Question

某學習小組圍繞“實驗室制取氣體”進行研討。請你參與完成下面的問題。

（1）原理分析：實驗室制取CO₂的化學方程式為                                 。
不用碳酸鈉與鹽酸反應制取CO₂的原因是                                       。
（2）發生裝置：圖①裝置中儀器a的名稱是              。實驗室常用無水醋酸鈉固體與堿石灰在加熱的情況下制甲烷，其發生裝置應選圖        （填序號）。
（3）收集裝置：實驗室收集氨氣應采用的方法是            。收集有毒氣體二氧化硫時，常采用圖③收集裝置，氣體應從         （填字母）端通入。
（4）實驗操作：通常實驗室制取氫氣選擇的發生裝置是      （填序號），檢查該裝置氣密性的操作是         。若利用圖③用排水法收集氫氣，則水從      （填字母）端排出。
（5）實驗反思：在加熱氯酸鉀制O₂的過程中，發現產生O₂的速率很慢，經檢查不是氯酸鉀變質，也不是裝置氣密性不好，你認為最可能的原因是                 。

Answer 1

（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 反應快，不易控制  
（2）錐形瓶 ②
（3）向下排空氣法  c   
（4）① 先將長頸漏斗進行液封，然后將導管的一端放入水中，雙手緊握儀器外壁，若導管口有氣泡冒出即氣密性良好。（或先用止水夾夾住橡皮管，然后往長頸漏斗中加入水至形成一段高于試管內液面的水柱，靜置水柱高度不變，則裝置氣密性好。）     c
（5）未加MnO₂（或未加催化劑）

試題分析：（1）實驗室常用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，同時還生成氯化鈣和水，故反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；由于碳酸鈉與鹽酸反應的速度過快，故不易控制。
（2）根據實驗室常用儀器回答，圖①裝置中儀器a的名稱是錐形瓶；根據題意，實驗室常用無水醋酸鈉固體與堿石灰在加熱的情況下制甲烷，故屬于“固體加熱型”，其發生裝置應選圖②。
（3）由于氨氣的相對分子質量小于空氣的平均分子質量，故可知其密度小于空氣，又因為氨氣極易溶于水，故只能用向下排空氣法收集；由于二氧化硫的密度大于空氣，故若用圖③收集裝置收集時，氣體應從長管c進入，從下向上排空氣。
（4）實驗室常用固體鋅粒和稀硫酸在常溫下反應，制取氫氣，故屬于“固液體不加熱型”，其發生裝置應選圖①。根據氣密性檢查的原理分析，裝置的氣密性檢查，是利用給裝置受熱，使其內部氣壓增大而實現的，而由于該裝置有兩個出口，故檢查氣密性時，應先堵住一個出口；如先將長頸漏斗進行液封，然后將導管的一端放入水中，雙手緊握儀器外壁，若導管口有氣泡冒出即氣密性良好。（或先用止水夾夾住橡皮管，然后往長頸漏斗中加入水至形成一段高于試管內液面的水柱，靜置水柱高度不變，則裝置氣密性好。）由于氫氣的密度小于水，故若利用圖③用排水法收集氫氣，氫氣應從短管b進入，從上往下排水，則水會從長管c排出。
（5）由于氯酸鉀要在二氧化錳作催化劑和加熱的條件下，分解生成氯化鉀和氧氣，結合題意可知，產生O₂的速率很慢的原因應是未加催化劑。
點評：熟記氧氣和二氧化碳的實驗室制法、原理和操作注意事項，是解題的關鍵；此外，本題的重點是常用氣體的發生裝置和收集裝置的選取方法，要學會根據反應物的狀態和反應的條件選擇發生裝置，根據制取氣體的溶解性和密度的大小選擇收集氣體的方法。