Question

1．今天又是化学实验室开放日，老师拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，小明取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体．他对此气体展开了一系列探究：
（1）①此气体是什么物质？验证它的方案如下：

猜想	实验步骤	现象及结论
此气体可能是

②我想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的B（或C）（填序号），收集装置是D（或E、G），反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

③用G图装置收集该气体，气体由a端（填“a”或“b”）导入．
（2）我猜想此无色气体还可能是另外一种气体，可以产生它的化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，检验它的方法是通入澄清的石灰水，观察是否变浑浊．
（3）汽车尾气中的一氧化氮是一种大气污染物．它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体．实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是D（填序号）．选择气体收集方法时从气体性质的角度需要考虑的因素是：气体的密度及是否与空气中的气体发生反应，气体的溶解性及能否与水发生反应．
（4）装置C和B比较，其优点是可控制反应速率，节约药品．

Answer 1

分析 （1）①根据药品的状态及反应条件，对照实验室制取气体的反应原理，猜想所制取的气体；并根据气体的性质，说明检验该气体的方法；
②根据所猜想气体的实验室制取所使用药品的状态及反应条件，选择制取该气体的发生装置；根据气体的性质，选择收集气体的装置，并据反应原理书写方程式；
③根据该气体密度与空气密度的关系，判断使用该装置进行收集时的进气口；
（2）结合实验室制取氢气、二氧化碳的反应原理，另一种气体可以是氢气或二氧化碳利用该结论书写化学方程式，据气体性质进行检验；
（3）依据一氧化氮的性质分析所用收集方法；并由此分析确定收集方法所需要考虑的因素；
（4）分析B、C装置所用仪器可知，C中的注射器可控制加入液体的速率，从而可控制反应速率，并可以随时控制反应的发生和停止．

解答 解：（1）①如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，符合题意，氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明集气瓶中收集的气体是氧气；
 ②实验室用双氧水制氧气不需要加热，所以应选择B装置；因为氧气不溶于水且密度比空气的大，所以可以用排水法或向上排空气法收集，双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③若用G来收集密度比空气大的气体应该a进b出，若用F来收集密度比空气小的气体应该b进a出，因为氧气密度比空气大，所以应该a进b出；
（2）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸混合，所以另一种气体还可能是二氧化碳等，反应的化学方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，检验该气体是否是二氧化碳，可将气体通入澄清的石灰水，观察石灰水是否变浑浊进行判断；
（3）一氧化氮难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体，所以不能用排空气法收集，要用排水法收集；
由此可知我们在选择收集气体的方法时，通常需要考虑的因素有：气体的密度和溶解性，此外还要考虑气体能否与空气中的某些气体反应、能否与水反应；
（4）B、C都可用于固体与液体不加热制取气体的反应，而C优于B之处是C中注射器可控制液体的加入，进而控制反应的进行，且可节约药品；
故答案为：（1）①

猜想	实验步骤	现象及结论
此气体可能是氧气	将带火星的木条伸入集气瓶内	木条复燃，证明气体是氧气

②B（或C）；D（或E、G）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；通入澄清的石灰水，观察是否变浑浊；
（3）气体的密度及是否与空气中的气体发生反应；气体的溶解性及能否与水发生反应；
（4）可控制反应速率，节约药品．

点评 本考点主要考查了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、气体的检验和注意事项等，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