Question

2．从事科学实验的重要环节是进行科学实验的设计．科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的②收集有关资料③设计合理方案④进行科学实验．请你按照以上四步，完成以下实验设计，根据装置图回答下列问题：（所用装置图用序号表示）

（1）双氧水（H₂O₂）是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下能迅速分解出氧气，实验室常用这种方法制取氧气．
①明确实验目的：在实验室里制取氧气
②收集有关资料：双氧水是一种无色液体，二氧化锰是一种固体；反应条件不需要加热；氧气的密度大于空气的密度且不易溶于水．双氧水与二氧化锰混合制取氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③设计合理方案：发生装置选用A，收集装置选用D或E．
④进行科学实验．
（2）在实验室中，常用加热固体NH₄Cl和Ca（OH）₂混合物的方法制取氨气，其反应的化学方程式为：NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+2H₂O+2NH₃．已知在标准状况下，氨气的密度为0.77l g/L，空气的密度为l.293g/L，且在常温常压下，l体积水能溶解700体积的氨气．
①明确实验目的：在实验室中制取氨气．
②收集有关资料：
③设计合理方案：发生装置选用B，收集装置选用C．
④进行科学实验．

Answer 1

分析 （1）②、根据双氧水、二氧化锰、氧气的性质分析填空，根据反应物、生成物反应条件写出反应的化学方程式；
③、根据反应物的状态和反应条件确定反应的发生装置，根据氧气的收集方法确定收集装置；
（2）①、分析实验的目的；
②根据实验的目的要收集有关NH₄Cl、Ca（OH）₂和NH₃性质的知识、实验的原理；
③根据反应物的状态和反应条件确定反应的发生装置，根据氨气的收集方法确定收集装置．

解答 解：（1）②双氧水是一种无色液体，二氧化锰是固体；反应条件不需要加热；氧气的密度大于空气的密度且不易溶于水．其反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③用双氧水和二氧化锰制取氧气，可当做固液反应制取气体，反应不需要加热，发生装置选用 A，由于氧气的密度大于于空气的密度，可利用向上排空法收集氧气，收集装置选用D，又由于氧气不易溶于水，可利用排水法收集氧气，收集装置选用E；
（2）①分析实验的目的是：在实验室中制取氨气；
②收集有关资料：NH₄Cl和Ca（OH）₂都为固体，反应需要加热，NH₃密度小于空气，极易溶于水；反应原理：NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
③用加热固体NH₄Cl和Ca（OH）₂混合物的方法制取氨气，属于加热固体制取气体，发生装置选用 A，由氨气的密度小于空气的密度，氨气极易溶于水，可用向下排气法收集氨气，收集装置选用C．
故答案为：（1）②液体，固体，不需要加热，大，不易溶于，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，③A，D或E；
（2）①在实验室中制取氨气；  ②NH₄Cl和Ca（OH）₂都为固体，反应需要加热，NH₃密度小于空气，极易溶于水；反应原理：NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑③B，C．

点评 本题主要考查了实验室有关气体的制取，在学习中要熟记常用气体的发生装置和收集装置与选取方法及其依据，并根据气体的制取原理来组装、选配、判断或者选择气体的发生装置；再根据气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气发生反应等来判断、选用收集装置．