Question

如圖所示為實(shí)驗(yàn)室常用的制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置：

據(jù)此回答下列問題：
（1）寫出帶標(biāo)號儀器的名稱：①

 

； ②

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室通常用高錳酸鉀制取氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，選用的發(fā)生裝置是

 

（填字母，下同），以高錳酸鉀作試劑利用此裝置制氧氣時(shí)，裝置應(yīng)作的改進(jìn)是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)室用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)制取CO₂時(shí)，選用的收集裝置是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．F裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是

 

．
（4）化學(xué)課上，李芹同學(xué)將燃燒的鈉迅速伸入盛有CO₂的集氣瓶中，鈉在其中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶底附著黑色顆粒，瓶壁上粘附著白色物質(zhì)．
【提出問題】黑色顆粒和白色物質(zhì)可能是什么呢？
【進(jìn)行猜想】你認(rèn)為黑色顆粒是

 

，小明認(rèn)為白色物質(zhì)是氧化鈉，小藝認(rèn)為是碳酸鈉，小亮認(rèn)為是氧化鈉和碳酸鈉的混合物，小華認(rèn)為是氫氧化鈉．
李芹同學(xué)認(rèn)為小華的猜想是錯誤的，其理由是

 

．
【查閱資料】氧化鈉為白色粉末，溶于水生成氫氧化鈉．
【實(shí)驗(yàn)探究】李芹同學(xué)對白色物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
實(shí)驗(yàn)方案1：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入無色酚酞試液，觀察到溶液變成紅色，結(jié)論：白色物質(zhì)為氧化鈉．
實(shí)驗(yàn)方案2：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，樣品全部溶于水，向其中加入過量的CaCl₂溶液，出現(xiàn)白色沉淀，然后過濾，再向溶液里滴加無色酚酞試液，溶液不變色．結(jié)論：白色物質(zhì)為

 

．
【反思評價(jià)】小娟同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案1得出的結(jié)論不正確，其理由是

 

．
【得出結(jié)論】鈉在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,量氣裝置,實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理,二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法、檢驗(yàn)、干燥與凈化

分析：（1）據(jù)常用儀器回答；
（2）據(jù)加熱高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理書寫方程式，據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，并據(jù)加熱時(shí)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)回答；
（3）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，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；并結(jié)合二氧化碳的溶解性及實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)分析解答；
（4）【進(jìn)行猜想】根據(jù)題干中信息可知，鈉與二氧化碳中發(fā)生了反應(yīng)生成一種黑色物質(zhì)和一種白色物質(zhì)；其中由于反應(yīng)物含有鈉元素、碳元素、氧元素，那么生成的物質(zhì)也一點(diǎn)含有這幾種元素，那么黑色固體物質(zhì)只能是炭，可以據(jù)此解答該題；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和物質(zhì)的性質(zhì)推測生成的白色物質(zhì)；
【反思評價(jià)】依據(jù)碳酸鈉溶液也顯堿性分析解答；
【得出結(jié)論】根據(jù)上述分析可以知道，二氧化碳和鈉反應(yīng)生成了碳和碳酸鈉，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答：解：（1）標(biāo)號儀器分別是長頸漏斗和集氣瓶；
（2）加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，該反應(yīng)需要加熱，屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A；以高錳酸鉀作試劑利用此裝置制氧氣時(shí)，試管口須放一團(tuán)棉花，防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管；
（3）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，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應(yīng)，同時(shí)生成氯化鈣、水，反應(yīng)方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；F裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是：使水與二氧化碳隔離，防止二氧化碳溶于水，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由于二氧化碳和水不接觸，所以加植物油對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響；
（4）【進(jìn)行猜想】[進(jìn)行猜想]反應(yīng)前兩種物質(zhì)二氧化碳和鈉中共Na、C、O三種元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素不變，可判斷燃燒中產(chǎn)生的黑色物質(zhì)可能為炭，白色固體為Na₂O或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃兩種物質(zhì)的混合物；而不可能是NaOH，因?yàn)榉磻?yīng)前并不含有H元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】加入CaCl₂溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；碳酸鈉完全反應(yīng)后，向溶液中滴加酚酞無明顯現(xiàn)象，說明溶液中不含有氫氧化鈉，因此原白色固體中不含有Na₂O；
【反思評價(jià)】碳酸鈉溶液呈堿性也可以使無色酚酞變紅，因此，不能得出溶液一定含氫氧化鈉的結(jié)論，即不能由此判斷白色固體為氧化鈉；故答案為：Na₂CO₃溶液顯堿性也會使酚酞變紅
【得出結(jié)論】根據(jù)探究過程可知，鈉在二氧化碳中燃燒生成碳酸鈉和炭，反應(yīng)方程式是：4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

C+2Na₂CO₃；
故答案為：（1）①長頸漏斗；②集氣瓶；
（2）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A； 在試管口加棉花；
（3）D； CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；使二氧化碳與水隔離，防止二氧化碳溶于水；
（4）【進(jìn)行猜想】C； 化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，在反應(yīng)物中無氫元素；
【實(shí)驗(yàn)探究】碳酸鈉（Na₂CO₃）；
【反思評價(jià)】碳酸鈉的溶液呈堿性，也能使酚酞試液變紅；
【得出結(jié)論】4Na+3CO₂

點(diǎn)燃  .

C+2Na₂CO₃．

點(diǎn)評：本題是一道綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究題，主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、分析問題和解決問題的實(shí)際能力．解答這種綜合性強(qiáng)的探究題，關(guān)鍵是掌握相關(guān)知識，理解題意，找到準(zhǔn)確的出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行解答．