Question

下面是實驗室制取和收集氣體的裝置，請按要求作答：
某興趣小組利用下圖裝置探究制取氣體的原理、方法及性質。結合裝置圖，回答問題：

（1）寫出圖中標號儀器的名稱：a：            ，b：                
（2）實驗室準備用高錳酸鉀制取比較純凈的氧氣，采用的裝置組合是           ，該反應的化學方程式為                                 ；利用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘渣（假定已完全反應），通過以下四步實驗操作可回收二氧化錳。正確操作的先后順序是           （填寫選項序號）。
a．烘干         b．溶解              c．過濾           d．洗滌
（3）該小組想用B裝置來制取CO₂，所用藥品名稱為            和              ；
該反應的化學方程式為                                 ；收集 CO₂前，如果用F裝置中的某種溶液干燥CO₂，則該溶液是          ；CO₂應從F裝置的          端通入。
（4）該小組在制取CO₂的時侯，發現二氧化碳收集好后，反應仍在發生，所以，他們想設計一個能隨時控制反應的發生與停止的裝置，你覺得右邊Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ裝置中能實現上述意圖的是             。

Answer 1

（1）長頸漏斗 集氣瓶（2）A、E 2KMnO₄ 加熱K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑；bcda（3）大理石，稀鹽酸CaCO₃ + 2HCl ="=" CaCl₂ +H₂O + CO₂↑ （方程式3分，不寫“↑”扣1分，未配平扣1分，兩者都缺也只扣1分）濃硫酸  d （4）Ⅰ、Ⅲ

解析試題分析：（1）根據實驗室常用儀器回答，儀器a的名稱是長頸漏斗，b是集氣瓶。
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下分解，生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故反應的化學方程式是2KMnO₄K₂MnO₄+ MnO₂+O₂↑；由此可知，實驗室用加熱高錳酸鉀固體分解制取氧氣的反應屬于“固體加熱型”，故發生裝置要選用A；由于氧氣的密度比空氣大，且不易溶于水，故可用向上排空氣法C或排水法E來收集，但根據題意，要收集比較純凈的氧氣，而排水法比排空氣法收集要純凈，故選排水法E。
由于氯酸鉀在二氧化錳作催化劑的作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣（逸出），故若已完全反應，則反應后的固體殘渣是生成的氯化鉀和二氧化錳（催化劑在反應前后不變）的混合物；其中氯化鉀易溶于水，二氧化錳不溶于水，故要回收二氧化錳，可先加水溶解，然后過濾，再將所得濾渣（二氧化錳）洗滌、干燥即可，故正確操作的先后順序是bcda。
（3）根據圖示，B裝置是固液常溫型裝置，實驗室一般選用塊狀大理石或石灰石和稀鹽酸反應，來制取二氧化碳，同時還生成氯化鈣和水，故反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂+H₂O；由于濃硫酸具有吸水性，且不二氧化碳反應，故可用來干燥二氧化碳，如果用F裝置盛濃硫酸來干燥CO₂，F就是洗氣瓶，則要長進短出，即CO₂應從F裝置的長管d端通入。
（4）只要能實現固、液體兩種反應物的完全分離，就能隨時控制反應的發生與停止；裝置Ⅰ中的有孔塑料板可以放置固體，當關閉活塞時，由于裝置內氣體不能逸出，而使壓強增大，會將部分液體壓入長頸漏斗，使液面降至有孔隔板以下，由于固體留在了隔板上，故使固液體分離，從而導致反應停止；打開活塞時，氣體放出，壓強減小，液體再次進入并與固體接觸、反應；裝置Ⅱ中難以實現固液分離；裝置Ⅲ中的破了的試管恰好起到了與裝置Ⅰ中的有孔塑料板相同的作用，當試管移離燒杯，液體漏下，固液體即分離，當試管插入燒杯中液體中時，固液體即接觸反應。所以圖示裝置中只有Ⅰ、Ⅲ裝置能控制反應的發生與停止。
考點：常用儀器的名稱和選用，常用氣體的發生裝置和收集裝置與選取方法，實驗室制取氧氣的反應原理，實驗室制取二氧化碳的反應原理，書寫化學方程式
點評：熟記氧氣和二氧化碳的實驗室制法、原理和操作注意事項，是解題的關鍵；此外，本題的重點是常用氣體的發生裝置和收集裝置的選取方法，要學會根據反應物的狀態和反應的條件選擇發生裝置，根據制取氣體的溶解性和密度的大小選擇收集氣體的方法。