Question

每年5月底，蘇州市全體九年級(jí)學(xué)生將參加化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考核，抽簽決定實(shí)驗(yàn)操作考核的題目．下列是小林和小芳兩位同學(xué)參加實(shí)驗(yàn)考核的部分內(nèi)容，請(qǐng)你參與他們的實(shí)驗(yàn)考核過程．

（一）小林同學(xué)抽到的考核題目是實(shí)驗(yàn)室用“高錳酸鉀制取氧氣”，現(xiàn)摘錄小林的實(shí)驗(yàn)過程如下：
①選擇適當(dāng)儀器，組裝成如圖1所示的實(shí)驗(yàn)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(xiàn)氣泡；
④將藥品平鋪于干燥試管底部，在導(dǎo)管口放置蓬松的棉花團(tuán)，塞上橡皮塞，固定于鐵架臺(tái)上；
⑤點(diǎn)燃酒精燈加熱，待導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，立即用集氣瓶進(jìn)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(dǎo)管從水槽中取出；
請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出用高錳酸鉀制氧氣的化學(xué)方程式：

 

；
（2）欲調(diào)整試管高度，應(yīng)調(diào)節(jié)圖中A、B、C哪個(gè)旋鈕：

 

；
（3）步驟②的操作與觀察到的現(xiàn)象是：

 

；若裝置無破損，加熱一段時(shí)間后，觀察到高錳酸鉀已大量分解，但導(dǎo)管口仍未產(chǎn)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(chǔ)上，

 

（填操作方法）才能使右側(cè)導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡．
（4）上述實(shí)驗(yàn)步驟中，可能導(dǎo)致集氣瓶中收集的氧氣不純凈（水蒸氣不計(jì)）的是

 

；（從①～⑦的序號(hào)中選填）
（5）步驟⑦中的操作，可能引起的后果是

 

．
（6）實(shí)驗(yàn)室也常用上述實(shí)驗(yàn)裝置制備甲烷，推測(cè)其反應(yīng)物是

 

（填序號(hào)）．
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(xué)抽到的實(shí)驗(yàn)考核題目是：實(shí)驗(yàn)室制取并驗(yàn)證二氧化碳性質(zhì)．請(qǐng)你針對(duì)小芳同學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核題目和裝置圖，回答下列問題：
（7）實(shí)驗(yàn)室圖2制備二氧化碳時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)放的藥品是

 

（填藥品名稱）；
（8）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式為是

 

（9）小芳用圖2制備并驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)時(shí)，在燒杯內(nèi)裝入固體藥品，在分液漏斗內(nèi)加入稀鹽酸，打開分液漏斗的活塞，發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)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(jìn)行比較（分別用體積相同的2個(gè)集氣瓶收集） 

比較項(xiàng)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(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率	CO2密度比空氣大，且
收集過程分析	集滿現(xiàn)象：	“驗(yàn)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?jī)?nèi)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(shí)間較短．	先渾濁后變澄清所需時(shí)間較長(zhǎng)．
由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論	①   ；②   ；

Answer 1

分析：（一）（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理寫出反應(yīng)化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)鐵架臺(tái)上三個(gè)旋鈕的不同作用進(jìn)行調(diào)整試管的高度；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢查裝置的氣密性的方法，漏氣的原因進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)可能導(dǎo)致集氣瓶中收集的氧氣不純凈的原因回答；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置，操作步驟，注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用來回答：固體與固體反應(yīng)，且加熱．
（二）（7）根據(jù)裝置圖，選擇燒瓶?jī)?nèi)放的藥品；
（8）根據(jù)所選擇的藥品，正確書寫實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式；
（9）分液漏斗內(nèi)液體不能滴下，跟壓強(qiáng)有關(guān)系．
（10）從選擇氣體收集方法的依據(jù)和收集氣體時(shí)的操作注意事項(xiàng)進(jìn)行分析．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理可知反應(yīng)化學(xué)方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）根據(jù)鐵架臺(tái)上三個(gè)旋鈕的不同作用，依據(jù)圖示可知A可以調(diào)節(jié)試管的整個(gè)高度，故選A；
（3）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法：將導(dǎo)管插入水中，手握住試管，如果導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管內(nèi)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(dǎo)管口仍未產(chǎn)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(xiàn)氣泡；⑤點(diǎn)燃酒精燈加熱，待導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，立即用集氣瓶進(jìn)行收集；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置，操作步驟，注意事項(xiàng)，可知題中步驟：③集氣瓶底部出現(xiàn)氣泡；集氣瓶底部不能出現(xiàn)氣泡；⑤導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，立即用集氣瓶進(jìn)行收集；要等到氣泡連續(xù)、均勻地放出時(shí)，再開始收集；⑦實(shí)驗(yàn)完畢后，要先把導(dǎo)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(nèi)溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然減小，水槽中的水沿導(dǎo)管進(jìn)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(yīng)，B是固液反應(yīng)，C是氣體與氣體，故選A；
（二）（7）根據(jù)裝置圖2制備二氧化碳時(shí)，則可知：燒瓶?jī)?nèi)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(zhì)是氯化氫氣體，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，故實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式為是 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（9）小芳用圖2制備并驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)時(shí)，在燒杯內(nèi)裝入固體藥品，在分液漏斗內(nèi)加入稀鹽酸，打開分液漏斗的活塞，發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)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(jìn)行比較（分別用體積相同的2個(gè)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(fā)生反應(yīng)等條件；用排水法收集氣體時(shí)，當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(shí)能看到什么時(shí)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(fā)生反應(yīng)
	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(dǎo)管口冒氣泡，松手后導(dǎo)管口形成穩(wěn)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(chǔ)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(diǎn)評(píng)：（1）本題中的固-液不加熱型發(fā)生裝置比較多，要把每個(gè)裝置的用法和優(yōu)點(diǎn)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(yīng)、是否與空氣反應(yīng)等．