Question

18．学习化学离不开实验．

（1）小明同学在家里利用替代品进行相关实验．如：配制较多溶液时用玻璃杯代替如图1所示的仪器中的烧杯（填仪器名称，下同）；搅拌时用筷子代替玻璃棒．
（2）①写出实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②小明同学选用片状的鸡蛋壳和食醋（填一种厨房调味品）反应来制取二氧化碳，并利用矿泉水瓶、玻璃杯、橡皮塞、导管、止水夹等组装了如图2所示甲、乙气体发生装置，比较甲、乙装置，甲装置的优点是B（填序号）．
A．反应过程中可以添加固体药品      B．可以控制反应的发生与停止
③选用甲装置可以进行的实验是A（填序号）．
A．块状的胡萝卜与过氧化氢溶液制氧气     B．加热高锰酸钾固体制氧气
C．粉末状的锌与稀硫酸制氢气             D．浓硫酸与甲酸共热制一氧化碳
（3）①小志同学用高锰酸钾制氧气，应选用图3中的C装置，该图中的一处错误为：试管口缺少棉花，反应的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
②小丽同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，发现用排水法收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：【提出猜想】猜想①：反应生成的MnO₂分解放出O₂；猜想②：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想Ⅰ、Ⅲ错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想②正确的结论．该组同学选择的实验方法是用排水集气法收集产生的气体，并用带火星的木条检验，木条复燃．
【拓展延伸】实验发现，KClO₃固体加热制取O₂的反应速率很慢，但如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
（2）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
食醋中含有醋酸，醋酸能和鸡蛋壳中的碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳；
根据装置的特点可以判断反应物．
（3）根据高锰酸钾制取氧气的特点进行分析；根据二氧化锰的质量不变，得出结论；
要验证猜想II，可以用验证氧气的方法来确定氧气的有无，可以用带火星的木条检验，观察现象．

解答 解：（1）配制较多溶液时可以用玻璃杯代替如图1所示的仪器中的烧杯；搅拌时用筷子代替玻璃棒．
故填：烧杯；玻璃棒．
（2）①实验室制取二氧化碳的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②小明同学选用片状的鸡蛋壳和食醋反应来制取二氧化碳；比较甲、乙装置，甲装置的优点是可以控制反应的发生与停止．
故填：食醋；B．
③A、块状的胡萝卜与过氧化氢溶液制氧气不需要加热，可以用甲装置进行；      
B、利用高锰酸钾固体制氧气需要加热，因此不能用甲装置进行；
C、粉末状的锌能够从矿泉水瓶底部的小孔漏出，因此不能用甲装置进行；
D、浓硫酸与甲酸制一氧化碳需要加热，因此不能用甲装置进行．
故填：A．
（3）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管；
故答案为：C；试管口缺少棉花；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
【实验验证】取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，说明不是二氧化锰产生的氧气，所以猜想Ⅰ和 III错误；
验证氧气的产生，可以用带火星的木条检验生成的气体，看是否复燃；
故填：Ⅰ、Ⅲ；用排水集气法收集产生的气体，并用带火星的木条检验，木条复燃；
【拓展延伸】如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．KMnO₄在KClO₃的分解反应中不是作催化剂，原因是加了高锰酸钾之后，产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气，同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用；
故填：不能；高锰酸钾的质量和化学性质在反应后发生了改变．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．