途的装置，请仔细观察下列各个装置的特点回答问题：

（1）实验室若用图1装置收集氧气，则氧气应从b（填导管口符号）口进入．
（2）实验室若用图2装置干燥氧气，则瓶中的液体为浓硫酸，则氧气应从c（填导管口符号）口进入．
（3）若要收集一定体积的二氧化碳气体，应选用图4装置．
（4）若要除去一氧化碳中的少量二氧化碳，同时用该瓶收集较纯净的一氧化碳，应选用图3装置．

Answer 1

分析 （1）【反应原理】根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
【气体制备】根据实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温进行分析；
【气体制备】根据氧气密度比空气大，不易溶于水，二氧化碳密度比空气大，易溶于水进行分析；
【实验步骤及注意事项】根据实验室用高锰酸钾制取氧气的正确步骤，以及实验的正确操作进行分析；
【气体验满】根据二氧化碳不具有助燃性进行分析；
【气体验满】根据氧气有助燃性进行分析；
（2）1）根据氧气密度比空气大进行分析；
2）根据浓硫酸有吸水性，洗气时，应该长进短出进行分析；
3）根据二氧化碳易溶于水进行分析；
4）根据二氧化碳会与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析．

解答 解：（1）【反应原理】高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【气体制备】实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置是：A；
实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以发生装置是：B；
【气体制备】氧气密度比空气大，不易溶于水，所以实验室收集O₂的装置是：D、E或G；
二氧化碳密度比空气大，易溶于水，所以收集CO₂的装置是：D或G；
【实验步骤及注意事项】实验室用高锰酸钾制取氧气需要先组装仪器，然后检验装置气密性，装药，制取气体，收集，实验结束先撤导管，后熄灭酒精灯，所以正确的操作顺序是：③②①④⑥⑤；
A装置中试管口略向下倾斜的目的是：防止冷凝水倒流，炸裂试管，用排水法收集氧气，开始收集的适宜时刻是：气泡连续均匀冒出时；
【气体验满】二氧化碳不具有助燃性，所以验满的方法是：将燃烧的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；
【气体验满】氧气有助燃性，所以检验瓶中气体是否为O₂的方法是：将带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃；
（2）1）氧气密度比空气大，所以实验室若用图1装置收集氧气，则氧气应从b口进入；
2）浓硫酸有吸水性，洗气时，应该长进短出，所以实验室若用图2装置干燥氧气，则瓶中的液体为浓硫酸，则氧气应从c口进入；
3）二氧化碳易溶于水，所以若要收集一定体积的二氧化碳气体，应选用图4装置；
4）二氧化碳会与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以若要除去一氧化碳中的少量二氧化碳，同时用该瓶收集较纯净的一氧化碳，应选用图3装置．
故答案为：（1）【反应原理】2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【气体制备】A；B；
【气体制备】D、E或G；D或G；
【实验步骤及注意事项】③②①④⑥⑤；防止冷凝水倒流，炸裂试管；气泡连续均匀冒出时；
【气体验满】将燃烧的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；
【气体验满】将带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃；
（2）1）b；
2）浓硫酸，c；
3）图4；
4）图3．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．