Question

12．從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)．科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟應(yīng)為；（1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；�?）收集有關(guān)資料；（3）設(shè)計(jì)合理方案；（4）進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你按照以上四步，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)裝置圖回答（所用裝置圖用序號(hào)表示）

（1）張雨同學(xué)欲用高錳酸鉀制取比較純凈的氧氣，則應(yīng)選擇的裝置組合是BC，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；小雅同學(xué)想改用雙氧水和二氧化錳作用來制取比較純凈的氧氣，則她選擇的裝置組DC，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)室制取CO₂的藥品是大理石（或石灰石）和稀鹽酸（均填試劑名稱），反應(yīng)的反學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，應(yīng)選擇的裝置組合是DA．
（3）通常情況下，乙快（C₂H₂）是一種無色、無味、密度比空氣略小，難溶于水的氣體．實(shí)驗(yàn)室常用塊狀固體電石（主要成分：CaC₂）與水直接反應(yīng)制取乙炔，同時(shí)生成氫氧化鈣．①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸趯?shí)驗(yàn)室里制取乙炔氣體
②收集有關(guān)資料：反應(yīng)物：電石是一種固體，水是液體；反應(yīng)條件：混合，不需加熱；乙炔的性質(zhì)：密度比空氣略小，且難溶于水；
寫出實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的化學(xué)方程式CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑
③設(shè)計(jì)合理方案：發(fā)生裝置選用D，收集裝置選用C．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，屬于固體加熱型，故選B，收集比較純凈的氧氣用排水法，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；用雙氧水和二氧化錳制取氧氣屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置D，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石或石灰石和稀鹽酸混合制取，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置D，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）根據(jù)題意可知：反應(yīng)物中電石是固體，與水混合制取乙炔不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置D；乙炔密度比空氣略小，難溶于水，據(jù)此可確定收集方法，并據(jù)反應(yīng)物、生成物寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，屬于固體加熱型，故選B，氧氣不易溶于水，所以收集比較純凈的氧氣用排水法，高錳酸鉀加熱生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；用雙氧水和二氧化錳制取氧氣屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置D，所以收集比較純凈的氧氣用排水法，反應(yīng)的方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用大理石或石灰石和稀鹽酸混合制取，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置D，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集，大理石和石灰石的主要成分碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，反應(yīng)方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）②根據(jù)題意可知：反應(yīng)物中電石是固體，與水混合制取乙炔不需加熱，乙炔密度比空氣略小，難溶于水；
實(shí)驗(yàn)室常用碳化鈣固體電石與水反應(yīng)制備乙炔，同時(shí)生成氫氧化鈣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑；
③制取乙炔使用固體電石與水在常溫下發(fā)生反應(yīng)，因此應(yīng)選用固液不需加熱型的發(fā)生裝置D，由于乙炔（C₂H₂）是一種難溶于水、密度比空氣略小的氣體，因此收集時(shí)應(yīng)選用圖中裝置C的排水法收集，密度與空氣接近的氣體不用排空氣法收集，空氣不易排盡；
故答案為：（1）BC；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；DC；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）大理石（或石灰石）；稀鹽酸；DA；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）②電石；加熱；略�。浑y溶；CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑；
③D；C．

點(diǎn)評(píng) 掌握裝置選取方法，會(huì)依據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件書寫方程式，了解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的相關(guān)知識(shí)，才能結(jié)合題意正確解答，據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，據(jù)氣體密度和溶解性選擇收集裝置，收集純凈的氣體通常用排水法，密度與空氣接近的氣體通常不用排空氣法．