Question

下圖是實驗室常用的實驗儀器與裝置．依據題目要求回答下列問題：

（1）寫出用A裝置制取氧氣的化學符號表達式

KMnO₄

△

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

，收集裝置可選用

D或E

（填標號）；選擇裝置A以合適的藥品為原料制取氧氣時，甲同學還在該裝置試管內的導管口處添加了一團棉花，其目的是：

防止高錳酸鉀顆粒進入導管堵塞導管

；甲同學做完實驗后，發現試管炸裂了，可能的原因有

沒有預熱（或實驗結束時可能先熄滅酒精燈導致水槽里的水流）

（請講出其中的一條）．
（2）乙同學用大理石和稀鹽酸反應來制取二氧化碳，其反應的化學符號表達式為

CaCO₃+HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑

，制取并收集二氧化碳應分別選擇

CD

裝置（填字母）；收集氣體后如何檢驗集氣瓶中的二氧化碳是否已經收集滿？

用燃著的木條伸到集氣瓶口，木條熄滅，則滿

．
（3）實驗“高錳酸鉀制取氧氣”．現摘錄某同學的實驗過程如下：
①選擇適當儀器，組裝成如右圖所示的實驗裝置；
②檢查裝置氣密性，裝置氣密性良好；
③向集氣瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶底部出現氣泡；
④將藥品平鋪于干燥試管底部，在導管口放置蓬松的棉花團，塞上橡皮塞，固定于鐵架臺上；
⑤點燃酒精燈加熱，待導管口有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集；
⑥氣體收集完畢，用毛玻璃片將集氣瓶口蓋好，從水中取出并正放在桌面上；
⑦先熄滅酒精燈，后將導管從水槽中取出；
…
請回答下列問題：
①欲調整試管高度，應調節圖中A、B、C哪個旋鈕：

A

；
②步驟②的操作與觀察到的現象是：

把導管一端浸入水中，雙手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡產生，氣密性良好

；若裝置無破損，加熱一段時間后，觀察到高錳酸鉀已大量分解，但導管口仍未產生明顯氣泡，可能的原因是

橡皮塞沒有塞緊

；
③上述實驗步驟中，可能導致集氣瓶中收集的氧氣不純凈（水蒸氣不計）的是

③⑤

；（填序號）

Answer 1

分析：（1）根據高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，將表示反應的文字表達式中物質名稱用化學式代替，即可寫出化學符號表達式；根據氧氣密度與溶解性，確定收集裝置；根據對裝置中儀器與器材的作用及操作要求，判斷裝置需要的改進及意外事故出現的可能原因；
（2）利用化學式替換實驗室制取二氧化碳反應文字表達式中物質名稱，默寫出化學符號表達式；根據反應中藥品、反應條件及二氧化碳的密度與溶解性，確定制取二氧化碳時所選用的發生裝置及收集裝置；利用二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒的性質，對收集的二氧化碳進行驗滿；
（3）根據實驗室利用加熱分解高錳酸鉀制取氧氣時的操作基本技能，完成該實驗中調節試管高度、氣密性檢查、加熱分解時未收集到氧氣原因判斷及對收集氣體純度產生影響的操作的分析與判斷．

解答：解：（1）高錳酸鉀在加熱條件下分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的化學符號表達式為KMnO₄

△

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
氧氣密度比空氣大且不易溶于水，因此收集裝置選用排水法收集的裝置E或向上排空氣收集氣體的裝置D；
高錳酸鉀分解時顆粒逐漸變小，為防止高錳酸鉀顆粒進入導管堵塞導管，應在試管口放置一團棉花；
對試管進行加熱時，如果沒有進行充分的預熱會使試管受熱不均勻而出現炸裂，而實驗結束時若不是先撤出導管再熄滅酒精燈，也會導致水槽里的水流，引起試管炸裂；
（2）實驗室利用主要成分為碳酸鈣的石灰石或大理石與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳制取二氧化碳，反應的化學符號表達式為CaCO₃+HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
利用該反應制取二氧化碳時，應選用適合于固體與液體在常溫下反應的裝置C作為發生裝置，由于二氧化碳密度比空氣大且能溶解于水，收集二氧化碳時只能選用向上排空氣法收集氣體的裝置D進行收集；
由于二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，通常用燃著的木條伸到集氣瓶口，觀察木條熄滅，則可檢驗氣體集滿；
（3）①：鐵架臺除帶的鐵夾上旋鈕A可調節鐵夾上下移動，因此調節試管高度需要調節該旋鈕；
②：首先把導管一端浸入水中，然后雙手緊握試管外壁使管內氣體受熱膨脹，若觀察到放入水中導管口有氣泡產生，則可說明裝置氣密性良好；
加熱高錳酸鉀分解時，沒有收集到氧氣，主要原因應為在加入藥品后橡皮塞沒有塞緊，導致氧氣不能從導管排出；
③：操作③中集氣瓶中留有氣泡、操作⑤在試管內空氣未排出時就進行氧氣的收集，都會使收集的氧氣中混有空氣而不純凈．
故答案為：
（1）KMnO₄

△

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；D或E；防止高錳酸鉀顆粒進入導管堵塞導管；沒有預熱或實驗結束時可能先熄滅酒精燈導致水槽里的水流；    
（2）CaCO₃+HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑；CD；用燃著的木條伸到集氣瓶口，木條熄滅，則滿；
（3）①：A；
②：把導管一端浸入水中，雙手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡產生，氣密性良好；橡皮塞沒有塞緊（其它合理答案亦可）；
③：③⑤．

點評：本題通過三個實驗對實驗室制取氣體的反應原理、裝置選用、操作方法等方面進行了較為全面的綜合考查，只有熟練掌握實驗室制取氣體的基本技能，才能準確地解答此問題．