Question

2．小強(qiáng)和幾位同學(xué)在實驗室用下列裝置制取幾種氣體．

（1）寫出圖中的儀器名稱：③長頸漏斗，④錐形瓶．
（2）小強(qiáng)想用氯酸鉀制取較純凈的氧氣，他應(yīng)選擇的發(fā)生裝置為A（填字母）收集裝置為D，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，加熱時試管口要略向下傾斜的原因是防止冷凝水倒流引起試管炸裂．收集完畢后要先從水槽中移出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈．收集后經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)氧氣中含有少量空氣的原因有集氣瓶內(nèi)未裝滿水（合理均可）．
（3）小翔選用B和C裝置制取氧氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，制取氣體時，儀器③的下端必須伸入到液面以下；用C裝置收集氧氣時，導(dǎo)管伸入到接近集氣瓶底部的原因是便于排盡空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃則滿．
（4）小明通過查閱資料得知：①二氧化碳是一種密度比空氣大且能溶于水的氣體；②實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應(yīng)制二氧化碳．則實驗室制取二氧化碳的裝置組合為BC（填字母）．如何檢驗生成的氣體為二氧化碳CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（5）小李同學(xué)欲通過實驗證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”這一命題．他設(shè)計并完成了下表所示的探究實驗：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	各步驟結(jié)論
實驗一	將氯酸鉀加熱，直至融化，伸入帶火星的木條，	木條復(fù)燃	氯酸鉀受熱直至融化才分解產(chǎn)生氧氣，但是時間較長、溫度較高．
實驗二	加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，	木條不復(fù)燃	二氧化錳受熱不產(chǎn)生氧氣．
實驗三	將MnO2與KClO3的混合物加熱，只需稍微加熱，伸入帶火星的木條，	木條迅速復(fù)燃	混合物稍微受熱分解迅速產(chǎn)生氧氣，

總結(jié)：二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑．
①請你幫小明同學(xué)填寫上表中未填完的空格；
②在小明的探究實驗中，實驗一和實驗二起的作用是對比（或比照等）；
③小英同學(xué)認(rèn)為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)“總結(jié)”，她補(bǔ)充設(shè)計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明．第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是：比較MnO₂在KClO₃分解前后的質(zhì)量；第二方面的實驗是從反應(yīng)后的剩余物中分離出的黑色物質(zhì)再與氯酸鉀混合加熱，其目的是：驗證從反應(yīng)后的剩余物中分離出的物質(zhì)是否能加快KClO₃的分解．

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）氯酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，收集純凈的氧氣用排水法，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，據(jù)實驗注意事項分析解答；
（3）B裝置是固液常溫型制取氣體的發(fā)生裝置，利用過氧化氫制取氧氣可用此發(fā)生裝置，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式，長頸漏斗下端要伸入液面以下，防止生成的氧氣從長頸漏斗逸出；排空氣法導(dǎo)管接近集氣瓶底部是為了排盡瓶內(nèi)空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
（4）實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應(yīng)制二氧化碳屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；檢驗二氧化碳用澄清石灰水，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（5）①根據(jù)實驗?zāi)康模阂�證明證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”，所以要加熱二者的混合物；并根據(jù)實驗現(xiàn)象、結(jié)論分析填表；
②根據(jù)對比實驗的探究方法回答．
③根據(jù)催化劑的定義和特點回答．

解答 解：（1）標(biāo)號儀器分別是長頸漏斗和錐形瓶；
（2）氯酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，收集純凈的氧氣用排水法，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；加熱時試管口要略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流引起試管炸裂；收集完畢后要先移導(dǎo)管后熄燈，防止水倒吸入熱的試管引起試管炸裂．收集后經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)氧氣中含有少量空氣，可能的原因有集氣瓶未裝滿水，混入空氣，也可能是未等氣泡連續(xù)、均勻冒出就立即收集，導(dǎo)致試管內(nèi)的空氣進(jìn)入集氣瓶；
（3）B裝置是固液常溫型制取氣體的發(fā)生裝置，利用過氧化氫制取氧氣可用此發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；長頸漏斗下端要伸入液面以下，防止生成的氧氣從長頸漏斗逸出；排空氣法導(dǎo)管接近集氣瓶底部是為了排盡瓶內(nèi)空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
（4）實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應(yīng)制二氧化碳屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；檢驗二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳與石灰水的主要成分氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①實驗三要看二氧化錳在氯酸鉀分解反應(yīng)中是否起催化作用，所以要加熱二者的混合物；只加熱氯酸鉀，要加熱到熔化才有少量氧氣放出，說明生成氧氣的速率較慢，且須加熱到較高的溫度；實驗二：加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，木條不復(fù)燃，說明加熱二氧化錳不能生成氧氣；
②實驗一和實驗二是對比實驗，通過對比得出二氧化錳的作用；
③催化劑的特點是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，要證明物質(zhì)是催化劑，必須同時驗證這三點，所以在證明了二氧化錳能改變氯酸鉀分解的反應(yīng)速率之外，還需要比較MnO₂在KClO₃分解前后的質(zhì)量；第二方面：驗證從反應(yīng)后的剩余物中分離出的物質(zhì)是否能加快KClO₃的分解，即化學(xué)性質(zhì)是否改變；
故答案為：（1）長頸漏斗；錐形瓶；
（2）A；D；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；防止冷凝水倒流引起試管炸裂；水槽中移出導(dǎo)管；熄滅酒精燈；集氣瓶內(nèi)未裝滿水（合理均可）；
（3）2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；伸入到液面以下；便于排盡空氣；將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃則滿；
（4）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	各步驟結(jié)論
實驗一	將氯酸鉀加熱，直至融化，伸入帶火星的木條，	木條復(fù)燃	氯酸鉀受熱直至融化才分解產(chǎn)生氧氣，但是 時間較長、溫度較高．
實驗二	加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，	木條不復(fù)燃	二氧化錳受熱不產(chǎn)生 氧氣．
實驗三	將MnO2與KClO3的混合物加熱，只需稍微加熱，伸入帶火星的木條，	木條迅速復(fù)燃	混合物稍微受熱分解迅速產(chǎn)生氧氣，

②對比（或比照等）；
③比較MnO₂在KClO₃分解前后的質(zhì)量；驗證從反應(yīng)后的剩余物中分離出的物質(zhì)是否能加快KClO₃的分解．

點評 本題考查知識綜合，很好的考查了實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理、裝置選取、注意事項、二氧化碳的檢驗及對催化劑概念的理解等知識，較好考查了學(xué)生分析、解決問題的能力．