Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究氣體制取的實(shí)驗(yàn)原理與方法．
（1）甲同學(xué)將課本的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行整理如圖，請(qǐng)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(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖），既可用于制取氣體，又可用于驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)．當(dāng)打開(kāi)K₁、關(guān)閉
K₂時(shí)，利用I、Ⅱ裝置可直接進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是______（填序號(hào)）．

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(guò)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(kāi)K₂、關(guān)閉K₁，利用I、Ⅲ裝置來(lái)驗(yàn)證生成的二氧化碳中含有水蒸氣，此時(shí)C中盛放的物質(zhì)是______，可以觀察到的現(xiàn)象是______．
（5）對(duì)用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘?jiān)�（假定已完全反�?yīng)）作如下回收處理：
①通過(guò)以下四步實(shí)驗(yàn)操作回收二氧化錳．正確操作的先后順序是______（填寫(xiě)選項(xiàng)序號(hào)）．
a．烘干b．溶解c．過(guò)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_(kāi)_____．
③過(guò)濾、蒸發(fā)時(shí)都需用到的儀器是______（填序號(hào)）．
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(shí)，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?yàn)橐�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(lái)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(guò)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(mǎn)水，打開(kāi)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(mǎn)水，打開(kāi)K1，關(guān)閉K2（也就是用排水法收集氧氣）．
（4）檢驗(yàn)水一般用無(wú)水硫酸銅，無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)．故答案為：無(wú)水硫酸銅、白色粉末變成藍(lán)色；
（5）①?gòu)腒Cl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(guò)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(guò)濾、蒸發(fā)操作中都要用到玻璃棒，過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中要用玻璃棒引流；蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)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(jì)算：
設(shè)：假設(shè)6.5g金屬都是鋅時(shí)，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(shuō)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(duì)原子質(zhì)量都比鋅小，再由規(guī)律：相同價(jià)態(tài)、相同質(zhì)量不同種金屬與足量的酸反應(yīng)相對(duì)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(xiě)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?yàn)橐�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(guò)氧化鈉（Na₂O_2）與水，生成物是氧氣和氫氧化鈉寫(xiě)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(yàn)水一般用無(wú)水硫酸銅，無(wú)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(guò)濾、洗滌、烘干順序回收MnO₂；在過(guò)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(shuō)明雜質(zhì)也有與酸反應(yīng)金屬存在．再由規(guī)律：相同價(jià)態(tài)、相同質(zhì)量不同種金屬與足量的酸反應(yīng)相對(duì)原子質(zhì)量越小產(chǎn)生的氫氣越多，做出推斷．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，涉及裝置選擇、連接、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)．要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)方可做好此題．