Question

某化学课外活动小组进行了一系列的实验探究，请按要求回答：

（1）小强想用高锰酸钾制取纯净的氧气，他应选择上述装置中的

 

（填字母）进行组装．你认为A装置中还缺少

 

 该反应的符号表达式为

 

．当氧气收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先

 

后

 

（2）对用高锰酸钾制取O₂后的固体残渣，属于

 

（填“纯净物或混合物”），通过以下四步实验操作可回收二氧化锰．正确操作的先后顺序是

 

（填写选项序号） 
A．烘干          b．溶解       c．过滤           d．洗涤
（提醒：锰酸钾能溶于水，二氧化锰难溶于水）
滤液蒸发结晶可得到锰酸钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是

 

（3）实验室制取和收集CO₂ 时应选用

 

装置反应的符号表达式是

 

，小红同学制取CO₂后，准备在F中盛装某种有色溶液检验CO₂，该试剂的名称是

 

在瓶中发生反应的符号表达式是

 

，小明同学探究B装置时，对此装置作了改进，改进的装置如图所示．改进后该装置的优点是

 

（4）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂．你认为B装置应如何改进才符合要求

 

（5）如图是实验室常用的两个气体制备、收集、净化的多种功能装置．

①若制备的气体是氧气，Y是黑色粉末，则甲中反应的符号表达式为：

 

②若A、C端相连制取并收集氧气，须将装置乙处理

 

．
③若X是稀盐酸、Y是石灰石，用甲、丙装置组成制取收集CO₂气体的系列装置．用丙装置收集CO₂，丙中植物油的作用

 

，用读取量筒中水的体积可得知气体的体积，读得量筒里水的体积注意事项

 

、

 

．

Answer 1

考点：常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,量气装置,实验室制取氧气的反应原理,制取氧气的操作步骤和注意点,二氧化碳的实验室制法,二氧化碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）从用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，反应需要加热，用排空气法收集时，外界的空气会进入集气瓶导致收集的氧气不纯，而排水法是一个相对密闭的环境，收集到的氧气较为纯净；制取氧气时，由于高锰酸钾粉末会随着氧气流进入导管继续进入水槽，使水槽中的水变红，为避免这一现象的发生，往往会要试管口放一棉花团；实验结束，停止加热时要先把导管移出水面去分析解答；
（2）对用高锰酸钾制取O₂后的固体残渣，完全反应后物质是锰酸钾和二氧化锰，所以根据物理性质的不同可以分离，加水溶解后，二氧化锰留在滤纸上，锰酸钾进入滤液，然后蒸发结晶即可；滤液蒸发结晶可得到锰酸钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是边加热边搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅
（3）发生装置的选择要看反应物的状态和反应条件；收集装置的选择要看气体的密度和溶解性；据反应原理写出符号表达式；二氧化碳与水反应生成碳酸，能使紫色的石蕊试液变红色；改进后该装置的优点是能随时控制反应的发生与停止；
（4）利用分液漏斗的作用来改装，分液漏斗的优点就是能控制滴加液体的速度；
（5）若制备的气体是氧气，Y是黑色粉末，推测Y为二氧化锰，则用双氧水制取氧气，故可书写化学方程式；根据实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取并收集CO₂气体，是固-液不加热反应判断；干燥气体常用的液体干燥剂是浓硫酸；二氧化碳能溶于水，所以水面上放一层植物油的目的是隔离二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水，并结合题意回答

解答：解：（1）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，所以化学方程式为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；由于反应需要加热，所以发生装置选择A；由于收集的氧气不易溶于水，故可用排水法收集；又由于密度比空气大，故可以用向上排空气法进行收集，由于用排空气法收集时，外界的空气会进入集气瓶导致收集的氧气不纯，而排水法E是一个相对密闭的环境，收集到的氧气较为纯净；制取氧气时，由于高锰酸钾粉末会随着氧气流进入导管继续进入水槽，使水槽中的水变红，为避免这一现象的发生，往往会要试管口放一棉花团；实验结束，停止加热时要先把导管移出水面；否则停止加热后，随着试管温度的降低，试管内气体的体积越来越小，压强也越来越小，外部气压大于试管内气压，就会使水槽内的水倒吸到试管内，引起试管温度骤然降低，导致试管炸裂．
（2）对用高锰酸钾制取O₂后的固体残渣，完全反应后物质是锰酸钾和二氧化锰，根据两种物质的溶解性不同，锰酸钾溶于水，二氧化锰不溶于水，可以采用溶解、过滤、洗涤、烘干回收二氧化锰；滤液蒸发结晶可得到锰酸钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是边加热边搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅；
（3）实验室制取CO₂的原理是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，属于“固液不加热型”，二氧化碳密度比空气大，能够溶于水，故选择的装置是B和C；F中放入紫色的石蕊试液，通入二氧化碳，由于CO₂+H₂O═H₂CO₃，碳酸能使紫色的石蕊试液变红色；改装后的仪器中，当夹子a夹住橡胶管时，试管内的压强增大，液体会进入到长颈漏斗中去，当液体和塑料板上的固体分开不接触时，反应即可停止，放开夹子，液体和塑料板上的固体接触，反应开始，故该装置的优点是能随时控制反应的发生与停止；
（4）要想严格控制加水速度，需要将B中长颈漏斗换成分液漏斗（或注射器）；
（5）①若制备的气体是氧气，Y是黑色粉末，推测Y为二氧化锰，则用双氧水制取氧气，方程式是2H₂0₂

MnO2  .

2H₂0+0₂↑；
②若A、C端相连制取并收集氧气，须将装置乙处理是乙中装满水；
③二氧化碳能溶于水，且可与水发生反应，乙中的植物油就起到隔离二氧化碳和水，避免二氧化碳和水反应的可能，提高实验的准确性；用读取量筒中水的体积可得知气体的体积，读得量筒里水的体积注意事项：
视线必须与液体凹液面的最低处保持水平，注入液体后，要等一会，使附着在内壁上的液体流下来，再读取刻度值．
故答案为：
（1）AE、棉花团、2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑、把导管移出水面、熄灭酒精灯；
（2）bcda、搅拌，防止局部温度过高而造成液滴飞溅；
（3）AC、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O、紫色的石蕊试液、CO₂+H₂O═H₂CO₃、能随时控制反应的发生与停止；
（4）将B中长颈漏斗换成分液漏斗（或注射器）；
（5）①2H₂0₂

MnO2  .

2H₂0+0₂↑；②乙中装满水；③隔离二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水、视线必须与液体凹液面的最低处保持水平、注入液体后，要等一会，使附着在内壁上的液体流下来，再读取刻度值．

点评：本题综合考查气体的实验室制法原理和装置选择，同时进行类比训练和知识延伸，与混合物的分离联系起来进行考查．