Question

11．實驗一：根據圖1回答問題．

（1）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；發(fā)生裝置應選擇A
（填裝置標號，下同），收集裝置應選擇C或D  ；用裝置D收集CO₂，驗滿的方法是把燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿．
（2）用裝置F制取H₂，現(xiàn)有①銅片；②鋅片；③稀硫酸；④濃鹽酸四種試劑，應選用的
試劑是②③（填序號）；反應過程中，關閉該裝置中的止水夾a，觀察到的現(xiàn)象是長頸漏斗中液面逐漸上升，固體和液體分離；裝置F與裝置B比較，其優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生和停止．
實驗二：固體草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸的催化作用下受熱分解生成碳的氧化物和水．某同學設計了圖2所示實驗裝置探究碳的氧化物的成分．

（3）實驗過程中觀察到裝置a中的澄清石灰水變渾濁，證明有二氧化碳氣體生成．
（4）實驗過程中還觀察到裝置b中澄清石灰水仍然澄清，裝置e中有沉淀生成，裝置d中黑色固體逐漸變成紅色（填現(xiàn)象），證明有CO氣體生成．
（5）某同學認為實驗過程中不需要裝置c，理由是水蒸氣對一氧化碳的檢驗沒有干擾．
（6）假設測定過程中各反應均進行完全，且裝置d中的氧化銅、裝置a、e中澄清石灰水均有剩余．將a、e中的沉淀分別經過過濾、洗滌、干燥、稱重，沉淀的質量相等，則生成的二氧化碳和一氧化碳的質量比是11：7．
（7）根據以上實驗，寫出草酸分解的化學方程式：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應的反應物是固體，反應條件是加熱，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，二氧化碳不具有助燃性進行分析；
（2）根據實驗室常用鋅和稀硫酸反應生成制取氫氣，反應過程中，關閉該裝置中的止水夾a，裝置內的壓強增大進行分析；
（3）根據二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
（4）根據一氧化碳具有還原性，一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳進行分析；
（5）根據水蒸氣不能干擾一氧化碳和氧化銅的反應現(xiàn)象，所以無需除去水蒸氣進行分析；
（6）根據過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，依據碳元素守恒進行分析；
（7）根據草酸在濃硫酸的催化作用下加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水進行分析．

解答 解：（1）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，該反應的反應物是固體，反應條件是加熱，所以發(fā)生裝置應選擇A，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，所以收集裝置應選擇C或D，二氧化碳不具有助燃性，所以用裝置D收集CO₂，驗滿的方法是：把燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；
（2）實驗室常用鋅和稀硫酸反應生成制取氫氣，銅片不會與酸反應生成氫氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性，會使制取的氫氣中因混有氯化氫氣體而不純凈，所以用裝置F制取H₂，應選用的試劑是②③，反應過程中，關閉該裝置中的止水夾a，裝置內的壓強增大，所以反應過程中，關閉該裝置中的止水夾a，觀察到的現(xiàn)象是：長頸漏斗中液面逐漸上升，固體和液體分離，裝置F與裝置B比較，其優(yōu)點是：可以控制反應的發(fā)生和停止；
（3）二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以實驗過程中觀察到裝置a中的澄清石灰水變渾濁，證明有二氧化碳氣體生成；
（4）一氧化碳具有還原性，一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，所以實驗過程中還觀察到裝置b中澄清石灰水仍然澄清，裝置e中有沉淀生成，裝置d中黑色固體逐漸變成紅色，證明有CO氣體生成；
（5）水蒸氣不能干擾一氧化碳和氧化銅的反應現(xiàn)象，所以無需除去水蒸氣，所以實驗過程中不需要裝置c，理由是：水蒸氣對一氧化碳的檢驗沒有干擾；
（6）過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，依據碳元素守恒，所以將a、e中的沉淀分別經過過濾、洗滌、干燥、稱重，沉淀的質量相等，
假設生成的碳酸鈣質量都是100g，設一氧化碳的質量為x，二氧化碳的質量為y
CO----CO₂----CaCO₃，
28                   100
 x                    100g
$\frac{28}{x}$=$\frac{100}{100g}$
  x=44g
CO₂-----CaCO₃，
44          100
y            100g
$\frac{44}{y}$=$\frac{100}{100g}$
 y=44g
所以生成的二氧化碳和一氧化碳的質量比是44g：28g=11：7；
（7）草酸在濃硫酸的催化作用下加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水，化學方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答案為：（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，A，C或D，把燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；
（2）②③，長頸漏斗中液面逐漸上升，固體和液體分離，可以控制反應的發(fā)生和停止；
（3）澄清石灰水變渾濁；
（4）黑色固體逐漸變成紅色；
（5）水蒸氣對一氧化碳的檢驗沒有干擾；
（6）過濾，11：7；
（7）H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據氣體的密度和溶解性選擇．