Question

某�；瘜W研究性學習小組探究氣體制取的實驗原理與方法（如圖1）．
（1）甲同學將課本的基礎知識進行整理如下表，請你幫助他完成相關內容．

制取氣體	所需藥品	裝置連接順序	反應的化學方程式
氧氣	氯酸鉀和二氧化錳
二氧化碳（干燥）	大理石和稀鹽酸

（2）乙同學設計的實驗裝置（如圖2），既可用于制取氣體，又可用于驗證物質性質．當打開K₁、關閉
K₂時，利用I、Ⅱ裝置可直接進行的實驗是______（填序號）．
①大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳
②鋅與稀硫酸反應制取氫氣
（3）丙同學認為在不改變I、Ⅱ、Ⅲ裝置的儀器及位置的前提下，該裝置可用于過氧化鈉 （Na₂O_2）與水反應制取氧氣，另一產物為氫氧化鈉，則該反應的化學方程式為：______；她的改進措施是______．
（4）丁同學打開K₂、關閉K₁，利用I、Ⅲ裝置來驗證生成的二氧化碳中含有水蒸氣，此時C中盛放的物質是______，可以觀察到的現象是______．
（5）對用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘渣（假定已完全反應）作如下回收處理：
①通過以下四步實驗操作回收二氧化錳．正確操作的先后順序是______（填寫選項序號）．
a．烘干　　b．溶解　　c．過濾　　d．洗滌
②用所得氯化鉀晶體配制50g質量分數為5%的氯化鉀溶液，需要氯化鉀的質量為______．
③過濾、蒸發時都需用到的儀器是______（填序號）．
A．酒精燈　B．燒杯　C．玻璃棒　D．漏斗　E．量筒．

Answer 1

解：（1）用氯酸鉀和二氧化錳反應制取氧氣需要加熱反應，我們可選用B作為發生裝置；又因氧氣的密度大于空氣的密度，并且不易溶于水，可選C或D作為收集裝置，該反應的化學方程式是2KClO₃2KCl+3O₂↑；大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，是固液在常溫下反應，可用裝置A作為發生裝置；二氧化碳密度大于空氣的密度，易溶于水，我們用裝置D收集，又因為要收集干燥的二氧化碳，所以要在AD之間連接裝置E；該反應的化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）根據裝置I、Ⅱ的導管進出口順序可知，裝置Ⅱ只能用來收集密度比空氣小的氣體，因此利用裝置I、Ⅱ可收集H₂．故選②；
（3）反應物是過氧化鈉（Na₂O₂）與水，生成物是氧氣和氫氧化鈉，此反應的化學式是：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；
她的改進措施是將裝置Ⅱ中長導管接裝置I出氣管，打開K₁、K₂；
（4）根據檢驗水的存在可以用無水硫酸銅，無水硫酸銅和水反應生成藍色的硫酸銅晶體；
（5）①制取氧氣實驗結束后，剩余藥品為：氯化鉀和二氧化錳，氯化鉀可溶于水而二氧化錳不溶于水，分離可溶物與不溶物而要獲得不溶物的操作順序為：溶解、過濾、洗滌、烘干；
②根據公式：溶質質量分數=×100% 可知：溶質質量=50g×5%=2.5g；
③通過分析比較過濾和蒸發所用到的儀器，在過濾時用玻璃棒引流，蒸發時用玻璃棒攪拌．
故答案是：
（1）

制取氣體	所需藥品	裝置連接順序	反應的化學方程式
氧氣	氯酸鉀和二氧化錳	BC/BD	2KClO32KCl+3O2↑
二氧化碳（干燥）	大理石和稀鹽酸	AED	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）②
（3）2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；將裝置Ⅱ中長導管接裝置I出氣管，打開K₁、K₂；
（4）無水硫酸銅；固體變成藍色；
（5）①bcda；②2.5g；③C．
分析：（1）用氯酸鉀和二氧化錳反應制取氧氣需要加熱反應，據此選擇發生裝置；又因氧氣的密度大于空氣的密度，并且不易溶于水，選擇收集裝置；然后寫出化學反應式即可；大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，是固液在常溫下反應，據此選擇發生裝置；根據二氧化碳密度大于空氣的密度，易溶于水，選擇收集裝置；又因為要收集干燥的二氧化碳，所以要連接裝置E；
（2）觀察圖示可知是固液在常溫下的反應，并且收集氣體的密度應小于空氣的密度，然后選擇即可；
（3）根據反應物是過氧化鈉（Na₂O_2）與水，生成物是氧氣和氫氧化鈉寫出化學反應式即可；因氧氣密度比空氣大，所以應將裝置Ⅱ進出氣體導管交換一下即可；
（4）根據檢驗水的存在可以用無水硫酸銅分析；
（5）①考查分離可溶物與不溶物的操作順序，必須先過濾雜質，再溶解、烘干；
②需要根據公式：溶質質量分數=×100%進行計算；
③要對比分析過濾和蒸發所用到的儀器．
點評：本題綜合考查了學生的基本實驗能力，涉及裝置選擇、連接、實驗基本操作、化學計算等知識．要同學們具有綜合的化學知識方可做好此題．