Question

20．請你根據(jù)提供的實驗儀器和藥品參與實驗室氣體制備的研究與實踐．實驗儀器如下圖所示（導(dǎo)管、橡皮塞等未畫出）：

實驗藥品：氯酸鉀、5%雙氧水、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、高錳酸鉀、二氧化錳
【比較研究】請?zhí)顚懴卤?br />

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2難溶于水
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	二氧化碳密度比空氣大，易溶于水

【實踐研究】
（1）某同學(xué)選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，該同學(xué)選用的藥品是氯酸鉀和二氧化錳．其反應(yīng)化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；下列是該同學(xué)部分實驗操作，其中不合理的是BC．
A．先檢查裝置的氣密性，后加藥品     B．先固定試管，后放置酒精燈
C．先將導(dǎo)管伸入集氣瓶，后加熱試管     D．實驗結(jié)束先將導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈
（2）在使用儀器f時有很多要注意的事項，請你任意寫出一點熄滅酒精燈要用燈帽蓋滅．
（3）四位同學(xué)根據(jù)提供的實驗儀器分別設(shè)計了下列四套制取和收集二氧化碳的裝置．

他們對設(shè)計的裝置相互進行了交流評價．其中可能收集不到二氧化碳?xì)怏w的裝置是A；能夠使反應(yīng)隨時停止和發(fā)生的裝置是D．檢驗CO₂氣體的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
【反思小結(jié)】
（1）確定氣體發(fā)生裝置應(yīng)考慮的因素是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，確定氣體收集裝置應(yīng)考慮的因素是氣體密度、氣體溶解性和氣體不與水發(fā)生反應(yīng)．
（2）C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂ 是我們最熟悉的反應(yīng)，生成物也只有CO₂，為什么在實驗室我們不利用碳的燃燒來制取CO₂，其主要原因是反應(yīng)物中有氣體參加，很難收集到純凈的CO₂氣體．

Answer 1

分析 【比較研究】根據(jù)制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集進行分析．

解答 解：【比較研究】實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)物是碳酸鈣和稀鹽酸，二氧化碳的密度比空氣的密度大，且易溶于水，因此收集二氧化碳用瓶口向上排空氣法收集，所以

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2難溶于水
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	二氧化碳密度比空氣大，易溶于水

【實踐研究】
（1）某同學(xué)選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，該同學(xué)選用的藥品是氯酸鉀和二氧化錳，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，固定儀器時，應(yīng)根據(jù)酒精燈的高度來調(diào)節(jié)酒精燈的高度；收集氣體時，剛開始排出的氣體是集氣的空氣，當(dāng)導(dǎo)管口的氣體連續(xù)且均勻排出時，才能收集，故選：BC；
（2）在使用儀器酒精燈時有很多要注意的事項，如：熄滅酒精燈要用燈帽蓋滅；
（3）裝置A中發(fā)生裝置部分，玻璃導(dǎo)管幾乎伸到試管底部，加入一定稀鹽酸后，導(dǎo)管口可能被液封，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w不能排出，故使用此裝置將有可能收集不到二氧化碳?xì)怏w；要達到“隨時發(fā)生隨時停止”反應(yīng)的目的，需要解決固體和液體可根據(jù)需要接觸或分離，由于D裝置中盛放碳酸鈣的銅網(wǎng)可上下移動，滿足隨時接觸隨時分離的要求，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思小結(jié)】（1）氣體制取的發(fā)生裝置應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來選擇，確定氣體收集裝置應(yīng)考慮的因素是氣體密度、氣體溶解性和氣體不與水發(fā)生反應(yīng)；
（2）用碳的燃燒來制取CO₂時，反應(yīng)物中有氣體參加，很難收集到純凈的CO₂氣體，或燃燒的條件下，很難將其控制在一個密閉的環(huán)境中進行，因而無法收集．
故答案為：【比較研究】

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
	固體和液體		向上排空氣法	二氧化碳密度比空氣大，易溶于水

【實踐研究】
（1）氯酸鉀，二氧化錳，2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，BC；
（2）熄滅酒精燈要用燈帽蓋滅；
（3）A，D，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思小結(jié)】（1）反應(yīng)物的狀態(tài)，反應(yīng)條件，氣體不與水發(fā)生反應(yīng)；
（2）反應(yīng)物中有氣體參加，很難收集到純凈的CO₂氣體．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．