Question

某班同學在實驗室進行二氧化碳的制取和性質實驗，發現實驗桌上已擺放了如下圖所示的儀器可供選用：

（1）要制取大量的CO₂，反應過程要便于添加液態的反應物，組合一套符合要求的裝置來制取CO₂，你選用的儀器組合是______（填序號）．
（2）下列是同學們對實驗室制取CO₂藥品選擇的討論，你認為正確的是______（填序號）
①不能用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發，使氯化氫氣體混入二氧化碳氣體中．
②一般不選用碳酸鈉粉末，因為它與酸反應速度太快，不便于收集．
③可用木炭和氧氣反應，因為反應可生成二氧化碳．
④可用稀鹽酸與石灰石反應，因為反應速度適中，條件要求不高，氣體產物純凈，易于收集．
（3）將集滿CO₂氣體的試管倒插入水中并輕輕振蕩試管，可觀察到的現象是______，該現象說明CO₂具有的性質是______．
（4）用制取二氧化碳的氣體發生裝置還可以制取其它氣體．請舉出一例：可制取的氣體是______，制氣反應的化學方程式是______，可用制二氧化碳的裝置制該氣體的理由是______．
（5）以上儀器也可用于實驗室制取氨氣．實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣．常溫下NH₃是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，其水溶液呈堿性．
①制取氨氣反應的方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2X．X的化學式為：______．
②實驗室制取并收集NH₃，可以從上圖中選擇儀器進行組裝，除選擇①③⑤外，還必須用到的儀器是______（填序號）．
③NH₃是一種堿性氣體，干燥時不能選用下列干燥劑中的______（填字母）．
A．固體氫氧化鈉　　　　　　B．濃硫酸　　　　　C．生石灰．

Answer 1

解：（1）因為“要制取大量的CO₂，反應過程要便于添加液態的反應物”，所以可以將固體置于錐形瓶中，反應中可以通過漏斗添加液體，通過導管輸出二氧化碳氣體；
故填：③⑥⑨；
（2）①濃鹽酸具有揮發性，會導致二氧化碳不純；故①正確；
②碳酸鈉是白色粉末，與稀鹽酸反應時速度太快，不利于收集二氧化碳氣體；故②正確；
③可用木炭和氧氣反應，當燃燒不充分時，會有雜質一氧化碳氣體生成；或者氧氣剩余時，二氧化碳不純；故③錯誤；
④石灰石與稀鹽酸，反應速率適中，便于氣體的收集；故④正確；
綜上所述，正確的說法有：①②④．
故填：①②④；
（3）二氧化碳能溶于水，試管內壓強減小，外界氣壓將水壓入試管內．
故填：試管中液面上升；溶于水；
（4）由于制取二氧化碳時是固液混合，而且不需要加熱，因此制取二氧化碳的氣體發生裝置還可以用來制取氧氣，因為制取氧氣是在常溫下用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物．其反應方程式為2H₂O₂2H₂O+O₂↑．
故答案是：氧氣；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；該反應為固體和液體不需加熱的反應，與制二氧化碳的反應物狀態和條件相同故可用制二氧化碳的裝置；
（5）①制取氨氣反應的方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2X．依據化學反應前后原子的種類和數目不變，可知X的化學式為：H₂O．
故填：H₂O；
②反應物的狀態是固態，反應條件是加熱，應選“固+固 加熱型”的發生裝置，所以，該裝置中還缺少用于加熱的儀器--酒精燈；
故填：④；
③氫氧化鈉固體和生石灰都顯堿性，不與氨氣反應，可用于干燥氨氣；
濃硫酸顯酸性，與氨氣反應，不可用于干燥氨氣；
故填：B．
分析：（1）因為該反應過程要便于添加液態的反應物，所以該反應應該是實驗室中利用大理石或石灰石和稀鹽酸來制備二氧化碳，裝置應該是“固+液 常溫”型；
（2）確定實驗室制取氣體的反應原理時，要考慮的因素有：反應速率要適中，便于收集、藥品的性質、是否連續產生氣體等．
濃鹽酸具有揮發性，會導致二氧化碳不純；
碳酸鈉是白色粉末，與稀鹽酸反應時速度太快，不利于收集二氧化碳氣體；
木炭與氧氣反應不充分時，會有一氧化碳生成，致使二氧化碳不純，或者氧氣有剩余時也會使二氧化碳不純；
（3）根據二氧化碳的性質進行分析；
（4）利用固液不加熱裝置制取的氣體有很多，如利用金屬（如Zn）和稀硫酸制取氫氣；利用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣等．選擇制取氣體的裝置時，主要考慮反應物的狀態、反應條件．
（5）①根據質量守恒定律分析；
②發生裝置主要由反應物的狀態和反應條件決定；
③氨氣為堿性的氣體，所以干燥氨氣的物質應為堿性或中性．
點評：本題考查二氧化碳的實驗室制法、原理、裝置、性質及驗滿方法，屬基礎知識考查．氧氣和二氧化碳是初中化學中的兩種重要氣體，這兩種氣體制取時，可以都選用相同的裝置：固液不加熱裝置．且二氧化碳制取時，對于藥品有很多要求：固體為塊狀的大理石或石灰石，液體為稀鹽酸．