Question

小明、小華和小林三位同學利用下圖所示裝置在實驗室制取O₂和CO₂，并對它們的有關性質進行研究，請回答下列問題．
（1）小明同學用KMnO₄固體制取O₂，應選用上圖中的

 

裝置（填編號），該反應的化學方程式為

 

； 當O₂收集滿并取出集氣瓶后，停止該實驗的正確操作方法是

 

．
（2）小華同學用濃HCl與大理石在C裝置中反應，制取CO₂并檢驗其有關性質，觀察到燒杯中紫色石蕊試液變紅，對這一現象的解釋不合理是

 

（填序號）．
a．產生的CO₂直接使石蕊試液變紅
b．產生的CO₂與H₂O反應生成H₂CO₃，使石蕊試液變紅
c．揮發出的氯化氫溶于水，使石蕊試液變紅
（3）小林同學用A裝置制取了一瓶無色無味的氣體，他制取的氣體可能是

 

，
試用最簡便的方法驗證他所制取的氣體

 

．

Answer 1

分析：（1）用KMnO₄固體制取氧氣需要在加熱的條件下進行，發生裝置應選“固+固

△

氣”型；當收集滿并取出集氣瓶后，要先把導氣管從水槽中取出，再把酒精燈熄滅，以防止因試管中空氣氣壓變小水槽中的水倒流到試管中而使試管破裂．
（2）紫色石蕊試液具有遇酸性物質變紅、遇堿性物質變藍的特性，是常用的酸堿指示劑．濃鹽酸揮發出的氯化氫氣體溶于水形成鹽酸具有酸性，生成的二氧化碳會和水反應生成碳酸也顯酸性，它們都能使紫色石蕊試液變紅．
（3）A中發生裝置為“固+液→氣”型，收集裝置為向上排空氣法，適合用固體和液體制取密度比空氣大的氣體．

解答：解：（1）由于用KMnO₄制取氧氣，反應物為固體且需要在加熱的條件下進行，應選C；相對應的化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；當氧氣集滿取出集氣瓶后，為防止水槽中的水倒流至試管中使試管破裂，要先把導氣管從水槽中取出，再把酒精燈熄滅．
故此題答案為：C；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先把導氣管移出水面，再熄滅酒精燈停止實驗．
（2）由于濃鹽酸揮發出的氯化氫氣體溶于水形成的鹽酸以及產生的二氧化碳和水反應生成的碳酸都顯酸性，它們都能使紫色石蕊試液變紅．因此b、c都合理，而a不合理．
故選a．
（3）A中的發生裝置和收集裝置的組合適合用固體和液體制取密度比空氣大的氣體，且題干中說明制取的是一瓶無色無味的氣體．比較常見的有用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳、用雙氧水和二氧化錳制取氧氣．而二氧化碳用澄清的石灰水來檢驗，氧氣一般用帶火星的木條來檢驗．
故答案為：二氧化碳或氧氣；將產生的氣體通入澄清的石灰水，若變渾濁，則是二氧化碳（或把帶火星的木條放在集氣瓶口，若復燃，則為氧氣）．

點評：這是一道實驗實驗探究題，涉及到常見氣體制取及收集裝置的選擇、氣體的檢驗、實驗過程中的相關注意事項．另外（2）是屬于實驗過程中意外現象的分析．