Question

实验室常用如图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题．

（1）若选用a高锰酸钾（K₂MnO₄）在加热的条件制取氧气，则选用的发生装置为______，若选用b过氧化氢（H₂O₂）在二氧化锰（MnO₂）作为催化剂的条件下制取氧气，发生装置为______，反应原理为______；如从节能角度分析应______（填a或b）．
（2）写出选用B制取氧气的文字表达式或化学方程式______
（3）有一名同学欲用F装置排空气法收集氧气，则氧气应从导管口______通入，验证此装置是否收集满氧气的方法为______
（5）小文查阅相关资料知：锌（Zn）和稀H₂SO₄能在常温常压下反应，生成硫酸锌（ZnSO₄）和氢气（H₂），且氢气难溶于水，密度是已知发现的气体中最小的．试问实验室制取H₂可选用的发生装置为______（填序号），收集装置为______（原因是______）或______（原因是______）．其反应原理为：______．

Answer 1

解：（1）加热高锰酸钾属于固体加热型，故选发生装置B，过氧化氢（H₂O₂）在二氧化锰（MnO₂）作为催化剂的条件下制取氧气属于固液常温型，故选发生装置A，反应原理为：2H₂O₂2H₂O+O₂↑，用过氧化氢制取氧气，不需要加热，可节约能源；
（2）B装置是用加热高锰酸钾的方法制取氧气，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应原理是：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）氧气的密度比空气大，欲用F装置排空气法收集氧气，则氧气应从导管口b通入，将空气挤压到集气瓶上部排出；验证氧气是否收集满的方法是将带火星的木条放于出气口c处，观察木条是否复燃进行判断；
（4）锌（Zn）和稀H₂SO₄能在常温常压下反应，生成硫酸锌（ZnSO₄）和氢气（H₂），属于固液常温型，故选发生装置A，氢气难溶于水，密度是已知发现的气体中最小的，所以可用排水法或向下排空气法收集；其反应原理为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
故答为：（1）B；A；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；b；
（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）b；将带火星的木条放于c处，若木条复燃则收集满了；
（4）A；C；氢气难溶于水；E；氢气的密度是气体中最小的；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
分析：（1）加热高锰酸钾属于固体加热型，故选发生装置B，过氧化氢（H₂O₂）在二氧化锰（MnO₂）作为催化剂的条件下制取氧气属于固液常温型，故选发生装置A，并据反应原理书写方程式，可知过氧化氢分解制取氧气不需加热，可节约能源；
（2）B装置是用加热高锰酸钾的方法制取氧气，据此分析解答；
（3）氧气的密度比空气大，据此确定进气口，验证氧气是否收集满的方法是将带火星的木条放于出气口，观察木条是否复燃进行判断；
（4）据反应物状态和反应条件选择发生装置，据气体的密度和溶解性选择收集装置，并据反应原理分析解答．
点评：学会比较用高锰酸钾和用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的区别；掌握制取氧气和氢气的反应原理、制法及验满等，并结合题意灵活分析解答．