Question

3．请你根据提供的实验装置和药品，参与实验室气体制备的探究．

【提供药品】高锰酸钾、稀盐酸、大理石
【熟悉仪器】请填写标号仪器的名称：②长颈漏斗．
【比较研究】根据所提供的药品，填写下表．

气体	反应原理 （用反应符号表达式表示）	发生装置 （填装置字母）	收集装置和依据
			收集装置 （填装置字母）	收集依据
CO2	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑	B或C	D	二氧化碳密度大于空气密度
O2	2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑	A	F	氧气不易溶于水
			D	O2密度比空气略大

【实践研究】
（1）实验室制取二氧化碳时，药品加入的先后顺序是先加，大理石后加稀盐酸
检验二氧化碳气体所发生的反应符号表达式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，完全反应后试管中残留固体是混合物（“纯净物”“混合物”），采用F装置收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能的原因是试管口没有放置一团棉花．
（3）下列是某同学用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集的部分实验操作，其中不合理的是B．
A．先检查装置的气密性，后加药品
B．先将导管伸入集气瓶，后加热试管
C．实验结束先将导管移出水面，后熄灭酒精灯
为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用下图装置丙（填编号）．

【反思小结】
①装置B与装置C相比较，装置B优点是：可以控制反应速率．
②二氧化碳常用来灭火，这是利用了二氧化碳密度大于空气，不可燃不助燃性质．
③实验室可用A、F装置组合制取甲烷气体，则下列说法错误的是D（填序号）．
A．制取甲烷的药品是固体           B．甲烷在水中溶解能力小
C．甲烷不与水反应                 D．甲烷密度大于空气．

Answer 1

分析 【熟悉仪器】根据实验室常用仪器解答；
【比较研究】制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水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CO₂，是在常温下，用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．
【实践研究】（1）根据实验室制取二氧化碳时，药品加入的先后顺序是先固后液解答；
（2）根据加热高锰酸钾制取氧气实验操作注意事项分析解答；
（3）根据加热高锰酸钾制取氧气实验操作注意事项分析解答；
【反思小结】①根据装置特点分析解答；
②根据二氧化碳的性质和用途解答；
③根据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，收集装置的选择依据气体的密度、气体在水中的溶解度，该气体能否与空气或水反应解答．

解答 解：【熟悉仪器】根据实验室常用仪器可知：②是长颈漏斗；
【比较研究】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，故答案为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
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CO₂，是在常温下，用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．
【实践研究】（1）实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，实验室制取二氧化碳时，药品加入的先后顺序是先加大理石，后加稀盐酸，检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，所发生的化学表达式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，用加热高锰酸钾的方法制取氧气，完全反应后试管中残留固体是混合物；采用F装置收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能的原因是试管口没有放置一团棉花；
（3）加热高锰酸钾制取氧气部分实验操作，其中不合理的是：先将导管伸入集气瓶，后加热试管，会造成氧气不纯；故答案为：B；
氧气的密度比空气的小，为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用下图装置丙．
【反思小结】①B与C相比较，其优点是：可控制反应的发生与停止；
②二氧化碳常用来灭火，这是利用了二氧化碳密度大于空气，不可燃不助燃性质；
③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，收集装置的选择依据气体的密度、气体在水中的溶解度，该气体能否与空气或水反应，A是固固加热型，说明取甲烷的药品是固体；F装置是排水法收集，说明甲烷在水中溶解能力小，甲烷不与水反应．
答案：
【熟悉仪器】②长颈漏斗
【比较研究】

气体	反应原理 （用反应符号表达式表示）	发生装置 （填装置字母）	收集装置和依据
			收集装置 （填装置字母）	收集依据
CO2	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑	B或C	D	二氧化碳密度大于空气密度
O2	2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K2MnO4+MnO2+O2↑	A	F	氧气不易溶于水
			D	O2密度比空气略大

【实践研究】
（1）大理石，稀盐酸，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
（2）混合物，试管口没有放置一团棉花；
（3）B；  丙；
【反思小结】
①可以控制反应速率；
②密度大于空气，不可燃不助燃；
③D．

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，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．