Question

15．如圖是某研究性學習小組設計的幾種裝置，請分析并回答下列問題：
（1）用A裝置可制取的氣體是O₂，化學反應方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）B、C兩裝置都可用作實驗室制取O₂、H₂或CO₂的發(fā)生裝置，寫出用此兩裝置制取其中三種氣體的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）C裝置是在B裝置基礎上增加隔離銅絲網改進而來的，它的優(yōu)點是可控制反應的發(fā)生和停止．在實驗室制取CO₂時，若隔離網改用鋁絲做成，那么產生的后果是制得的氣體不純，其原因是：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，說明金屬活動性Cu＜Al
（4）小童同學在使用“除垢凈”去除熱水瓶中的水垢時，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產生．聯(lián)想水垢的主要成分是碳酸鈣，小明猜想“除垢凈”的成分中可能有酸．
①為證實自己的猜想，小童從家中又找來兩類不同的物質進行實驗：
實驗一：將廢鋅皮（或鐵釘?shù)龋┓湃搿俺�垢凈”中，有大量氣泡產生；實驗二：將生銹鐵釘放入到“除垢凈”中，鐵銹消失且溶液顏色逐步變?yōu)辄S色．
經實驗，小童得出“除垢凈”的有效成分中一定有酸的結論．
②小童想試制一瓶“除垢凈”，你認為鹽酸、硫酸這兩種酸中的鹽酸更合適，理由是硫酸與水垢反應生成微溶的硫酸鈣，除垢不徹底，使用鹽酸配制“除垢凈”更安全（其它合理答案也可）．
③結合上面對“除垢凈”的了解，在使用“除垢凈”時應注意：去除鋁壺中的水垢時，應控制“除垢凈”的濃度（或不要滴到手上或衣服上、防止腐蝕，除垢后要將“除垢凈”沖洗干凈等其它合理答案均可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置A的特點，判斷使用此裝置可制取的氣體，并寫出相關反應的化學方程式；
（2）分析裝置特點，寫出符合裝置的制取氣體的反應原理的化學方程式；
（3）分析改進裝置C的優(yōu)點，并根據(jù)金屬活動性，評價若把“隔離銅絲網”改為鋁絲網會對制取二氧化碳產生什么影響；
（4）①根據(jù)酸能夠和活潑金屬反應生成氫氣，能和碳酸鹽類物質反應二氧化碳，進行分析解答．
②根據(jù)硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水進行分析解答．
③酸與活潑金屬能反應，防止過量的鹽酸與水垢反應后，再與鋁反應；酸溶液有腐蝕性，據(jù)此進行分析解答．

解答 解：（1）裝置A適用于對固體加熱而制取氣體，因此，此裝置可用來加熱高錳酸鉀制取氧氣；
故答案為：O₂，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）裝置B、C均適用于固體與液體不需要加熱而制取氣體的方法，因此在選擇此裝置制取氧氣時，反應的化學方程式只能寫過氧化氫分解的反應，而對于制取氫氣或二氧化碳則可直接寫出實驗室制取的原理反應；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）裝置C增加了隔離固體與液體藥品的銅絲網，可使固體與液體反應物根據(jù)需要隨時接觸而進行反應，隨時分離而停止反應的發(fā)生；若把銅絲網改為鋁絲網，由于鋁能與稀鹽酸反應產生氫氣，會使所產生的二氧化碳氣體中混有氫氣而不純凈；
故答案為：可控制反應的發(fā)生和停止；制得的氣體不純；2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；＜；
（4）①根據(jù)酸的性質：能與活潑的金屬反應生成氫氣、能與碳酸鈉等反應生成二氧化碳、能與金屬氧化物等反應，且上述物質屬于不同類物質，符合要求．因此可取少量待測液，加入廢鋅皮（或鐵釘?shù)龋�，有大量氣泡產生；或加入純堿產生大量氣泡，或將生銹鐵釘放入到“除垢凈”中，鐵銹消失且溶液顏色逐步變?yōu)辄S色；可說明“除垢凈”的有效成分中一定有酸．
②鹽酸與碳酸鈣反應生成的氯化鈣易溶于水，而硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，影響除垢的效果，且鹽酸是胃液的成分之一，配制“除垢凈”更安全，故選用鹽酸合適．
③“除垢凈”的成分是鹽酸，鹽酸能與活潑金屬反應，當除去鋁壺中的水垢時要注意控制酸溶液的量，防止過量的鹽酸與水垢反應后，再與鋁反應，造成水壺腐蝕
；酸液有腐蝕性，還要注意不要滴到手上或衣服上、防止腐蝕、除垢后要將“除垢凈”沖洗干凈等．
故答案為：①實驗一：將廢鋅皮（或鐵釘?shù)龋┓湃搿俺�垢凈”中，有大量氣泡產生；
實驗二：將生銹鐵釘放入到“除垢凈”中，鐵銹消失且溶液顏色逐步變?yōu)辄S色；
②鹽酸；硫酸與水垢反應生成微溶的硫酸鈣，除垢不徹底，使用鹽酸配制“除垢凈”更安全（其它合理答案也可）；
③去除鋁壺中的水垢時，應控制“除垢凈”的濃度（或不要滴到手上或衣服上、防止腐蝕，除垢后要將“除垢凈”沖洗干凈等其它合理答案均可）．

點評 本題有一定難度，綜合性較強，聯(lián)系生產生活實際考查了利用酸的化學性質等解決實際問題的能力．