Question

每年5月底，蘇州市全體九年級學生將參加化學實驗操作考核，抽簽決定實驗操作考核的題目．下列是小林和小芳兩位同學參加實驗考核的部分內容，請你參與他們的實驗考核過程．

（一）小林同學抽到的考核題目是實驗室用“高錳酸鉀制取氧氣”，現摘錄小林的實驗過程如下：
①選擇適當儀器，組裝成如圖1所示的實驗裝置；
②檢查裝置氣密性，裝置氣密性良好；
③向集氣瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶底部出現氣泡；
④將藥品平鋪于干燥試管底部，在導管口放置蓬松的棉花團，塞上橡皮塞，固定于鐵架臺上；
⑤點燃酒精燈加熱，待導管口有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集；
⑥氣體收集完畢，用毛玻璃片將集氣瓶口蓋好，從水中取出并正放在桌面上；
⑦先熄滅酒精燈，后將導管從水槽中取出；
請回答下列問題：
（1）寫出用高錳酸鉀制氧氣的化學方程式：

 

；
（2）欲調整試管高度，應調節圖中A、B、C哪個旋鈕：

 

；
（3）步驟②的操作與觀察到的現象是：

 

；若裝置無破損，加熱一段時間后，觀察到高錳酸鉀已大量分解，但導管口仍未產生明顯氣泡，可能的原因是

 

；在維持原裝置和試劑都不變的基礎上，

 

（填操作方法）才能使右側導管口出現氣泡．
（4）上述實驗步驟中，可能導致集氣瓶中收集的氧氣不純凈（水蒸氣不計）的是

 

；（從①～⑦的序號中選填）
（5）步驟⑦中的操作，可能引起的后果是

 

．
（6）實驗室也常用上述實驗裝置制備甲烷，推測其反應物是

 

（填序號）．
A．醋酸鈉和堿石灰的固體混合物   B．Na₂CO₃固體和水  C．CO₂和H₂
（二）小芳同學抽到的實驗考核題目是：實驗室制取并驗證二氧化碳性質．請你針對小芳同學的實驗考核題目和裝置圖，回答下列問題：
（7）實驗室圖2制備二氧化碳時，燒瓶內放的藥品是

 

（填藥品名稱）；
（8）實驗室制取二氧化碳的化學方程式為是

 

（9）小芳用圖2制備并驗證二氧化碳的性質時，在燒杯內裝入固體藥品，在分液漏斗內加入稀鹽酸，打開分液漏斗的活塞，發現分液漏斗內液體不能滴下，可能的原因是

 

．
（10）小芳用排水法收集與排空氣法收集CO₂的進行比較（分別用體積相同的2個集氣瓶收集） 

比較項目	排水法	向上排空氣法
收集方法可行性分析	CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠大于其溶解和與水反應的速率	CO2密度比空氣大，且
收集過程分析	集滿現象：	“驗滿”分析：因氣體無色，故集滿與否較難確定．即便用燃著木條移近容器口火焰熄滅，也難以證明空氣完全排盡．
向收集到CO2的集氣瓶內倒入等體積適量澄清石灰水，并振蕩	先渾濁后變澄清所需時間較短．	先渾濁后變澄清所需時間較長．
由上述實驗可得結論	①   ；②   ；

Answer 1

分析：（一）（1）根據實驗室用高錳酸鉀制氧氣的反應原理寫出反應化學方程式；
（2）根據鐵架臺上三個旋鈕的不同作用進行調整試管的高度；
（3）根據實驗室檢查裝置的氣密性的方法，漏氣的原因進行解答；
（4）根據可能導致集氣瓶中收集的氧氣不純凈的原因回答；
（5）根據實驗室制取氧氣的裝置，操作步驟，注意事項進行解答；
（6）根據實驗原理的應用來回答：固體與固體反應，且加熱．
（二）（7）根據裝置圖，選擇燒瓶內放的藥品；
（8）根據所選擇的藥品，正確書寫實驗室制取二氧化碳的化學方程式；
（9）分液漏斗內液體不能滴下，跟壓強有關系．
（10）從選擇氣體收集方法的依據和收集氣體時的操作注意事項進行分析．

解答：解：（1）根據實驗室用高錳酸鉀制氧氣的反應原理可知反應化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）根據鐵架臺上三個旋鈕的不同作用，依據圖示可知A可以調節試管的整個高度，故選A；
（3）根據檢查裝置氣密性的方法：將導管插入水中，手握住試管，如果導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內有一段上升液柱，說明該裝置氣密性良好，證明不漏氣；裝置無破損，加熱到高錳酸鉀已大量分解，導管口仍未產生明顯氣泡，則可能造成的原因是：試管口的橡皮塞沒有塞緊；
（4）③向集氣瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶底部出現氣泡；⑤點燃酒精燈加熱，待導管口有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集；
（5）根據實驗室制取氧氣的裝置，操作步驟，注意事項，可知題中步驟：③集氣瓶底部出現氣泡；集氣瓶底部不能出現氣泡；⑤導管口有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集；要等到氣泡連續、均勻地放出時，再開始收集；⑦實驗完畢后，要先把導管移出水面，后熄滅酒精燈，防止因熄滅酒精燈而引起試管內溫度降低，導致試管內壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂；
（6）由題意知甲烷要采用固體加熱裝置，A是固體加熱反應，B是固液反應，C是氣體與氣體，故選A；
（二）（7）根據裝置圖2制備二氧化碳時，則可知：燒瓶內放的藥品是 大理石（或石灰石）；
（8）大理石（或石灰石）的主要成份是碳酸鈣，鹽酸的溶質是氯化氫氣體，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，故實驗室制取二氧化碳的化學方程式為是 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（9）小芳用圖2制備并驗證二氧化碳的性質時，在燒杯內裝入固體藥品，在分液漏斗內加入稀鹽酸，打開分液漏斗的活塞，發現分液漏斗內液體不能滴下，可能的原因是分液漏斗蓋子未打開．
（10）小芳用排水法收集與排空氣法收集CO₂的進行比較（分別用體積相同的2個集氣瓶收集）：能用向上排空氣法收集的氣體必須滿足密度比空氣大，不與空氣發生反應等條件；用排水法收集氣體時，當看到集氣瓶口有氣泡冒出，說明集氣瓶中的水已排完，氣體已收集滿；通過實驗分析可知，二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集，用排水法收集二氧化碳時能看到什么時候收集滿，而用向上排空氣法則不能，因而用排水法收集到的二氧化碳比較純凈．故答案為：

		不與空氣發生反應
	集氣瓶口有氣泡冒出
	二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集； 用排水法收集到的二氧化碳比較純凈．

故答為：（一）：（1）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（2）A；（3）用手捂住大試管，導管口冒氣泡，松手后導管口形成穩定的水柱；橡皮塞沒有塞緊；在維持原裝置和試劑都不變的基礎上，旋緊橡皮塞．（4）③⑤；（5）倒吸（或大試管破裂）．（6）A
（二）：（7）大理石（或石灰石）；（8）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；（9）分液漏斗蓋子未打開
（10）答案如上表．

點評：（1）本題中的固-液不加熱型發生裝置比較多，要把每個裝置的用法和優點弄清楚；
（2）氣體的收集方法主要取決于氣體的密度和溶水性，另外還要考慮氣體是否有毒、是否與水反應、是否與空氣反應等．