Question

如图所示为实验室常用的制取气体的实验装置：

据此回答下列问题：
（1）写出带标号仪器的名称：①

 

； ②

 

．
（2）实验室通常用高锰酸钾制取氧气，该反应的化学方程式

 

，选用的发生装置是

 

（填字母，下同），以高锰酸钾作试剂利用此装置制氧气时，装置应作的改进是

 

．
（3）实验室用稀盐酸和石灰石反应制取CO₂时，选用的收集装置是

 

，反应的化学方程式为

 

．F装置可用来测量生成的CO₂气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是

 

．
（4）化学课上，李芹同学将燃烧的钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质．
【提出问题】黑色颗粒和白色物质可能是什么呢？
【进行猜想】你认为黑色颗粒是

 

，小明认为白色物质是氧化钠，小艺认为是碳酸钠，小亮认为是氧化钠和碳酸钠的混合物，小华认为是氢氧化钠．
李芹同学认为小华的猜想是错误的，其理由是

 

．
【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠．
【实验探究】李芹同学对白色物质进行实验探究．
实验方案1：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色，结论：白色物质为氧化钠．
实验方案2：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl₂溶液，出现白色沉淀，然后过滤，再向溶液里滴加无色酚酞试液，溶液不变色．结论：白色物质为

 

．
【反思评价】小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是

 

．
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,实验探究物质的组成成分以及含量,量气装置,实验室制取氧气的反应原理,二氧化碳的实验室制法,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）据常用仪器回答；
（2）据加热高锰酸钾制取氧气的反应原理书写方程式，据反应物状态和反应条件选择发生装置，并据加热时的实验注意事项回答；
（3）二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集，据反应原理书写方程式；并结合二氧化碳的溶解性及实验装置特点分析解答；
（4）【进行猜想】根据题干中信息可知，钠与二氧化碳中发生了反应生成一种黑色物质和一种白色物质；其中由于反应物含有钠元素、碳元素、氧元素，那么生成的物质也一点含有这几种元素，那么黑色固体物质只能是炭，可以据此解答该题；
【实验探究】根据实验现象和物质的性质推测生成的白色物质；
【反思评价】依据碳酸钠溶液也显碱性分析解答；
【得出结论】根据上述分析可以知道，二氧化碳和钠反应生成了碳和碳酸钠，可以据此写出该反应的化学方程式．

解答：解：（1）标号仪器分别是长颈漏斗和集气瓶；
（2）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，该反应需要加热，属于固体加热型，故选发生装置A；以高锰酸钾作试剂利用此装置制氧气时，试管口须放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；
（3）二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集，实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应，同时生成氯化钙、水，反应方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；F装置可用来测量生成的CO₂气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是：使水与二氧化碳隔离，防止二氧化碳溶于水，影响实验结果，由于二氧化碳和水不接触，所以加植物油对实验结果无影响；
（4）【进行猜想】[进行猜想]反应前两种物质二氧化碳和钠中共Na、C、O三种元素，根据质量守恒定律，反应前后元素不变，可判断燃烧中产生的黑色物质可能为炭，白色固体为Na₂O或Na₂CO₃或是Na₂O、Na₂CO₃两种物质的混合物；而不可能是NaOH，因为反应前并不含有H元素；
【实验探究】加入CaCl₂溶液出现白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠；碳酸钠完全反应后，向溶液中滴加酚酞无明显现象，说明溶液中不含有氢氧化钠，因此原白色固体中不含有Na₂O；
【反思评价】碳酸钠溶液呈碱性也可以使无色酚酞变红，因此，不能得出溶液一定含氢氧化钠的结论，即不能由此判断白色固体为氧化钠；故答案为：Na₂CO₃溶液显碱性也会使酚酞变红
【得出结论】根据探究过程可知，钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和炭，反应方程式是：4Na+3CO₂

点燃  .

C+2Na₂CO₃；
故答案为：（1）①长颈漏斗；②集气瓶；
（2）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A； 在试管口加棉花；
（3）D； CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；使二氧化碳与水隔离，防止二氧化碳溶于水；
（4）【进行猜想】C； 化学反应前后元素种类不变，在反应物中无氢元素；
【实验探究】碳酸钠（Na₂CO₃）；
【反思评价】碳酸钠的溶液呈碱性，也能使酚酞试液变红；
【得出结论】4Na+3CO₂

点燃  .

C+2Na₂CO₃．

点评：本题是一道综合性很强的实验探究题，主要考查学生的实验探究能力、分析问题和解决问题的实际能力．解答这种综合性强的探究题，关键是掌握相关知识，理解题意，找到准确的出发点进行解答．