Question

17．经过一月的学习，你已经初步掌握实验室制取气体的有关知识，请结合图示回答问题：
（1）写出图1中标号仪器的名称：①酒精灯；②锥形瓶．
（2）实验室用氯酸钾制取氧气，应选用的发生装置是A，（填字母序号，下同），该反应的化学表达式为氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气，若要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置是E．
（3）实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，其中MnO₂起催化作用，应选择的发生和收集装置是B、C（或E）．同学们利用B和F装置，通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量准确），其主要原因是从分液漏斗流下的双氧水占有一定的体积．
澄清石灰水
（4）实验室制取CO₂发生装置可选用B，收集CO₂通常选用装置E（填写装置序号）；判断CO₂已收集满的方法是将燃着的木条放于集气瓶口，若木条熄灭则满；
（5）用高锰酸钾制取O₂，装置A还需做的一点改动是在试管口放一团棉花；发生反应的化学表达式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（6）若用如图2所示H塑料袋排空气法收集H₂，则H₂导入端为b（填“a”或“b”）．
（7）用如图2I所示的矿泉水瓶进行对比实验时，可以证明CO₂与澄清石灰水确实发生了反应，应作的对比实验是把石灰水换作等体积的水，观察矿泉水瓶变瘪的程度．
（8）实验室常用装置图B代替图3制取气体，该装置的优点是可控制反应速率，不需通电，节约能源，操作简单等，下列反应适用于该装置的是①②③④（填序号）．
①大理石和稀盐酸 
②碳酸钠粉末和稀硫酸
③锌粒与稀硫酸          
④过氧化氢溶液与二氧化锰
（9）B装置的优点是可控制反应速率；其中的分液漏斗可用来控制液体的滴加速度．

Answer 1

分析 （1）熟练掌握常见化学仪器的名称及其用途；
（2）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，发生装置的特点属于固体加热型；据反应原理书写表达式，排空气法收集的气体较干燥；
（3）实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，二氧化锰是催化剂，该反应属于固液常温型，故选发生装置B，氧气密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集；并根据实验的结果推测原因；
（4）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳密度比空气大且能溶于水，所以只能用向上排空气法收集；验满二氧化碳的方法是：将燃着的木条放于集气瓶口，观察木条是否熄灭进行判断；
（5）据高锰酸钾制取氧气的注意事项和反应原理分析解答；
（6）氢气密度比空气小；
（7）证明CO₂与澄清石灰水确实发生了反应，可将石灰水换做水做对比实验，观察矿泉水瓶变瘪的程度进行判断；
（8）根据装置特点和制取气体的方法分析解答；
（9）分液漏斗可控制液体的滴加速度，进而可控制反应速率．

解答 解：（1）标号仪器分别是酒精灯和锥形瓶；
 （2）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，发生装置的特点属于固体加热型的A装置，反应的文字表达式是：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；因为氧气不易溶于水且密度大于空气，所以既可以用排水法收集，也可以用向上排空气法收集，但向上排空气法收集的气体较干燥，故应选择的收集装置是E；
（3）实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，二氧化锰是催化剂，该反应属于固液常温型，故选发生装置B，氧气密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集；通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量准确），其主要原因可能是：从分液漏斗流下的双氧水占有一定的体积；
（4）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳密度比空气大且能溶于水，所以只能用向上排空气法收集；验满二氧化碳的方法是：将燃着的木条放于集气瓶口，观察木条是否熄灭进行判断；
（5）加热高锰酸钾制取氧气时试管口要放棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，反应的化学式表达式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（6）氢气密度比空气小，所以应从b管进气，将空气挤压到塑料袋底部排出；
（7）证明CO₂与澄清石灰水确实发生了反应，可将石灰水换做水做对比实验，观察矿泉水瓶变瘪的程度进行判断；
（8）用装置图B代替图3制取气体，该装置具有可控制反应速率，不需通电，节约能源，节约药品等优点；①大理石和稀盐酸，②碳酸钠粉末和稀硫酸，③锌粒与稀硫酸，④过氧化氢溶液与二氧化锰，反应均不需加热都可用此装置；
（9）B装置的最大优点是可通过分液漏斗控制液体的滴加速度，进而可控制反应速率；
故答案为：（1）、酒精灯；锥形瓶：
（2）、A；氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；E：
（3）、催化；B、C（或E）；从分液漏斗流下的双氧水占有一定的体积；
（4）、B；E；将燃着的木条放于集气瓶口，若木条熄灭则满；
（5）、在试管口处一团棉花；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（6）、b；
（7）、把石灰水换作等体积的水，观察矿泉水瓶变瘪的程度；
（8）、可控制反应速率，不需通电，节约能源，操作简单等；①②③④；
（9）、可控制反应速率；来控制液体的滴加速度．

点评 本题考查了常见气体的制取装置、收集方法的选择及实验误差的分析，装置评价、常用仪器等知识，比较综合而全面，要结合题意细心分析解答．