Question

1．如图所示，A、B、C是常用的三种制备气体的装置，D是多用途瓶．

实验室提供的药品有：锌粒、二氧化锰、生石灰、浓盐酸、过氧化氢、稀盐酸、浓硫酸、浓氨水．请根据提供药品和装置回答下列问题：
（1）①实验室制备氨气，可选用的装置是B（填序号）．
②用D装置排空法收集氢气时，气体从b口入；除去氢气中的水蒸气，装置D中加入的试剂名称为浓硫酸．
③实验室制取氧气所选试剂的化学式为MnO₂、H₂O₂．
（2）①写出实验室制取氯气的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
②检验C装置气密性的实验操作方法是关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水槽的水中，给烧瓶微热，导管口有气泡冒出，撤去热源后，导管有一端液柱产生，且保持一段时间，证明气密性良好．
（3）将97.5g锌投入一定量的浓硫酸中，锌完全反应，当产生的气体通过足量酸性KMnO₄溶液时，现象为紫红色变浅或褪色，而后又收集到11.2L气体（标准状况），则参加反的硫酸的物质的量为2.5mol．

Answer 1

分析 （1）①实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，据此判断反应装置；
②氢气的密度小于空气，导管需要采用短进长出的方式；用装置D干燥氢气，需要用液态干燥剂，通常用浓硫酸；
③实验室中可以用双氧水分解的方法制取少量氧气；
（2）①实验室中用二氧化锰与浓盐酸加热的方法制备氯气，离子方程式中浓盐酸中的HCl应该拆开；
②关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水槽的水中，稍加热烧瓶，根据导管口是否有气泡冒出及撤去热源后导管是否有一端液柱产生可判断该装置气密性；
（3）锌与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，二氧化硫能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此判断反应现象；收集到的11.2L气体为氢气，结合锌的物质的量利用电子守恒、质量守恒计算出参与反应的硫酸的物质的量．

解答 解：（1）①氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，则应该选用装置B作为反应装置，
故答案为：B；
②用D装置排空法收集氢气时，由于氢气密度小于空气，则气体应该从b口入；除去氢气中的水蒸气，可以选用浓硫酸做干燥剂，
故答案为：b；浓硫酸；
③实验室中，可以用二氧化锰作催化剂分解双氧水获得氧气，所以选用的试剂为：MnO₂、H₂O₂，
故答案为：MnO₂、H₂O₂；
（2）①实验室用浓盐酸与二氧化锰加热制取氯气，反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②检验装置C的气密性是否良好的方法为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水槽的水中，给烧瓶微热，导管口有气泡冒出，撤去热源后，导管有一端液柱产生，且保持一段时间，证明气密性良好，
故答案为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水槽的水中，给烧瓶微热，导管口有气泡冒出，撤去热源后，导管有一端液柱产生，且保持一段时间，证明气密性良好；
（3）97.5g锌的物质的量为：$\frac{97.5g}{65g/mol}$=1.5mol，标准状况下11.2L气体的物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
产生的气体中含有二氧化硫，当通过足量酸性KMnO₄溶液时，会观察到紫红色变浅或褪色；
锌与浓硫酸反应时，先生成二氧化硫气体，然后锌与稀硫酸反应生成氢气，氢气不与酸性高锰酸钾溶液反应，所以生成氢气的物质的量为0.5mol，根据电子守恒可知消耗锌的物质的量为：$\frac{0.5mol×2}{2}$=0.5mol，
则生成二氧化硫消耗锌的物质的量为：1.5mol-0.5mol=1mol，根据电子守恒，1mol锌完全反应生成二氧化硫的物质的量为：$\frac{1mol×2}{6-4}$=1mol，则1mol锌与浓硫酸反应生成1mol二氧化硫、1mol硫酸锌，总共消耗硫酸的总物质的量为：1mol+1mol=2mol，
所以反应中消耗硫酸的总物质的量为：2mol+0.5mol=2.5mol，
故答案为：紫红色变浅或褪色；2.5mol．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，设计常见气体的制备装置、反应原理、收集方法及离子方程式书写、化学计算等知识，明确常见气体的性质及制备方法为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．