Question

11．如图是实验室常见的制取气体的装置：

（1）写出仪器名称：①试管②酒精灯③集气瓶④水槽
（2）实验室用高锰酸钾制氧气时，可选用的实验装置是AC和AD（填A．B．C．D序号）；试管口还要放一团棉花，目的是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；写出该反应的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）排水法收集氧气时，应待气泡连续、均匀冒出时，再收集；实验结束时应先撤去导管，后熄灭酒精灯，原因是防止冷水倒吸，炸裂试管；检验氧气的方法是将带火星木条伸入集气瓶中，看是否复燃．
（4）实验室制取二氧化碳时，试管中应放的药品是大理石或石灰石、稀盐酸所发生反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；气体发生装置可选择B（ 填A．B．C．D序号），收集装置是D（ 填A．B．C．D序号）．
二氧化碳检验的方法是把气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，是CO₂．
二氧化碳验满的方法是把燃烧的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，说明装满．
（5）通过查阅资料得知：①氨气（NH₃）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；②氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体．小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是A，收集装置是E．（填字母编号）
（6）实验室里常用盐酸与碳酸钙反应来制取二氧化碳．要制取llOg的二氧化碳，至少需要碳酸钙的质量是多少？（请写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）熟记常用仪器的名称；
（2）用高锰酸钾制氧气时，反应物是高锰酸钾，生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件是加热，根据化学方程式的书写步骤书写方程式；根据加热高锰酸钾制氧气的反应物的状态和反应条件选择发生装置，氧气的密度和溶解性选择收集方法；根据实验的注意事项分析棉花的作用；
（3）根据高锰酸钾制取氧气的注意事项分析解答分析即可；
（4）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；二氧化碳能够溶于水，密度比空气大；根据二氧化碳的检验和验满方法进行分析；
（5）制取氨气须加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物，所以就需要用到酒精灯、试管、铁架台等仪器，又因氨气（NH₃）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，所以可采用向下排空气法收集．
（6）实验室制取二氧化碳的反应原理为碳酸钙和稀盐酸反应，生成氯化钙、水和气体二氧化碳，利用反应中物质的质量关系，可由生成二氧化碳的质量计算需要碳酸钙的质量．

解答 解：（1）①、②、③、④分别为试管、酒精灯、集气瓶和水槽；故填：试管；酒精灯；集气瓶；水槽；
（2）用加热高锰酸钾制氧气时，发生装置的特点属于固体加热型的A装置；因为氧气不易溶于水且密度大于空气，所以既可以用排水法收集，也可以用向上排空气法收集，故用高锰酸钾制取氧气的装置组合是AC或AD；加热高锰酸钾时反应物是高锰酸钾，生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件是加热，因此反应的化学方程式为：2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加热高锰酸钾制氧气时，为防止高锰酸钾顺着导管进入水槽，导管口要放一团棉花；故填：AC；AD；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集氧气实验时，待气泡放出时，不宜立即收集，其原因是开始出来的氧气中混有试管内的空气，立即收集会造成收集的氧气不纯，要待气泡连续、均匀冒出再开始收集；实验结束应先移导管后熄灯，防止先熄灭酒精灯，试管温度降低，气压减小，引起水倒吸导致试管炸裂；由于氧气能支持燃烧，故检验氧气的方法可将带火星木条伸入集气瓶中，看是否复燃．
故填：气泡连续、均匀冒出；防止冷水倒吸，炸裂试管；将带火星木条伸入集气瓶中，看是否复燃；
（4）在实验室中，常用大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，实验室制取二氧化碳的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；该反应物的状态和反应条件属于固液常温型，故选择的发生装置是B，因为二氧化碳易溶于水，且密度比空气大，故采用向上排空气法收集；故填：大理石或石灰石；稀盐酸；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；B；D；
二氧化碳的检验方法是把气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，是CO₂，验满方法是把燃烧的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，说明装满．
故答案为：把气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，是CO₂；把燃烧的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，说明装满；
（5）加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气的化学方程式是：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，氨气又极易溶于水，反应条件就决定了制取氨气必须在干燥的环境下，加之密度比空气小所以可以采用向上排空气法收集．故选：A；E；
（6）解：设至少需要碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
 x                  110g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{110g}$
x=250g
答：要制取110g的二氧化碳，至少需要碳酸钙的质量是250g．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．根据化学方程式的基础计算，正确的化学方程是计算的基础，注意书写格式的完整性和计算的准确．