Question

某研究性學(xué)習(xí)小組欲利用圖1裝置進(jìn)行相關(guān)氣體制取的探究，請(qǐng)你分析并填空．

（1）指出儀器名稱①

 

，②

 

；
（2）若實(shí)驗(yàn)室選用B裝置制氧氣
①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式是

 

，加入藥品前，應(yīng)首先

 

；如果在裝配時(shí)試管內(nèi)少放了一團(tuán)棉花會(huì)導(dǎo)致

 

．
②若用D收集氧氣，應(yīng)如何驗(yàn)滿？
③若選用C裝置收集氧氣，制取氧氣裝置內(nèi)空氣被排盡的標(biāo)志是

 

；氧氣收集滿并取出集氣瓶后，停止該實(shí)驗(yàn)的正確操作步驟是先

 

，后

 

．其原因是

 

．
（3）如果用A裝置來制取氧氣，其反應(yīng)的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式為

 

；該裝置中所加固體試劑的名稱是

 

，它在反應(yīng)中起

 

作用．
（4）比較（2）和（3）兩種制取氧氣的方法，最好選用

 

方法，原因是

 

（答一點(diǎn)）．
（5）若裝置A中反應(yīng)劇烈，從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，可采取的措施有

 

（填序號(hào)）．
①用容積較小的錐形瓶；      ②控制液體的滴加速度；
③加熱反應(yīng)物；              ④降低反應(yīng)物濃度．
（6）若選用F裝置收集氧氣，氣體從

 

通入．
（7）制取甲烷氣體一般采用裝置C進(jìn)行收集，收集滿后集氣瓶的放置方式如圖2所示，據(jù)此可推斷甲烷一定具備的物理性質(zhì)是：

 

．用裝置C收集氣體前，將集氣瓶?jī)?nèi)的空氣排盡的操作方法是

 

．
（8）該小組成員查閱資料知道：氯氣（Cl₂）是一種黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體；常溫下1體積水約能溶解2體積氯氣，其水溶液叫氯水（具有揮發(fā)性）；常溫下，Cl₂能和NaOH溶液反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)室可用固體高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制取Cl₂，根據(jù)上述信息判斷實(shí)驗(yàn)室制取Cl₂的最佳裝置組合是下列Ⅰ～Ⅳ中的

 

．
Ⅰ．ADⅡ．AEⅢ．AFGⅣ．AFH
（9）采用A裝置制取氧氣時(shí)，檢查裝置A的氣密性的方法為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧氣的制取裝置,檢查裝置的氣密性,氧氣的收集方法,氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿,制取氧氣的操作步驟和注意點(diǎn),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法、檢驗(yàn)、干燥與凈化

分析：（1）由儀器的圖形和用途解答；
（2）①選用B裝置制取氧氣，裝置特點(diǎn)是加熱固體制取氣體，由于試管口有棉花團(tuán)，所以應(yīng)用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣；加入藥品前要先檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，高錳酸鉀粉末會(huì)隨著氧氣流順著導(dǎo)管進(jìn)入水槽．
②用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果復(fù)燃，證明集氣瓶?jī)?nèi)已充滿氧氣；
③若用C裝置收集氧氣，當(dāng)瓶口有大量氣泡冒出時(shí)，說明集氣瓶?jī)?nèi)的水已被排凈；實(shí)驗(yàn)結(jié)束，要先把導(dǎo)管移出水面；
（3）如果用A裝置來制取氧氣，是固體和液體反應(yīng)且不需加熱的裝置，故可用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物制取，過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變，只是加快了過氧化氫反應(yīng)生成氧氣的速率，故二氧化錳是催化劑；
（4）比較（2）和（3）兩種制取氧氣的方法，由于（3）不需要加熱，所以操作簡(jiǎn)單，安全；
（5）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫和二氧化錳的混合物制取氧氣，過氧化氫溶液的濃度越大，反應(yīng)速率越快；與二氧化錳的接觸面積越大反應(yīng)速率越快．
（6）如果用F裝置收集氧氣，收集時(shí)應(yīng)從a導(dǎo)管進(jìn)入，由于氧氣的密度比空氣大，氧氣沉積在集氣瓶的底部，由下而上，充滿集氣瓶；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，說明甲烷難溶于水且不與水反應(yīng)；收集滿甲烷的集氣瓶倒放在桌面上，說明甲烷的密度比空氣的密度小；用裝置C收集氣體前，將集氣瓶?jī)?nèi)的空氣排盡的操作方法是：將集氣瓶中充滿水，蓋上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于實(shí)驗(yàn)室可用固體高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制取Cl₂．由于不需加熱，所以裝置應(yīng)選A，由于氯氣能溶于水，且有毒，所以氯氣不能用排水法收集，用F裝置收集氯氣時(shí)，還要防止氯氣散發(fā)到空氣中，由于常溫下，Cl₂能和NaOH溶液反應(yīng)，可用H裝置吸收多余的氯氣．
（9）檢查裝置A的氣密性的方法：關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管進(jìn)入水中，雙手緊握錐形瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．

解答：（1）由儀器的圖形和用途可知：①是酒精燈，②是水槽；故答案為：酒精燈     水槽；
（2）①選用B裝置制取氧氣，裝置特點(diǎn)是加熱固體制取氣體，由于試管口有棉花團(tuán)，所以應(yīng)用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時(shí)，還有錳酸鉀和二氧化錳生成，所以化學(xué)方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加入藥品前要先檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，高錳酸鉀粉末會(huì)隨著氧氣流順著導(dǎo)管進(jìn)入水槽，使水槽內(nèi)的水變成紫紅色（由于高錳酸鉀溶于水顯紫紅色），為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，通常要在試管口放一棉花團(tuán)．
故答案為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑        檢查裝置的氣密性     高錳酸鉀粉末順著導(dǎo)管進(jìn)入水槽；
②用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果復(fù)燃，證明集氣瓶?jī)?nèi)已充滿氧氣；故答案為：將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果復(fù)燃，證明集氣瓶?jī)?nèi)已充滿氧氣；
③若用C裝置收集氧氣，當(dāng)瓶口有大量氣泡冒出時(shí)，說明集氣瓶?jī)?nèi)的水已被排凈；實(shí)驗(yàn)結(jié)束，要先把導(dǎo)管移出水面，如果先停止加熱，隨著試管溫度的降低，試管內(nèi)氣體的體積越來越小，壓強(qiáng)也越來越小，外部氣壓大于試管內(nèi)氣壓，在大外部大氣壓的作用下，水槽內(nèi)的水倒吸到試管內(nèi)，引起試管溫度驟然降低，導(dǎo)致試管炸裂．故答案為：當(dāng)瓶口有大量氣泡冒出時(shí)       把導(dǎo)管移出水面      防止水槽內(nèi)的水倒流，引起試管底部炸裂；
（3）如果用A裝置來制取氧氣，是固體和液體反應(yīng)且不需加熱的裝置，故可用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物制取，過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變，只是加快了過氧化氫反應(yīng)生成氧氣的速率，故二氧化錳是催化劑，其反應(yīng)和符號(hào)表達(dá)式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑        二氧化錳     催化；
（4）比較（2）和（3）兩種制取氧氣的方法，由于（3）不需要加熱，所以操作簡(jiǎn)單，安全；故答案為：操作簡(jiǎn)單、安全；
（5）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫和二氧化錳的混合物制取氧氣，過氧化氫溶液的濃度越大，反應(yīng)速率越快；與二氧化錳的接觸面積越大反應(yīng)速率越快．因此要想降低反應(yīng)速率就要降低過氧化氫溶液的濃度、控制過氧化氫溶液的滴加速度；故答案為：②④；
（6）如果用F裝置收集氧氣，收集時(shí)應(yīng)從a導(dǎo)管進(jìn)入，由于氧氣的密度比空氣大，氧氣沉積在集氣瓶的底部，由下而上，充滿集氣瓶；故答案為：a；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，說明甲烷難溶于水且不與水反應(yīng)；收集滿甲烷的集氣瓶倒放在桌面上，說明甲烷的密度比空氣的密度小；用裝置C收集氣體前，將集氣瓶?jī)?nèi)的空氣排盡的操作方法是：將集氣瓶中充滿水，蓋上玻璃片，倒扣在水槽里；故答案為：難溶于水且密度比空氣小        將集氣瓶中充滿水，蓋上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于實(shí)驗(yàn)室可用固體高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制取Cl₂．由于不需加熱，所以裝置應(yīng)選A，由于氯氣能溶于水，且有毒，所以氯氣不能用排水法收集，用F裝置收集氯氣時(shí)，還要防止氯氣散發(fā)到空氣中，由于常溫下，Cl₂能和NaOH溶液反應(yīng)，可用H裝置吸收多余的氯氣．故答案為：Ⅳ；
（9）檢查裝置A的氣密性的方法：關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管進(jìn)入水中，雙手緊握錐形瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置氣密性好；故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管進(jìn)入水中，雙手緊握錐形瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置氣密性好．

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，發(fā)生裝置的選擇取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；收集裝置的選擇取決于水溶性和氣體的密度．同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理、注意事項(xiàng)，是考試的重點(diǎn)也是中考的重點(diǎn)．