Question

3．实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：

（1）请写出图中仪器名称：b酒精灯
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，可选用的发生装置是B（填写装置的字母代号，下同），请写出该反应的化学方程式：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，实验室制取二氧化碳气体时，应选择的发生装置是A，收集装置是C；
（3）如图E所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是不助燃、不可燃且密度比空气大，因此，二氧化碳可用于灭火．
（4）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宜采取的措施有①④（填序号）．
①用容积较小的锥形瓶　　②减慢液体的滴加速度③加热反应物　　④降低液体反应物的浓度
（5）验证二氧化碳其他相关性质时，如果F中盛有澄清石灰水，装置G中盛有紫色石蕊试液，（不考虑装置A中生成的二氧化碳所含其它杂质），则F中发生的化学反应方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O则G反应现象是紫色石蕊变红色．
（6）实验室将B装置加以改动，在高温下是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，按此反应，试计算工业上要制取5.6t氧化钙，理论上需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据氯酸钾和二氧化锰在加热的条件下生成氯化钾和氧气，反应物是固体，反应条件是加热，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应物是固体和液体，反应条件是常温，二氧化碳密度比空气大，溶于水进行分析；
（3）根据二氧化碳的化学性质进行分析；
（4）根据影响反应速率的因素判断；
（5）根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊显红色进行分析；
（6）根据碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，然后结合题中的数据进行计算．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，b是酒精灯；
（2）氯酸钾和二氧化锰在加热的条件下生成氯化钾和氧气，反应物是固体，反应条件是加热，所以可选用的发生装置是B，化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应物是固体和液体，反应条件是常温，二氧化碳密度比空气大，溶于水，所以应选择的发生装置是A，收集装置是C；
（3）向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是不助燃、不可燃且密度比空气大，因此二氧化碳可用于灭火；
（4）根据题目信息可知，要减缓反应速率，可减少反应物的量或降低液体反应物的浓度，而采用容积较小的锥形瓶，或加热反应物都不安全，故选：①④；
（5）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊显红色，所以F中发生的化学反应方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，G反应现象是：紫色石蕊变红色；
（6）需要含碳酸钙80%的石灰石的质量是x，
CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100        56
 x×80%    5.6t
$\frac{100}{x×80%}$=$\frac{56}{5.6t}$
   x=12.5t
故答案为：（1）酒精灯；
（2）B，2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，A，C；
（3）不助燃、不可燃，灭火；
（4）①④；
（5）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，紫色石蕊变红色；
（6）12.5t．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．