Question

4．实验室常用下列装置来制取气体：

（1）写出图中有标号仪器的名称：③长颈漏斗．
（2）写出实验室用A装置制取氧气的一个化学方程式：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑）．
（3）实验室制得的CO₂气体中常含有少量HCl气体和水蒸气．为了制得纯净、干燥的CO₂气体，可使用F、G装置除去HCl气体和水蒸气，则除杂装置的导管接口按气流方向连接顺序是：B接c、d接a、b接D（填导管接口小写字母标号）．利用G装置除去HCl气体的化学反应方程式为NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．
（4）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙两种固体混合物的方法制取氨气（NH₃），所选择的发生装置是A．如用图H装置收集氨气，则气体应由b端（填“a”或“b”）导入．
（5）为探究氨气的性质，按如图装置进行实验．观察到黑色粉末变红，白色无水硫酸铜变蓝，同时反应中还有一种气体单质生成．

【查阅资料】Cu₂O是红色，易与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O．
【提出问题】得到的红色物质是什么？
【猜想】①是Cu；②是Cu₂O；③是Cu和Cu₂O．
若猜想①成立，玻璃管中发生反应的化学方程式为2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．
【设计实验】请你设计一个简单的实验来验证红色物质中是否存在Cu₂O：取红色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到无色溶液变蓝，证明红色物质中含有Cu₂O，否则，无Cu₂O．（操作、现象、结论．）

Answer 1

分析 （1）熟记常见仪器的名称；
（2）装置A适用于固体加热制氧气；
（3）在除去水和HCl的时候，要先除去HCl，再除水，据此解答；
（4）据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据氨气的密度来确定收集方法；
（5）【猜想】根据质量守恒定律反应前后元素种类不变可知红色物质还可能是铜和氧化亚铜的混合物；氨气和氧化铜在加热的条件下是铜、氮气和水；
【设计实验】根据氧化亚铜可与硫酸反应设计实验进行检验．

解答 解：（1）③是长颈漏斗；故填：长颈漏斗；
（2）装置A适用于固体加热制取氧气，可用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气，同时生成氯化钾；也可用加热高锰酸钾制取氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰；故填：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑）；
（3）实验室制取二氧化碳使用的是碳酸钙与稀盐酸反应，能生成氯化钙、水和二氧化碳，要先除去HCl再除水，故先通过G再通过F，需要从长管进，短管出；碳酸氢钠与氯化氢反应生成氯化钠、水和二氧化碳；故填：c、d；a、b；NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑；
（4）加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气，该反应需要加热，属于固体加热型，故选发生装置A；氨气的密度比空气下，所以用装置H收集时，氨气从短管进入；故填：A；b；
（5）【猜想】由质量守恒定律反应前后元素种类不变可知红色物质还可能是铜和氧化亚铜的混合物；
若猜想①成立，则氧化铜全部转化成光亮的红色固体是铜；硫酸铜白色粉末变蓝说明有水的产生；还有一种无色气态单质，根据化学反应前后元素的种类不变，气体是氮气，故反应的方程式为2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；故填：Cu和Cu₂O；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O；
【设计实验】由资料可知：Cu₂O是红色，易与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，而铜排在顺序表中氢的后面，与硫酸不反应；所以可取少量红色物质放于试管，向试管中倒入稀硫酸，观察溶液是否变蓝判断是否含有氧化亚铜；故填：取红色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到无色溶液变蓝，证明红色物质中含有Cu₂O，否则，无Cu₂O．

点评 本题考查了实验室气体的制取，完成此题，可以依据已有的知识进行．要求同学们熟练掌握气体发生装置的选择以及收集装置的选择依据，以便灵活应用，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．