Question

下列裝置常用于實驗室制取氣體．

根據給出的裝置回答下列問題：
（1）實驗室利用A裝置制取氧氣，反應原理用化學方程式表示為______．利用C裝置收集氧氣的最佳時刻是______．用收集到的氧氣完成硫粉燃燒實驗后，還需向集氣瓶內加入適量氫氧化鈉溶液，目的是______（用化學方程式表示）．
（2）制取并收集二氧化碳應選擇的裝置是______（從A--E中選擇），使用該套裝置制取氣體的突出優點是______，該反應原理用化學方程式表示為______．若改用F裝置收集二氧化碳，則氣體應從______端進入．制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氫氣體與水蒸氣，欲使用G、H裝置將以上雜質氣體除去，則裝置正確的連接順序是：混合氣體→______（用端口字母表示）．
（3）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣（如下圖）

實驗的相關數據如下表．

	氣體發生裝置內物質的總質量
反應前	35.6
反應后	34.8

試計算參加反應的過氧化氫的質量，寫出必要的計算過程．

Answer 1

解：（1）A裝置適用于加熱固體制取氣體，因為導管口沒有塞一團棉花，所以是加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，反應的方程式為：2KClO₃2KCl+3O₂↑；用排水法收集氧氣的合適時機是：氣泡連續均勻冒出時收集，因為開始出來的氧氣中含有空氣，而使收集的氧氣不純；硫燃燒生成的二氧化硫有毒，可用氫氧化鈉溶液吸收，反應方程式是2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O；
（2）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫反應，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；裝置B打開彈簧夾，鹽酸和大理石接觸生成二氧化碳，關閉彈簧夾，試管內壓強增大，將鹽酸壓入長頸漏斗，固液分離，反應停止；反應方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳的密度比空氣大，所以應從b導管進氣，將空氣擠壓到集氣瓶上部通過長導管排盡；
（3）解：根據質量守恒定律可以知道反應前后減少的質量即為生成氧氣的質量，即為：35.6g-34.8g=0.8g；
設參加反應的過氧化氫的質量為x
2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑
68 32
x 0.8g
=
解得：x=1.7g
答：參加反應的過氧化氫的質量為1.7g．
故答案為：（1）2KClO₃2KCl+3O₂↑；導管口有氣泡連續均勻冒出時；
2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O；
（2）BE； 可以隨時控制反應發生或停止； CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； b；e→f→c→d；
（3）根據質量守恒定律可以知道反應前后減少的質量即為生成氧氣的質量，即為：35.6g-34.8g=0.8g；
設參加反應的過氧化氫的質量為x
2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑
68 32
x 0.8g
=
解得：x=1.7g
答：參加反應的過氧化氫的質量為1.7g．
分析：（1）A裝置適用于加熱固體制取氣體，且試管口無棉花，說明是用加熱氯酸鉀的方法制取氧氣，據反應原理書寫方程式；排水法收集氧氣的最佳時刻是導管口有氣泡連續均勻冒出時，硫燃燒生成的二氧化硫有毒，可用氫氧化鈉溶液吸收，據反應原理書寫方程式；
（2）據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置，據氣體的密度和溶解性選擇收集裝置，裝置B可通過彈簧夾的開閉隨時控制反應的發生和停止，大理石和稀鹽酸反應生成二氧化碳、水和二氧化碳，據此書寫方程式，二氧化碳的密度比空氣大，所以應從b導管進氣．
（3）根據質量守恒定律可以知道反應前后減少的質量即為生成氧氣的質量，然后根據化學方程式中過氧化氫和氧氣的質量關系計算過氧化氫的質量．
點評：本題考查了常見氣體的制取裝置、收集方法等的選擇及實驗的注意事項、根據化學方程式的計算，并在此基礎上進行對裝置的評價，關鍵是明確發生裝置、收集方法選擇的依據及找準已知量和未知量進行化學方程式的計算，難度不大．