Question

2．如图1是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，应选择的发生装置是A（填字母代号），为保证实验顺利进行，装置中还应添加一团棉花，如果选用如图2装置收集氧气，气体应从a（填“a”或“b”）端导入，若瓶中装满水，则气体应从b端导入（填“a”或“b”）；
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气．实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流．大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是注射器能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率，得到平稳的氧气流；
二是将过氧化氢溶液加水稀释，溶液的稀释须要经过计算，量取，搅匀三个步骤；
如把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为150　　g，在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有①⑤⑥（填数字序号）；
①量筒   ②药匙  ③试管  ④酒精灯  ⑤滴管  ⑥玻璃棒
（3）兴趣小组的同学看到实验室里还有大理石，想利用图1中的C装置和D装置结合制备并收集一瓶二氧化碳，发生反应的方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，某同学用澄清石灰水来检验生成的二氧化碳，看到澄清石灰水变浑浊，发生反应的方程式为Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）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；
氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水；
（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；
注射器能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率；
溶液稀释前后，溶质质量不变；
（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；
二氧化碳能够溶于水，密度比空气大，能使澄清石灰水变浑浊．

解答 解：（1）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
因为反应需要加热，应该用A装置作为发生装置；
为保证实验顺利进行，试管口塞一团棉花，以防止加热时高锰酸钾进入导管；
如果选用如图2装置收集氧气，由于氧气密度比空气大，气体应从a端导入，若瓶中装满水，则气体应从b端导入．
故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A；一团棉花；a；b．
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
一是把发生装置由B改为C，其理由是注射器能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率，得到平稳的氧气流；
设需要水的质量为x，根据题意有：（x+50g）×5%=50g×20%，x=150g，
在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有量筒、滴管、玻璃棒．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；注射器能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率，得到平稳的氧气流；150；①⑤⑥．
（3）碳酸钙和稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集；
某同学用澄清石灰水来检验生成的二氧化碳，看到澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：D；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．

点评 本题综合考查了学生的基本实验能力，涉及仪器的用途、反应表达式的书写、装置选择、实验基本操作等知识，只有综合理解化学知识才能够正确的解答．