Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究氣體制取的實驗原理與方法．
（1）甲同學(xué)將課本的基礎(chǔ)知識進(jìn)行整理如圖，請你幫助他完成相關(guān)內(nèi)容．

制取氣體	所需要品	裝置連接順序	反應(yīng)的化學(xué)方程式
氧氣	氯酸鉀和二氧化錳
二氧化碳（干燥）	大理石和稀鹽酸

（2）乙同學(xué)設(shè)計的實驗裝置（如圖），既可用于制取氣體，又可用于驗證物質(zhì)性質(zhì)．當(dāng)打開K₁、關(guān)閉
K₂時，利用I、Ⅱ裝置可直接進(jìn)行的實驗是______（填序號）．

①大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳
②鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣
（3）丙同學(xué)認(rèn)為在不改變I、Ⅱ、Ⅲ裝置的儀器及
位置的前提下，該裝置可用于過氧化鈉（Na₂O_2）與水反應(yīng)制取氧氣，另一產(chǎn)物為氫氧化鈉，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______；她的改進(jìn)措施是______．
（4）丁同學(xué)打開K₂、關(guān)閉K₁，利用I、Ⅲ裝置來驗證生成的二氧化碳中含有水蒸氣，此時C中盛放的物質(zhì)是______，可以觀察到的現(xiàn)象是______．
（5）對用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘渣（假定已完全反應(yīng)）作如下回收處理：
①通過以下四步實驗操作回收二氧化錳．正確操作的先后順序是______（填寫選項序號）．
a．烘干b．溶解c．過濾d．洗滌
②用所得氯化鉀晶體配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氯化鉀溶液，需要氯化鉀的質(zhì)量為______．
③過濾、蒸發(fā)時都需用到的儀器是______（填序號）．
A．酒精燈B．燒杯C．玻璃棒D．漏斗E．量筒
（6）小明用6.5g可能含有銅、鋁、鐵、鎂中的一種或幾種金屬雜質(zhì)的鋅粉，跟足量的稀鹽酸完全反應(yīng)時，生成0.2g氫氣，則此鋅粉中一定含有的金屬雜質(zhì)是______．

Answer 1

解：（1）用氯酸鉀和二氧化錳反應(yīng)制取氧氣需要加熱反應(yīng)，我們可選用B作為發(fā)生裝置；又因氧氣的密度大于空氣的密度，并且不易溶于水，可選C或D作為收集裝置；反應(yīng)式是：2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，是固液在常溫下反應(yīng)，可用裝置A作為發(fā)生裝置；二氧化碳密度大于空氣的密度，易溶于水，我們用裝置D收集；又因為要收集干燥的二氧化碳，所以要在AD之間連接裝置E．
具體內(nèi)容如下表：

制取氣體	所需藥品	裝置連接順序	反應(yīng)的化學(xué)方程式
		BC或BD	2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
		AED	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）根據(jù)裝置I、Ⅱ的導(dǎo)管進(jìn)出口順序可知，裝置Ⅱ只能用來收集難溶于水或密度比空氣小的氣體，因此利用裝置I、Ⅱ可收集H₂．故選②；
（3）反應(yīng)物是過氧化鈉（Na₂O_2）與水，生成物是氧氣和氫氧化鈉，此反應(yīng)的化學(xué)式是：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑；因氧氣不易溶于水，可用排水法收集，改進(jìn)措施是：將裝置Ⅱ中裝滿水，打開K1，關(guān)閉K2（也就是用排水法收集氧氣）；
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂；將裝置Ⅱ中裝滿水，打開K1，關(guān)閉K2（也就是用排水法收集氧氣）．
（4）檢驗水一般用無水硫酸銅，無水硫酸銅遇水變藍(lán)．故答案為：無水硫酸銅、白色粉末變成藍(lán)色；
（5）①從KCl和MnO₂混合物中回收二氧化錳，根據(jù)MnO₂不溶于水，而KCl溶于水所以可按溶解、過濾、洗滌、烘干順序回收
MnO₂；
②氯化鉀晶體配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氯化鉀溶液，需要氯化鉀的質(zhì)量為：50×5%=2.5g；
③在過濾、蒸發(fā)操作中都要用到玻璃棒，過濾實驗中要用玻璃棒引流；蒸發(fā)實驗中要用玻璃棒攪拌．
故答案為：①bcda；②2.5g；③C（順序顛倒、不帶單位均不給分）；
（6）根據(jù)反應(yīng)式計算：
設(shè)：假設(shè)6.5g金屬都是鋅時，可生成氫氣Xg
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 2
6.5 X
=
X=0.2g
可知6.5g都是鋅可生成氫氣0.2g，而6.5g含雜質(zhì)的鋅也生成0.2gH₂，說明雜質(zhì)也有與酸反應(yīng)金屬存在，但考慮到鋁、鐵、鎂的相對原子質(zhì)量都比鋅小，再由規(guī)律：相同價態(tài)、相同質(zhì)量不同種金屬與足量的酸反應(yīng)相對原子質(zhì)量越小產(chǎn)生的氫氣越多，由此推知，雜質(zhì)至少由兩種金屬組成，且每種組成中都含有Cu．故答案為：Cu．
分析：（1）用氯酸鉀和二氧化錳反應(yīng)制取氧氣需要加熱反應(yīng)，據(jù)此選擇發(fā)生裝置；又因氧氣的密度大于空氣的密度，并且不易溶于水，選擇收集裝置；然后寫出化學(xué)反應(yīng)式即可；大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，是固液在常溫下反應(yīng)，據(jù)此選擇發(fā)生裝置；根據(jù)二氧化碳密度大于空氣的密度，易溶于水，選擇收集裝置；又因為要收集干燥的二氧化碳，所以要連接裝置E；
（2）觀察圖示可知是固液在常溫下的反應(yīng)，并且收集氣體的密度應(yīng)小于空氣的密度，然后選擇即可；
（3）根據(jù)反應(yīng)物是過氧化鈉（Na₂O_2）與水，生成物是氧氣和氫氧化鈉寫出化學(xué)反應(yīng)式即可；因氧氣不易溶于水，可用排水法收集．
（4）檢驗水一般用無水硫酸銅，無水硫酸銅遇水變藍(lán)；
（5）從KCl和MnO₂混合物中回收二氧化錳，根據(jù)MnO₂不溶于水，而KCl溶于水所以可按溶解、過濾、洗滌、烘干順序回收MnO₂；在過濾、蒸發(fā)操作中都要用到玻璃棒；
（6）若6.5g都是鋅可生成氫氣0.2g，而6.5g含雜質(zhì)的鋅也生成0.2gH₂，說明雜質(zhì)也有與酸反應(yīng)金屬存在．再由規(guī)律：相同價態(tài)、相同質(zhì)量不同種金屬與足量的酸反應(yīng)相對原子質(zhì)量越小產(chǎn)生的氫氣越多，做出推斷．
點(diǎn)評：本題綜合考查了學(xué)生的基本實驗?zāi)芰�，涉及裝置選擇、連接、實驗基本操作、化學(xué)計算等知識．要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識方可做好此題．