Question

某研究性学习小组欲利用图1装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空．

（1）指出仪器名称①

 

，②

 

；
（2）若实验室选用B装置制氧气
①发生反应的化学符号表达式是

 

，加入药品前，应首先

 

；如果在装配时试管内少放了一团棉花会导致

 

．
②若用D收集氧气，应如何验满？
③若选用C装置收集氧气，制取氧气装置内空气被排尽的标志是

 

；氧气收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先

 

，后

 

．其原因是

 

．
（3）如果用A装置来制取氧气，其反应的化学符号表达式为

 

；该装置中所加固体试剂的名称是

 

，它在反应中起

 

作用．
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，最好选用

 

方法，原因是

 

（答一点）．
（5）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，可采取的措施有

 

（填序号）．
①用容积较小的锥形瓶；      ②控制液体的滴加速度；
③加热反应物；              ④降低反应物浓度．
（6）若选用F装置收集氧气，气体从

 

通入．
（7）制取甲烷气体一般采用装置C进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是：

 

．用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是

 

．
（8）该小组成员查阅资料知道：氯气（Cl₂）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体；常温下1体积水约能溶解2体积氯气，其水溶液叫氯水（具有挥发性）；常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应．实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂，根据上述信息判断实验室制取Cl₂的最佳装置组合是下列Ⅰ～Ⅳ中的

 

．
Ⅰ．ADⅡ．AEⅢ．AFGⅣ．AFH
（9）采用A装置制取氧气时，检查装置A的气密性的方法为：

 

．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,检查装置的气密性,氧气的收集方法,氧气的检验和验满,制取氧气的操作步骤和注意点,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）由仪器的图形和用途解答；
（2）①选用B装置制取氧气，装置特点是加热固体制取气体，由于试管口有棉花团，所以应用加热高锰酸钾的方法制取氧气；加入药品前要先检查装置的气密性，实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽．
②用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
③若用C装置收集氧气，当瓶口有大量气泡冒出时，说明集气瓶内的水已被排净；实验结束，要先把导管移出水面；
（3）如果用A装置来制取氧气，是固体和液体反应且不需加热的装置，故可用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，二氧化锰在反应前后质量和化学性质都没有改变，只是加快了过氧化氢反应生成氧气的速率，故二氧化锰是催化剂；
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，由于（3）不需要加热，所以操作简单，安全；
（5）实验室用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快；与二氧化锰的接触面积越大反应速率越快．
（6）如果用F装置收集氧气，收集时应从a导管进入，由于氧气的密度比空气大，氧气沉积在集气瓶的底部，由下而上，充满集气瓶；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，说明甲烷难溶于水且不与水反应；收集满甲烷的集气瓶倒放在桌面上，说明甲烷的密度比空气的密度小；用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是：将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂．由于不需加热，所以装置应选A，由于氯气能溶于水，且有毒，所以氯气不能用排水法收集，用F装置收集氯气时，还要防止氯气散发到空气中，由于常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应，可用H装置吸收多余的氯气．
（9）检查装置A的气密性的方法：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好．

解答：（1）由仪器的图形和用途可知：①是酒精灯，②是水槽；故答案为：酒精灯     水槽；
（2）①选用B装置制取氧气，装置特点是加热固体制取气体，由于试管口有棉花团，所以应用加热高锰酸钾的方法制取氧气，用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，所以化学方程式为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加入药品前要先检查装置的气密性，实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团．
故答案为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑        检查装置的气密性     高锰酸钾粉末顺着导管进入水槽；
②用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；故答案为：将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
③若用C装置收集氧气，当瓶口有大量气泡冒出时，说明集气瓶内的水已被排净；实验结束，要先把导管移出水面，如果先停止加热，随着试管温度的降低，试管内气体的体积越来越小，压强也越来越小，外部气压大于试管内气压，在大外部大气压的作用下，水槽内的水倒吸到试管内，引起试管温度骤然降低，导致试管炸裂．故答案为：当瓶口有大量气泡冒出时       把导管移出水面      防止水槽内的水倒流，引起试管底部炸裂；
（3）如果用A装置来制取氧气，是固体和液体反应且不需加热的装置，故可用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，二氧化锰在反应前后质量和化学性质都没有改变，只是加快了过氧化氢反应生成氧气的速率，故二氧化锰是催化剂，其反应和符号表达式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑        二氧化锰     催化；
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，由于（3）不需要加热，所以操作简单，安全；故答案为：操作简单、安全；
（5）实验室用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快；与二氧化锰的接触面积越大反应速率越快．因此要想降低反应速率就要降低过氧化氢溶液的浓度、控制过氧化氢溶液的滴加速度；故答案为：②④；
（6）如果用F装置收集氧气，收集时应从a导管进入，由于氧气的密度比空气大，氧气沉积在集气瓶的底部，由下而上，充满集气瓶；故答案为：a；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，说明甲烷难溶于水且不与水反应；收集满甲烷的集气瓶倒放在桌面上，说明甲烷的密度比空气的密度小；用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是：将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；故答案为：难溶于水且密度比空气小        将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂．由于不需加热，所以装置应选A，由于氯气能溶于水，且有毒，所以氯气不能用排水法收集，用F装置收集氯气时，还要防止氯气散发到空气中，由于常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应，可用H装置吸收多余的氯气．故答案为：Ⅳ；
（9）检查装置A的气密性的方法：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好；故答案为：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好．

点评：实验室制取气体时，发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于水溶性和气体的密度．同时考查了实验室制取氧气的反应原理、注意事项，是考试的重点也是中考的重点．