Question

17．化學(xué)興趣小組同學(xué)進行如下實驗與探究活動，請你參與．

Ⅰ、制取氣體并驗證氣體性質(zhì)．（如圖1所示）
（1）寫出標號a儀器的名稱：長頸漏斗．
（2）用A裝置制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．裝置C可以收集氧氣，這是因為氧氣具有氧氣密度比空氣大性質(zhì)．
（3）用裝置B與D組合制取并驗證二氧化碳的某些性質(zhì)．
①檢查裝置B的氣密性的方法是關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗注入一定量的水，如果長頸漏斗中會形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好．
②裝置D中若盛放滴有紫色石蕊試液的水，可以觀察到的現(xiàn)象是紫色石蕊溶液變紅色；若盛放氫氧化鈉溶液，則沒有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生．
Ⅱ、在老師的指導(dǎo)下，興趣小組同學(xué)多角度探究二氧化碳與氫氧化鈉確實能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．
（4）小明進行如下實驗：將收集滿二氧化碳的兩支試管（相同規(guī)格）分別倒立在水和氫氧化鈉溶液中，輕輕晃動試管，產(chǎn)生了如圖2所示現(xiàn)象．
①小明根據(jù)乙試管內(nèi)的液體比甲試管內(nèi)的液體高得多，判斷二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
②甲實驗的目的是對比實驗．
（5）小菁取氫氧化鈉溶液于燒杯中，用pH計測定溶液的pH為13.5．往溶液中通入二氧化碳一會兒，測得溶液的pH為11.2，繼續(xù)通入二氧化碳，再測得溶液的pH為9.2，溶液的pH降低的原因是溶液中氫氧化鈉減少，溶液堿性減弱，該實驗可以說明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)．
（6）請你根據(jù)化學(xué)變化的本質(zhì)特征，設(shè)計另一個實驗方案：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量氫氧化鈉溶液于試管中，通入一定量二氧化碳后，再向溶液中滴加稀鹽酸	有大量氣泡冒出	二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（2）根據(jù)A裝置制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，C裝置收集氧氣的方法是向上排空氣法進行分析；
（3）①根據(jù)檢查裝置B的氣密性的方法是：關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗注入一定量的水，如果長頸漏斗中會形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好進行分析；
②根據(jù)二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊變紅色進行分析；
（4）①根據(jù)氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水進行分析；
②根據(jù)甲實驗中液面的高度對比乙實驗中液面的高度得出結(jié)論進行分析；
（5）根據(jù)溶液的堿性強弱與溶液中的氫氧根離子濃度有關(guān)進行分析；
（6）根據(jù)二氧化碳和堿反應(yīng)會生成碳酸鹽，碳酸鹽和酸反應(yīng)會生成二氧化碳氣體進行分析．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，a是長頸漏斗；
（2）A裝置制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，C裝置收集氧氣的方法是向上排空氣法，原因是：氧氣的密度比空氣大；
（3）①檢查裝置B的氣密性的方法是：關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗注入一定量的水，如果長頸漏斗中會形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好；
②二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊變紅色，所以裝置D中若盛放滴有紫色石蕊試液的水，可以觀察到的現(xiàn)象是：紫色石蕊溶液變紅色；若盛放氫氧化鈉溶液，則沒有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生；
（4）①氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以小明根據(jù)乙試管內(nèi)的液體比甲試管內(nèi)的液體高得多，判斷二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
②甲實驗中液面的高度對比乙實驗中液面的高度得出結(jié)論，所以甲實驗的目的是對比實驗；
（5）溶液的堿性強弱與溶液中的氫氧根離子濃度有關(guān)，所以小菁取氫氧化鈉溶液于燒杯中，用pH計測定溶液的pH為13.5．往溶液中通入二氧化碳一會兒，測得溶液的pH為11.2，繼續(xù)通入二氧化碳，再測得溶液的pH為9.2，溶液的pH降低的原因是：溶液中氫氧化鈉減少，溶液堿性減弱，該實驗可以說明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)；
（6）二氧化碳和堿反應(yīng)會生成碳酸鹽，碳酸鹽和酸反應(yīng)會生成二氧化碳氣體，所以

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量氫氧化鈉溶液于試管中，通入一定量二氧化碳后，再向溶液中滴加稀鹽酸	有大量氣泡冒出	二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)

故答案為：（1）長頸漏斗；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，氧氣的密度比空氣大；
（3）①關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗注入一定量的水，如果長頸漏斗中會形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好；
②紫色石蕊溶液變紅色；
（4）①乙試管內(nèi)的液體比甲試管內(nèi)的液體高得多，2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
②對比實驗；
（5）溶液中氫氧化鈉減少，溶液堿性減弱；
（6）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量氫氧化鈉溶液于試管中，通入一定量二氧化碳后，再向溶液中滴加稀鹽酸	有大量氣泡冒出

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．