Question

1．今天又是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放日，老師拿出兩瓶無標(biāo)簽的試劑，分別是固體和液體，小明取少量試劑在試管中混合，立即產(chǎn)生一種無色氣體．他對此氣體展開了一系列探究：
（1）①此氣體是什么物質(zhì)？驗(yàn)證它的方案如下：

猜想	實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象及結(jié)論
此氣體可能是

②我想制取該氣體，采用的發(fā)生裝置可選取下圖中的B（或C）（填序號），收集裝置是D（或E、G），反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

③用G圖裝置收集該氣體，氣體由a端（填“a”或“b”）導(dǎo)入．
（2）我猜想此無色氣體還可能是另外一種氣體，可以產(chǎn)生它的化學(xué)方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，檢驗(yàn)它的方法是通入澄清的石灰水，觀察是否變渾濁．
（3）汽車尾氣中的一氧化氮是一種大氣污染物．它是一種無色氣體，難溶于水，密度比空氣略大，在空氣中能與氧氣迅速反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w．實(shí)驗(yàn)室中制取一氧化氮采用的收集裝置是D（填序號）．選擇氣體收集方法時(shí)從氣體性質(zhì)的角度需要考慮的因素是：氣體的密度及是否與空氣中的氣體發(fā)生反應(yīng)，氣體的溶解性及能否與水發(fā)生反應(yīng)．
（4）裝置C和B比較，其優(yōu)點(diǎn)是可控制反應(yīng)速率，節(jié)約藥品．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)藥品的狀態(tài)及反應(yīng)條件，對照實(shí)驗(yàn)室制取氣體的反應(yīng)原理，猜想所制取的氣體；并根據(jù)氣體的性質(zhì)，說明檢驗(yàn)該氣體的方法；
②根據(jù)所猜想氣體的實(shí)驗(yàn)室制取所使用藥品的狀態(tài)及反應(yīng)條件，選擇制取該氣體的發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的性質(zhì)，選擇收集氣體的裝置，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
③根據(jù)該氣體密度與空氣密度的關(guān)系，判斷使用該裝置進(jìn)行收集時(shí)的進(jìn)氣口；
（2）結(jié)合實(shí)驗(yàn)室制取氫氣、二氧化碳的反應(yīng)原理，另一種氣體可以是氫氣或二氧化碳利用該結(jié)論書寫化學(xué)方程式，據(jù)氣體性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；
（3）依據(jù)一氧化氮的性質(zhì)分析所用收集方法；并由此分析確定收集方法所需要考慮的因素；
（4）分析B、C裝置所用儀器可知，C中的注射器可控制加入液體的速率，從而可控制反應(yīng)速率，并可以隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．

解答 解：（1）①如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，符合題意，氧氣的檢驗(yàn)方法是：將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復(fù)燃，證明集氣瓶中收集的氣體是氧氣；
 ②實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制氧氣不需要加熱，所以應(yīng)選擇B裝置；因?yàn)檠鯕獠蝗苡谒�且密度比空氣的大，所以可以用排水法或向上排空氣法收集，雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③若用G來收集密度比空氣大的氣體應(yīng)該a進(jìn)b出，若用F來收集密度比空氣小的氣體應(yīng)該b進(jìn)a出，因?yàn)檠鯕饷芏缺瓤諝獯�，所以�?yīng)該a進(jìn)b出；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸混合，所以另一種氣體還可能是二氧化碳等，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，檢驗(yàn)該氣體是否是二氧化碳，可將氣體通入澄清的石灰水，觀察石灰水是否變渾濁進(jìn)行判斷；
（3）一氧化氮難溶于水，密度比空氣略大，在空氣中能與氧氣迅速反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，所以不能用排空氣法收集，要用排水法收集；
由此可知我們在選擇收集氣體的方法時(shí)，通常需要考慮的因素有：氣體的密度和溶解性，此外還要考慮氣體能否與空氣中的某些氣體反應(yīng)、能否與水反應(yīng)；
（4）B、C都可用于固體與液體不加熱制取氣體的反應(yīng)，而C優(yōu)于B之處是C中注射器可控制液體的加入，進(jìn)而控制反應(yīng)的進(jìn)行，且可節(jié)約藥品；
故答案為：（1）①

猜想	實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象及結(jié)論
此氣體可能是氧氣	將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)	木條復(fù)燃，證明氣體是氧氣

②B（或C）；D（或E、G）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；通入澄清的石灰水，觀察是否變渾濁；
（3）氣體的密度及是否與空氣中的氣體發(fā)生反應(yīng)；氣體的溶解性及能否與水發(fā)生反應(yīng)；
（4）可控制反應(yīng)速率，節(jié)約藥品．

點(diǎn)評 本考點(diǎn)主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時(shí)也考查了化學(xué)方程式的書寫、氣體的檢驗(yàn)和注意事項(xiàng)等，綜合性比較強(qiáng)．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)