Question

1．实验室常用的几种气体发生装置如图a、b、c、d所示：

（1）写出用a装置制取一种气体的名称氨气、氧气、甲烷等．用d装置制取H₂时，在加入药品之前要进行的操作是检查装置的气密性．
（2）用c装置可制取NH₃、O₂和NO．若要制取NH₃，烧瓶中需加入的药品是生石灰、碱石灰、NaOH、烧碱等；若以双氧水为原料制取O₂，则反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）实验室常用b装置通过MnO₂与浓盐酸反应制取Cl₂．若将b装置直接与下图甲g管连接来探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，整套实验装置存在的明显不足是缺少尾气处理装置．打开活塞，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞，点燃酒精灯．此时可观察到e中水层溶液变黄，振荡后CCl₄层无明显变化，则f中现象是溶液变为红色．由此可得出Cl₂、Br₂、Fe³⁺氧化性由强至弱的顺序是Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺．
（4）两同学分别将NH₃和NO的混合气体通入上图乙装置，探究不同催化剂对反应4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$5N₂+6H₂O的催化效果．除催化剂外，其他实验条件相同．要比较不同催化剂的催化效果，应观察试管中溶液颜色的变化，为此需要测量并记录的是试管中溶液变红色所需时间．

Answer 1

分析 （1）a装置是大试管加热制备气体，适合固体和固体混合加热制备气体，气体制备前需要检查装置的气密性；
（2）用c装置可制取NH₃、O₂和NO．，适用于固体和液体混合溶剂或反应放热得到气体，要制取NH₃，可以利用固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰等中滴入浓氨水得到氨气，若以双氧水为原料制取O₂，需要把过氧化氢加入固体二氧化锰催化快速分解生成氧气；
（3）氯气有毒不能直接排空，要用碱液吸收尾气；打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞a，点燃酒精灯加热；亚铁离子的还原性比溴离子强，氯气首先氧化亚铁离子，再氧化溴离子，氧化剂氧化性大于氧化产物；
（4）催化剂变反应速率不改变化学平衡，可以缩短达到平衡的时间．

解答 解：（1）a装置是大试管加热制备气体，适合固体和固体混合加热制备气体，如氨气、氧气、甲烷等气体制备可以在装置a中制备，．用d装置制取H₂时，在加入药品之前要进行的操作是需要检查装置的气密性，
故答案为：氨气、氧气、甲烷等，检查装置的气密性；
（2）用c装置可制取NH₃、O₂和NO．，适用于固体和液体混合溶剂或反应放热得到气体，要制取NH₃，可以利用固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰等中滴入浓氨水得到氨气，若以双氧水为原料制取O₂，需要把过氧化氢加入固体二氧化锰催化快速分解生成氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：生石灰、碱石灰、NaOH、烧碱等，2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）由于氯气有毒，直接排放到空气中会污染大气，要用碱液吸收尾气，实验装置缺少尾气处理装置，打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞a，点燃酒精灯加热；亚铁离子的还原性比溴离子强，氯气首先氧化亚铁离子，再氧化溴离子，所以e中水层溶液变黄，振荡后CCl₄层无明显变化，说明通入的氯气只氧化亚铁离子，f中只氧化亚铁离子生成铁离子遇到KSCN溶液生成血红色溶液，由此可得出Cl₂、Br₂、Fe³⁺氧化性由强至弱的顺序是 Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，
故答案为：缺少尾气处理装置，溶液变为红色，Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；
（4）要比较不同催化剂的催化效果，应观察试管中溶液颜色的变化，为此需要测量并记录的是试管中溶液变红色所需时间，
故答案为：试管中溶液变红色所需时间．

点评 本题考查了性质实验方案设计，明确反应原理是解本题关键，结合资料分析解答，会根据离子反应方程式判断氧化性强弱，会根据实验现象确定发生的反应，难度中等．