Question

16．化學實驗和科學探究都離不開實驗裝置，根據下列裝置，回答問題：

（1）裝置A可用于以高錳酸鉀為試劑制取氧氣，制取時需要在管口放一團棉花，它的作用是防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，寫出該反應的化學方程式2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）可用于收集氫氣的裝置是D（或E）（填寫序號字母）．
（3）科學探究
【查閱資料】小玲同學查閱資料發現：過氧化鈣（CaO₂）能分別與水、二氧化碳反應．
【猜想】
①過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣表和氧氣．
②過氧化鈣在空氣中久置生成的物質可能是碳酸鈣或氫氧化鈣或二者的混合物．
【實驗探究】
實驗一：選用上述實驗裝置B進行過氧化鈣與水反應的實驗，收集一試管氣體，將帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；取反應后的溶液置于試管中，充分振蕩后再滴入酚酞（填寫一種試劑的名稱）試液，發現溶液變成紅色，說明猜想①是正確的，反應的化學方程式是2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑．
實驗二：為探究猜想②是否正確，小玲設計了如表實驗，請你幫助她完成表格中的空白內容：

實驗步驟	實驗現象	結論
a．取在空氣中久置的少量固體于試管中，加足量水	未見固體明顯溶解	/
b．向試管中滴加幾滴紫色石蕊試液	未見明顯的顏色變化	不存在氫氧化鈣
c．向試管中滴加稀鹽酸	產生氣泡，固體逐漸溶解	固體成分是碳酸鈣

實驗步驟c中發生反應的化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）加熱高錳酸鉀制取氧氣時，隨著高錳酸鉀的不斷分解，固體顆粒逐漸變小而會隨氣體進入導管；為防止小顆粒進入導管，通常在試管口放一團棉花，過濾氣體中的小顆粒；并據反應原理書寫方程式；
（2）氫氣密度比空氣小、難溶于水，所以可用向下排空氣法或排水法收集；
（3）實驗一：無色酚酞試液遇堿性溶液變紅色，遇酸性或中性溶液都不變色，因此檢驗反應后溶液是否顯堿性，可用酚酞試液；據反應原理書寫方程式；
實驗二：不溶于水的碳酸鈣可與稀鹽酸反應，放出氣體二氧化碳；利用碳酸鈣的這一性質，可使用稀鹽酸檢驗固體中含有碳酸鈣；
加入的稀鹽酸與碳酸鈣發生復分解反應，生成氯化鈣、水和氣體二氧化碳．

解答 解：（1）試管口放一團棉花，可以過濾掉混在氣體中的小顆粒，防止高錳酸鉀粉末進入導管；高錳酸鉀在加熱條件下能分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學方程式為2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）根據氫氣的密度小于空氣且難溶于水的性質，收集氫氣時可采取向下排空氣法或排水法；
（3）實驗一：由題意可知：取反應后的溶液置于試管中，充分振蕩后再滴入某試液，溶液顯紅色，猜想①正確，說明固體中含有氫氧化鈣，溶液顯堿性，說明加入的是無色酚酞試液，遇堿性溶液變紅；過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣，反應方程式是：2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑；
前二步實驗證明固體中不含氫氧化鈣，要證明固體中含有碳酸鈣可采取滴加稀鹽酸，觀察到固體溶解，有氣體放出來進行判斷；
碳酸鈣與稀鹽酸發生復分解反應，可生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
故答案為：（1）防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管；2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）D（或E）；
（3）實驗一：酚酞；2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑；
實驗二：

實驗步驟	實驗現象	結論
		/
向試管中滴加稀鹽酸	產生氣泡，固體逐漸溶解

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫，及物質成分鑒定的實驗探究，綜合性較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．