Question

5．根據(jù)所學(xué)的知識(shí)并結(jié)合如圖1所示儀器，回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）寫出儀器E的名稱水槽．
（2）實(shí)驗(yàn)室以氯酸鉀為原料制取并收集氧氣，完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)除選用A、D、E、F和I外，還需增加的儀器是酒精燈．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，組裝一套氣體發(fā)生裝置所需的儀器是AFH（或BH、ACFG、BCG） （填字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）實(shí)驗(yàn)室獲取氮?dú)庥泻芏喾N途徑，常見(jiàn)的方法有三種：
方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮?dú)夂豌~；
方法二：將空氣通過(guò)灼熱的銅，得到較純凈的氮?dú)夂脱趸�銅粉末；
方法三：將亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?br />進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可選擇的實(shí)驗(yàn)儀器如圖2所示（省略?shī)A持裝置與加熱裝置）．
①方法一：制氮?dú)馑�需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反�?yīng)的發(fā)生裝置最好選用D（填標(biāo)號(hào)）．生石灰在此反應(yīng)中的作用除CaO與水反應(yīng)，減少了溶劑外，另一個(gè)作用是：生石灰和水反應(yīng)放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣（或降低氨氣的溶解度）．
②方法二：為保證所得氮?dú)獗M可能純凈，除了使用銅外，還可以向裝置E（填字母）中加入堿石灰（或氫氧化鈉固體）以除去其它雜質(zhì)氣體．
③方法三：制氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O．
④1892年，英國(guó)科學(xué)家瑞利（Rayleigh）發(fā)現(xiàn)，采用方法二得到的氮?dú)庠谙嗤瑮l件下比方法三得到的氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右．若上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作均無(wú)錯(cuò)誤，且氮?dú)庖淹耆�干燥，�?qǐng)解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因方法二制得的氮?dú)庵泻�有密度（或相�?duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器解答；
（2）熟悉實(shí)驗(yàn)室中用氯酸鉀制取氧氣所用的儀器；寫出反應(yīng)的方程式；
（3）熟悉實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳所用的儀器；實(shí)驗(yàn)室常用石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，據(jù)此寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；
（4）①根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，對(duì)比原料及生產(chǎn)過(guò)程分析生石灰的作用：生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰，一方面消耗氨水中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)，可以通過(guò)堿性干燥劑完成；
③根據(jù)反應(yīng)物及題目的信息結(jié)合元素守恒判斷生成物寫出化學(xué)方程式；
④根據(jù)方法二得到的氮?dú)獠患冞M(jìn)行考慮．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器可知：E是水槽；
（2）如果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．完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)除選用A、D、E、F、I外，還需增加的儀器是酒精燈；用氯酸鉀制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱，反應(yīng)容器可用試管、則還須鐵架臺(tái)固定，也可用錐形瓶作為反應(yīng)容器，及導(dǎo)管，雙孔塞還需長(zhǎng)頸漏斗；
實(shí)驗(yàn)室常用石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（4）①用CaO和濃氨水反應(yīng)，應(yīng)選固液常溫型的發(fā)生裝置，即D；濃氨水常溫下跟生石灰反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈣，化學(xué)方程式為CaO+NH₃•H₂O=NH₃↑+Ca（OH）₂，因?yàn)榘彼�不穩(wěn)定易揮發(fā)，生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰的過(guò)程中，生石灰的兩個(gè)作用是：一方面消耗氨水溶液中的水，另一方面放出的熱量促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣；
②空氣中除了氮?dú)狻⒀鯕馔�，還含有二氧化碳、水蒸氣等，為保證所得氨氣盡可能純凈，要除去空氣中多余的水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)，可以通過(guò)堿性干燥劑-堿石灰（或氫氧化鈉固體），既可以吸收二氧化碳又能吸收水；
③根據(jù)信息反應(yīng)物是亞硝酸鈉（NaNO₂）和氯化銨，反應(yīng)條件是加熱，氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，反�?yīng)前后元素的種類不變，因此生成物還有氯化鈉和水，因此反應(yīng)的方程式為：
NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
④將空氣通過(guò)灼熱的銅，得到較純凈的氮?dú)夂脱趸�銅粉末只是除去了氧氣，其中還含有稀有氣體等雜質(zhì)，由于稀有氣體的密度比氮?dú)饷芏却螅�所以�?dǎo)致氮?dú)饷芏瓤偸瞧��?‰左右．
答案：
（1）水槽；
（2）I；酒精燈；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）AFH（或BH、ACFG、BCG）；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（4）①D； 生石灰和水反應(yīng)放熱，促使氨水揮發(fā)、分解而得到氨氣（或降低氨氣的溶解度）；
②E；堿石灰（或氫氧化鈉固體）；
 ③NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
④方法二制得的氮?dú)庵泻�有密度（或相�?duì)分子質(zhì)量）比氮?dú)獯蟮南∮袣怏w，導(dǎo)致密度偏大．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)主要考查了儀器的名稱、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)方程式的書寫和質(zhì)量守恒定律、裝置評(píng)價(jià)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)．