Question

18．學習化學離不開實驗．

（1）小明同學在家里利用替代品進行相關實驗．如：配制較多溶液時用玻璃杯代替如圖1所示的儀器中的燒杯（填儀器名稱，下同）；攪拌時用筷子代替玻璃棒．
（2）①寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②小明同學選用片狀的雞蛋殼和食醋（填一種廚房調味品）反應來制取二氧化碳，并利用礦泉水瓶、玻璃杯、橡皮塞、導管、止水夾等組裝了如圖2所示甲、乙氣體發生裝置，比較甲、乙裝置，甲裝置的優點是B（填序號）．
A．反應過程中可以添加固體藥品      B．可以控制反應的發生與停止
③選用甲裝置可以進行的實驗是A（填序號）．
A．塊狀的胡蘿卜與過氧化氫溶液制氧氣     B．加熱高錳酸鉀固體制氧氣
C．粉末狀的鋅與稀硫酸制氫氣             D．濃硫酸與甲酸共熱制一氧化碳
（3）①小志同學用高錳酸鉀制氧氣，應選用圖3中的C裝置，該圖中的一處錯誤為：試管口缺少棉花，反應的化學方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
②小麗同學稱取一定質量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實驗結束時，發現用排水法收集到的O₂大于理論產量．針對這一現象，同學們進行了如下探究：【提出猜想】猜想①：反應生成的MnO₂分解放出O₂；猜想②：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂．
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：第一組同學取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，則猜想Ⅰ、Ⅲ錯誤；第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想②正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是用排水集氣法收集產生的氣體，并用帶火星的木條檢驗，木條復燃．
【拓展延伸】實驗發現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．請說明KMnO₄在KClO₃的分解反應中是否作催化劑，為什么？

Answer 1

分析 （1）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
（2）實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
食醋中含有醋酸，醋酸能和雞蛋殼中的碳酸鈣反應生成醋酸鈣、水和二氧化碳；
根據裝置的特點可以判斷反應物．
（3）根據高錳酸鉀制取氧氣的特點進行分析；根據二氧化錳的質量不變，得出結論；
要驗證猜想II，可以用驗證氧氣的方法來確定氧氣的有無，可以用帶火星的木條檢驗，觀察現象．

解答 解：（1）配制較多溶液時可以用玻璃杯代替如圖1所示的儀器中的燒杯；攪拌時用筷子代替玻璃棒．
故填：燒杯；玻璃棒．
（2）①實驗室制取二氧化碳的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②小明同學選用片狀的雞蛋殼和食醋反應來制取二氧化碳；比較甲、乙裝置，甲裝置的優點是可以控制反應的發生與停止．
故填：食醋；B．
③A、塊狀的胡蘿卜與過氧化氫溶液制氧氣不需要加熱，可以用甲裝置進行；      
B、利用高錳酸鉀固體制氧氣需要加熱，因此不能用甲裝置進行；
C、粉末狀的鋅能夠從礦泉水瓶底部的小孔漏出，因此不能用甲裝置進行；
D、濃硫酸與甲酸制一氧化碳需要加熱，因此不能用甲裝置進行．
故填：A．
（3）如果用高錳酸鉀制氧氣就需要加熱，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，要注意配平；加熱高錳酸鉀時，試管口要放一團棉花，是為了防止高錳酸鉀粉末進入導管；
故答案為：C；試管口缺少棉花；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
【實驗驗證】取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明不是二氧化錳產生的氧氣，所以猜想Ⅰ和 III錯誤；
驗證氧氣的產生，可以用帶火星的木條檢驗生成的氣體，看是否復燃；
故填：Ⅰ、Ⅲ；用排水集氣法收集產生的氣體，并用帶火星的木條檢驗，木條復燃；
【拓展延伸】如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．KMnO₄在KClO₃的分解反應中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產生氧氣，同時產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；
故填：不能；高錳酸鉀的質量和化學性質在反應后發生了改變．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．