Question

每年5月底，苏州市全体九年级学生将参加化学实验操作考核，抽签决定实验操作考核的题目．下列是小林和小芳两位同学参加实验考核的部分内容，请你参与他们的实验考核过程．

（一）小林同学抽到的考核题目是实验室用“高锰酸钾制取氧气”，现摘录小林的实验过程如下：
①选择适当仪器，组装成如图1所示的实验装置；
②检查装置气密性，装置气密性良好；
③向集气瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶底部出现气泡；
④将药品平铺于干燥试管底部，在导管口放置蓬松的棉花团，塞上橡皮塞，固定于铁架台上；
⑤点燃酒精灯加热，待导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；
⑥气体收集完毕，用毛玻璃片将集气瓶口盖好，从水中取出并正放在桌面上；
⑦先熄灭酒精灯，后将导管从水槽中取出；
请回答下列问题：
（1）写出用高锰酸钾制氧气的化学方程式：

 

；
（2）欲调整试管高度，应调节图中A、B、C哪个旋钮：

 

；
（3）步骤②的操作与观察到的现象是：

 

；若装置无破损，加热一段时间后，观察到高锰酸钾已大量分解，但导管口仍未产生明显气泡，可能的原因是

 

；在维持原装置和试剂都不变的基础上，

 

（填操作方法）才能使右侧导管口出现气泡．
（4）上述实验步骤中，可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净（水蒸气不计）的是

 

；（从①～⑦的序号中选填）
（5）步骤⑦中的操作，可能引起的后果是

 

．
（6）实验室也常用上述实验装置制备甲烷，推测其反应物是

 

（填序号）．
A．醋酸钠和碱石灰的固体混合物   B．Na₂CO₃固体和水  C．CO₂和H₂
（二）小芳同学抽到的实验考核题目是：实验室制取并验证二氧化碳性质．请你针对小芳同学的实验考核题目和装置图，回答下列问题：
（7）实验室图2制备二氧化碳时，烧瓶内放的药品是

 

（填药品名称）；
（8）实验室制取二氧化碳的化学方程式为是

 

（9）小芳用图2制备并验证二氧化碳的性质时，在烧杯内装入固体药品，在分液漏斗内加入稀盐酸，打开分液漏斗的活塞，发现分液漏斗内液体不能滴下，可能的原因是

 

．
（10）小芳用排水法收集与排空气法收集CO₂的进行比较（分别用体积相同的2个集气瓶收集） 

比较项目	排水法	向上排空气法
收集方法可行性分析	CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率	CO2密度比空气大，且
收集过程分析	集满现象：	“验满”分析：因气体无色，故集满与否较难确定．即便用燃着木条移近容器口火焰熄灭，也难以证明空气完全排尽．
向收集到CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水，并振荡	先浑浊后变澄清所需时间较短．	先浑浊后变澄清所需时间较长．
由上述实验可得结论	①   ；②   ；

Answer 1

分析：（一）（1）根据实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理写出反应化学方程式；
（2）根据铁架台上三个旋钮的不同作用进行调整试管的高度；
（3）根据实验室检查装置的气密性的方法，漏气的原因进行解答；
（4）根据可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净的原因回答；
（5）根据实验室制取氧气的装置，操作步骤，注意事项进行解答；
（6）根据实验原理的应用来回答：固体与固体反应，且加热．
（二）（7）根据装置图，选择烧瓶内放的药品；
（8）根据所选择的药品，正确书写实验室制取二氧化碳的化学方程式；
（9）分液漏斗内液体不能滴下，跟压强有关系．
（10）从选择气体收集方法的依据和收集气体时的操作注意事项进行分析．

解答：解：（1）根据实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理可知反应化学方程式为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）根据铁架台上三个旋钮的不同作用，依据图示可知A可以调节试管的整个高度，故选A；
（3）根据检查装置气密性的方法：将导管插入水中，手握住试管，如果导管口有气泡冒出，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置气密性良好，证明不漏气；装置无破损，加热到高锰酸钾已大量分解，导管口仍未产生明显气泡，则可能造成的原因是：试管口的橡皮塞没有塞紧；
（4）③向集气瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶底部出现气泡；⑤点燃酒精灯加热，待导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；
（5）根据实验室制取氧气的装置，操作步骤，注意事项，可知题中步骤：③集气瓶底部出现气泡；集气瓶底部不能出现气泡；⑤导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；要等到气泡连续、均匀地放出时，再开始收集；⑦实验完毕后，要先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止因熄灭酒精灯而引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂；
（6）由题意知甲烷要采用固体加热装置，A是固体加热反应，B是固液反应，C是气体与气体，故选A；
（二）（7）根据装置图2制备二氧化碳时，则可知：烧瓶内放的药品是 大理石（或石灰石）；
（8）大理石（或石灰石）的主要成份是碳酸钙，盐酸的溶质是氯化氢气体，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故实验室制取二氧化碳的化学方程式为是 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
（9）小芳用图2制备并验证二氧化碳的性质时，在烧杯内装入固体药品，在分液漏斗内加入稀盐酸，打开分液漏斗的活塞，发现分液漏斗内液体不能滴下，可能的原因是分液漏斗盖子未打开．
（10）小芳用排水法收集与排空气法收集CO₂的进行比较（分别用体积相同的2个集气瓶收集）：能用向上排空气法收集的气体必须满足密度比空气大，不与空气发生反应等条件；用排水法收集气体时，当看到集气瓶口有气泡冒出，说明集气瓶中的水已排完，气体已收集满；通过实验分析可知，二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集，用排水法收集二氧化碳时能看到什么时候收集满，而用向上排空气法则不能，因而用排水法收集到的二氧化碳比较纯净．故答案为：

		不与空气发生反应
	集气瓶口有气泡冒出
	二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集； 用排水法收集到的二氧化碳比较纯净．

故答为：（一）：（1）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（2）A；（3）用手捂住大试管，导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱；橡皮塞没有塞紧；在维持原装置和试剂都不变的基础上，旋紧橡皮塞．（4）③⑤；（5）倒吸（或大试管破裂）．（6）A
（二）：（7）大理石（或石灰石）；（8）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；（9）分液漏斗盖子未打开
（10）答案如上表．

点评：（1）本题中的固-液不加热型发生装置比较多，要把每个装置的用法和优点弄清楚；
（2）气体的收集方法主要取决于气体的密度和溶水性，另外还要考虑气体是否有毒、是否与水反应、是否与空气反应等．