Question

8．通過(guò)一個(gè)多學(xué)期的化學(xué)學(xué)習(xí)，相信你已經(jīng)初步掌握了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的有關(guān)知識(shí)．請(qǐng)結(jié)合如圖1示回答問(wèn)題．

（1）寫出圖中標(biāo)示的儀器名稱：①酒精燈．
（2）實(shí)驗(yàn)室用KMnO₄制取O₂，應(yīng)選用的發(fā)生裝置為D（填字母序號(hào)，下同），取用KMnO₄藥品時(shí)，應(yīng)選用儀器A，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)室用裝置E制取CO₂時(shí)，反應(yīng)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，如用注射器C替換長(zhǎng)頸漏斗，優(yōu)點(diǎn)是控制反應(yīng)的速率．實(shí)驗(yàn)
室用塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應(yīng)至氣泡逸出不明顯后，測(cè)得其殘留液pH等于2，此時(shí)取適量反應(yīng)后溶液，逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH數(shù)字探測(cè)儀連續(xù)監(jiān)測(cè)，得曲線如圖2（pH為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)）．
①BC“平臺(tái)”段的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
②CD段上升的原因是碳酸鈉溶液過(guò)量，使溶液的堿性增強(qiáng)
（4）小王和小李兩位同學(xué)用如圖3所示裝置進(jìn)行制取二氧化碳并驗(yàn)證其與氫氧化鈉能發(fā)生反應(yīng)．
①小王先關(guān)閉b，打開a、c、d，使分液漏斗中的液體緩慢滴入，A中緩慢出現(xiàn)氣泡，B中沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象．
②小李認(rèn)為若要證明NaOH與CO₂發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，接下來(lái)的操作是關(guān)閉c和d，打開b，此時(shí)應(yīng)觀察到的現(xiàn)象為C中生成白色沉淀．

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）高錳酸鉀制取氧氣，需要加熱，屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置D，并據(jù)氧氣的密度和溶解性選擇收集裝置；取用高錳酸鉀用藥匙，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）根據(jù)注射器可以控制液體的滴加速度進(jìn)行分析；
①根據(jù)制二氧化碳反應(yīng)結(jié)束后殘留物的成分，以及碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)回答，注意碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)后才能再與氯化鈣反應(yīng)．
②根據(jù)碳酸鈉的水溶液呈堿性回答；
（4）發(fā)生裝置的選擇要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，收集裝置要根據(jù)氣體的密度和溶水性．濃硫酸溶于水放出大量的熱，氫氧化鈉溶于水放出大量的熱，氯化鈉溶于水時(shí)溫度無(wú)明顯變化，硝酸銨溶于水時(shí)吸收熱量；
氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而減小，隨著溫度的降低而增．

解答 解：（1）圖中標(biāo)示儀器分別是酒精燈；
（2）高錳酸鉀制取氧氣，需要加熱，屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置D，氧氣的密度比空氣大且不易溶于水，故可用向上排空氣法或排水法收集；取用高錳酸鉀粉末用藥匙，加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式是2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法是用稀鹽酸與大理石（或石灰石．其主要成分都是碳酸鈣）反應(yīng)來(lái)制�。�其反應(yīng)原理是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；注射器可以控制液體的滴加速度，所以實(shí)驗(yàn)室用裝置E制取CO₂時(shí)，如用注射器C替換長(zhǎng)頸漏斗，優(yōu)點(diǎn)是：便于控制液體的滴加速度；
①塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應(yīng)至氣泡逸出不明顯后，測(cè)得其殘留液pH等于2，說(shuō)明鹽酸過(guò)量，加入碳酸鈉溶液后，碳酸鈉先中和鹽酸后才能與氯化鈣反應(yīng)，故AB段是碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)，BC段是碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，方程式為Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
②碳酸鈉溶液呈堿性，過(guò)量的碳酸鈉使溶液的堿性增強(qiáng)，CD段加入的碳酸鈉溶液已過(guò)量，不再參加反應(yīng)，只是使液體堿性增強(qiáng)，所以CD段的pH上升；
（4）若要證明NaOH與CO₂發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，接下來(lái)的操作是關(guān)閉c和d，打開b，這樣在A裝置中不斷產(chǎn)生二氧化碳的壓力下B裝置內(nèi)的液體會(huì)進(jìn)入C裝置．氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉和石灰水反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣和氫氧化鈉，所以會(huì)看到石灰水變渾濁．
故答案為：（1）酒精燈； （2）D、A  2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、控制反應(yīng)的速率；
①Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
②碳酸鈉溶液過(guò)量，使溶液的堿性增強(qiáng)；
（4）c，b （兩空都對(duì)得1分），C中生成白色沉淀．

點(diǎn)評(píng) 氣體的制取是初中重要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，既是難重點(diǎn)，又是考查熱點(diǎn)，理解反應(yīng)原理，掌握裝置的選擇依據(jù)、裝置氣密性檢查方法、氣體的檢驗(yàn)、驗(yàn)滿、收集方法，了解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)是解決該類問(wèn)題的關(guān)鍵．