Khí Z được điều chế bằng cách nung nóng chất rắn X và được thu vào ống nghiệm bằng phương pháp đẩy nước theo sơ đồ sau:
(Y là nhúm bông để đảm bảo kĩ thuật thí nghiệm, T là nước)
a. Nếu chất rắn X là một trong các trường hợp sau đây: NaHCO3 (1); NH4Cl và CaO (2); KMnO4 (3) thì khí Z phù hợp là khí nào? Giải thích và viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra.
b. Trong sơ đồ lắp ráp dụng cụ trên, vì sao không nên lắp ống nghiệm đựng chất rắn X với miệng ống cao hơn đáy ống?
(a) Các khí tương ứng với X:
2NaHCO3 (t°) —> Na2CO3 + CO2 + H2O
NH4Cl + CaO (t°) —> CaCl2 + NH3 + H2O
2KMnO4 (t°) —> K2MnO4 + MnO2 + O2
Khí Z thu bằng phương pháp dời nước nên Z không tan trong nước (hoặc có độ tan tương đối nhỏ), vì vậy Z không thể là NH3 vì khí NH3 tan rất tốt.
Vậy Z là CO2 hoặc O2.
(b) Hóa chất X thường bị ẩm, khi đun nóng, nước trong X sẽ thoát ra và bay lên, tới miệng ống nghiệm hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành nước lỏng. Nếu miệng ống nghiệm cao hơn đáy ống nghiệm, nước lỏng này sẽ chảy ngược xuống đáy ống – nơi có nhiệt độ rất cao khiến thủy tinh giãn nở không đều và có nguy cơ bị rạn, vỡ.
Vì vậy khi nung chất rắn trong ống nghiệm luôn luôn lắp đặt sao cho miệng ống nghiệm hơi thấp hơn đáy ống nghiệm, nước ngưng tụ (nếu có) sẽ được giữ ở miệng ống hoặc đẩy ra ngoài mà không chảy ngược xuống đáy ống.