Question

1．從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟應(yīng)為：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；②收集有關(guān)資料；③設(shè)計(jì)合理方案；④進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你按照以上四個(gè)步驟，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)如圖回答問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)室中用過氧化氫（H₂O₂）制取氧氣．
[明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯：用過氧化氫溶液在實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣．
[收集有關(guān)資料]過氧化氫是一種無色液體，在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，其反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：H₂O₂$\stackrel{MnO_2}{→}$H₂O+O₂．
[設(shè)計(jì)合理方案]：若采用分解過氧化氫溶液制取并收集氧氣，并且可隨時(shí)添加液體藥品，其實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)選用上述儀器中的①③④⑤⑦或②③④⑦（填序號(hào)）
[進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)]①長頸漏斗中應(yīng)放入的物質(zhì)是過氧化氫溶液，錐形瓶中應(yīng)放入的物質(zhì)是二氧化錳．

②要收集一瓶純凈的氧氣應(yīng)選擇圖中的裝置E（填字母）；若用F裝置收集氧氣，氧氣應(yīng)從a端進(jìn)入（a或b）
③某同學(xué)在用E裝置收集氧氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所收集到的氣體不純，其原因可能是氣體收集的過早，裝置中的空氣沒有被全部排出．
④若實(shí)驗(yàn)時(shí)用此法代替高錳酸鉀加熱制氧氣，優(yōu)點(diǎn)是過氧化氫溶液分解不需要加熱，操作比較簡單；（答出一點(diǎn)）
⑤裝置B中反應(yīng)劇烈，據(jù)此提出實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)是A
A．改用分液漏斗控制液體的滴加速度  B．用體積小的錐形瓶  C．加熱反應(yīng)物
（2）若收集一瓶氧氣，供硫粉在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)使用，最好選擇氣體收集裝置中的E（填序號(hào)），理由是集氣瓶中會(huì)留有少量水，實(shí)驗(yàn)時(shí)可把硫燃燒生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空氣
（3）在實(shí)驗(yàn)室中，可以用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣，且二氧化錳是反應(yīng)中催化劑．反應(yīng)原理（符號(hào)表達(dá)式）KClO₃$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O₂；
（4）實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱制取氨氣．常溫下氨氣是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水．若制取并收集氨氣，應(yīng)該從圖中選擇的發(fā)生裝置是A，（填序號(hào)，下同）收集裝置是D或F．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫在二氧化錳的作用下分解成水和氧氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的方程式；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置；①固體一般從錐形瓶口加入，液體從長頸漏斗口加入；②排空氣法和排水法相對(duì)來說，排水法收集的氣體更純；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；④根據(jù)操作的簡單性及生成的產(chǎn)物分析；⑤根據(jù)分液漏斗的作用分析；
（2）根據(jù)硫燃燒的生成物分析；
（3）根據(jù)催化劑的作用回答，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及質(zhì)量守恒定律分析；
（4）根據(jù)氨氣的制取方法及氨氣的性質(zhì)選擇發(fā)生裝置和收集裝置．

解答 解：（1）[收集有關(guān)資料]過氧化氫是一種無色液體，在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，其反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：H₂O₂$\stackrel{MnO_2}{→}$H₂O+O₂．故填：H₂O₂$\stackrel{MnO_2}{→}$H₂O+O₂；
[設(shè)計(jì)合理方案]：采用分解過氧化氫溶液制取并收集氧氣，并且可隨時(shí)添加液體藥品，其實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)選用長頸漏斗；故填：①③④⑤⑦或②③④⑦；
[進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)]①實(shí)驗(yàn)中過氧化氫溶液從長頸漏斗口加入，二氧化錳從錐形瓶口加入；故填：過氧化氫溶液；二氧化錳；
②排空氣法和排水法相對(duì)來說，排水法收集的氣體更純；因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯�，若用F裝置收集氧氣，氧氣應(yīng)從a端進(jìn)入；故填：E；a；
③收集到的氣體不純，其原因可能是氣體收集的過早，裝置中的空氣沒有被全部排出或集氣瓶中沒裝滿水，開始就有空氣；故填：氣體收集的過早，裝置中的空氣沒有被全部排出；
④根據(jù)兩種方法的反應(yīng)條件，可知用過氧化氫溶液分解不需要加熱，操作就比較簡單；故填：過氧化氫溶液分解不需要加熱，操作比較簡單；
⑤裝置A中反應(yīng)劇烈，說明可能是反應(yīng)物濃度太大或滴加速度太快，而分液漏斗可以控制液體滴加的速度；用體積小的錐形瓶不會(huì)改變反應(yīng)速度；加熱會(huì)加快反應(yīng)；故選擇：A；
（2）若收集氧氣供硫粉在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)使用，最好選擇氣體排水法收集，因?yàn)榕潘�法收集的氧氣較純凈，且集氣瓶中會(huì)留有少量水，實(shí)驗(yàn)時(shí)可把硫燃燒生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空氣；故填：E；集氣瓶中會(huì)留有少量水，實(shí)驗(yàn)時(shí)可把硫燃燒生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空氣；
（3）加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣，二氧化錳是反應(yīng)中的催化劑，其反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：KClO₃$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O₂；故填：催化劑；KClO₃$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O₂；
（4）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨固體與堿石灰固體共熱制取氨氣．所以要選擇加熱裝置；氨氣密度比空氣小，極易溶于水．所以要用向下排空氣法收集；故選：A；D或F；

點(diǎn)評(píng) 通過本題學(xué)生進(jìn)一步明確了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟，通過分析本題加深了氣體收集方法的選取方法，發(fā)生裝置的選擇方法，氧氣的驗(yàn)滿方法等．