Question

某校化学实验室有足量氯酸钾、过氧化氢溶液和很少量高锰酸钾．现需要用这些药品制取多瓶氧气．
（1）小明设计的方案是：
步骤1：用高锰酸钾制取二氧化锰，实验流程如图1所示：

操作X是______，制取二氧化锰的目的是______．
步骤2：在步骤l的基础上用过氧化氢溶液制取和收集所需氧气．在如图2所示装置中，可选用的一组装置是______ （填写字母序号），该反应的化学方程式是______．用这种方法收集氧气，判断氧气已经集满的操作或现象是______．
（2）小红将高锰酸钾固体直接与适量氯酸钾固体混合加热，也制得了所需氧气．写出氯酸钾分解制取氧气的化学方程式______．

（3）若要制取二氧化碳，检验一瓶无色气体是二氧化碳所采用方法的化学方程式是______．

Answer 1

解：（1）步骤1：操作X完成后固体二氧化锰被从浑浊液体中分离出来，该操作为过滤；过滤得到的固体二氧化锰可用作氯酸钾或过氧化氢分解时的催化剂；
步骤2：装置B适用于常温下固体与液体发生反应的发生装置，因此使用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气时应选用该发生装置；由于氧气密度比空气大且不易溶于水，因此收集氧气时可选用排水法装置D收集、或采取向上排空气法装置C收集；采取排水法收集时，可通过观察集气瓶口有气泡冒出证明气体收集满，采取向上排空气法收集时，可用带火星的木条放在集气瓶口观察到木条复燃证明气体收集满；
（2）氯酸钾在高锰酸钾分解出的二氧化锰的催化下，受热分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO₃2KCl+3O₂↑；
（3）检验二氧化碳的方法是将气体通过澄清的石灰水，观察是否变浑浊，因此检验一瓶无色气体是二氧化碳所采用方法的化学方程式是CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
故答案为：
（1）步骤l：过滤；得到催化剂；
步骤2：BC；可用带火星的木条放在集气瓶口，若观察到木条复燃，则证明气体收集满；
（2）2KClO₃2KCl+3O₂↑；
（3）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
分析：（1）步骤1：分析操作X完成后的两种物质，可判断操作X为过滤操作；通过该操作分离出的固体二氧化锰可用作氯酸钾或过氧化氢分解的催化剂；
步骤2：利用过氧化氢溶液在固体二氧化锰催化下分解制取氧气，应选用适用于固体与液体反应且不需加热的发生装置，收集氧气则可选用向上排空气或排水法；排水法收集时可观察集气瓶口有气泡以说明收集满，向上排空气时可用带火星木条放在瓶口观察到木条复燃说明集满；
（2）高锰酸钾受热分解生成的二氧化锰催化氯酸钾的分解，氯酸钾在二氧化锰催化下分解放出氧气；
（3）根据二氧化碳的检验方法写出反应的化学方程式．
点评：掌握实验室制取气体的反应原理及操作方法，是解决此问题的基础，而化学方程式的正确的书写则是答题的重点．