Question

某校化学研究性学习小组探究气体制取的实验原理与方法（如图1）．
（1）甲同学将课本的基础知识进行整理如下表，请你帮助他完成相关内容．

制取气体	所需药品	装置连接顺序	反应的化学方程式
氧气	氯酸钾和二氧化锰
二氧化碳（干燥）	大理石和稀盐酸

 （2）乙同学设计的实验装置（如图2），既可用于制取气体，又可用于验证物质性质．当打开K₁、关闭
K₂时，利用I、Ⅱ装置可直接进行的实验是______（填序号）．
①大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
②锌与稀硫酸反应制取氢气
（3）丙同学认为在不改变I、Ⅱ、Ⅲ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于过氧化钠 （Na₂O_2）与水反应制取氧气，另一产物为氢氧化钠，则该反应的化学方程式为：______；她的改进措施是______．
（4）丁同学打开K₂、关闭K₁，利用I、Ⅲ装置来验证生成的二氧化碳中含有水蒸气，此时C中盛放的物质是______，可以观察到的现象是______．
（5）对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O₂后的固体残渣（假定已完全反应）作如下回收处理：
①通过以下四步实验操作回收二氧化锰．正确操作的先后顺序是______（填写选项序号）．
a．烘干    b．溶解    c．过滤    d．洗涤
②用所得氯化钾晶体配制50g质量分数为5%的氯化钾溶液，需要氯化钾的质量为______．
③过滤、蒸发时都需用到的仪器是______（填序号）．
A．酒精灯  B．烧杯  C．玻璃棒  D．漏斗  E．量筒．

Answer

（1）用氯酸钾和二氧化锰反应制取氧气需要加热反应，据此选择发生装置；又因氧气的密度大于空气的密度，并且不易溶于水，选择收集装置；然后写出化学反应式即可；大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，是固液在常温下反应，据此选择发生装置；根据二氧化碳密度大于空气的密度，易溶于水，选择收集装置；又因为要收集干燥的二氧化碳，所以要连接装置E；
（2）观察图示可知是固液在常温下的反应，并且收集气体的密度应小于空气的密度，然后选择即可；
（3）根据反应物是过氧化钠（Na2O2）与水，生成物是氧气和氢氧化钠写出化学反应式即可；因氧气密度比空气大，所以应将装置Ⅱ进出气体导管交换一下即可；
（4）根据检验水的存在可以用无水硫酸铜分析；
（5）①考查分离可溶物与不溶物的操作顺序，必须先过滤杂质，再溶解、烘干；
②需要根据公式：溶质质量分数=×100%进行计算；
③要对比分析过滤和蒸发所用到的仪器．
【解析】
（1）用氯酸钾和二氧化锰反应制取氧气需要加热反应，我们可选用B作为发生装置；又因氧气的密度大于空气的密度，并且不易溶于水，可选C或D作为收集装置，该反应的化学方程式是2KClO32KCl+3O2↑；大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，是固液在常温下反应，可用装置A作为发生装置；二氧化碳密度大于空气的密度，易溶于水，我们用装置D收集，又因为要收集干燥的二氧化碳，所以要在AD之间连接装置E；该反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）根据装置I、Ⅱ的导管进出口顺序可知，装置Ⅱ只能用来收集密度比空气小的气体，因此利用装置I、Ⅱ可收集H2．故选②；
（3）反应物是过氧化钠（Na2O2）与水，生成物是氧气和氢氧化钠，此反应的化学式是：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑；
她的改进措施是将装置Ⅱ中长导管接装置I出气管，打开K1、K2；
（4）根据检验水的存在可以用无水硫酸铜，无水硫酸铜和水反应生成蓝色的硫酸铜晶体；
（5）①制取氧气实验结束后，剩余药品为：氯化钾和二氧化锰，氯化钾可溶于水而二氧化锰不溶于水，分离可溶物与不溶物而要获得不溶物的操作顺序为：溶解、过滤、洗涤、烘干；
②根据公式：溶质质量分数=×100% 可知：溶质质量=50g×5%=2.5g；
③通过分析比较过滤和蒸发所用到的仪器，在过滤时用玻璃棒引流，蒸发时用玻璃棒搅拌．
故答案是：
（1）
制取气体 所需药品 装置连接顺序 反应的化学方程式
氧气 氯酸钾和二氧化锰 BC/BD 2KClO32KCl+3O2↑ 
二氧化碳（干燥） 大理石和稀盐酸 AED  CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）②
（3）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；将装置Ⅱ中长导管接装置I出气管，打开K1、K2；
（4）无水硫酸铜；固体变成蓝色；
（5）①bcda；②2.5g；③C．