Question

17．請結(jié)合如圖回答問題：

（1）寫出標(biāo)號①②的儀器名稱：①酒精燈，②長頸漏斗．
（2）實(shí)驗(yàn)室用一種紫黑色固體和裝置A、D制取O₂，該反應(yīng)的符號表達(dá)式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．圖A裝置中存在的一個不足之處是試管口沒有放一團(tuán)棉花．
（3）實(shí)驗(yàn)室制取CO₂可選擇發(fā)生裝置B和收集裝置C（填序號），該反應(yīng)的符號表達(dá)式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．裝置F相較于裝置B，優(yōu)點(diǎn)是便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
（4）圖G是某學(xué)生設(shè)計的一種有洗氣、檢驗(yàn)、貯氣等用途的裝置．
①當(dāng)用排空氣法收集二氧化碳時，瓶內(nèi)沒有水，氣體從b（填“a”或“b”）處導(dǎo)管通入；
②當(dāng)用排水法收集氧氣時，瓶內(nèi)裝滿水，在b（填“a”或“b”）處導(dǎo)管連接一根長導(dǎo)管，并通入量筒（填儀器名稱）中，可測得收集到氧氣的體積．
③當(dāng)用此裝置檢驗(yàn)CO₂時，瓶內(nèi)裝入澄清石灰水（填試劑名稱），氣體從b（填“a”或“b”）處通入，反應(yīng)的符號表達(dá)式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（5）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)“不慎碰倒裝滿氧氣的集氣瓶，迅速扶起后，瓶中剩余的氧氣仍能使帶火星的木條復(fù)燃”；對此該同學(xué)就氧氣濃度為多少時能使帶火星的木條復(fù)燃設(shè)計進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
取5只集氣瓶，編一號為①、②、③、④、⑤，分別裝入其總?cè)莘e10%、20%、30%、
40%、50%的水，用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去，將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
該同學(xué)在前一組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又做了第二組和第三組實(shí)驗(yàn)，三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見表：

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)（%）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
帶火星的木條的狀況	微亮	亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮

請根據(jù)實(shí)驗(yàn)問答下列問題：
①用圖1方案進(jìn)行第一組的⑤號集氣瓶實(shí)驗(yàn)，其中最合理的是a（填字母），判斷氣體己集滿的方法是液面下降至瓶口，有大氣泡向瓶口逸出．

②由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%時，可使帶火星的木條復(fù)燃，這時集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是48%（計算結(jié)果保留整數(shù)）．
③若改用加熱雙氧水制氧氣，則反應(yīng)的符號表達(dá)式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；此時用帶火星的木條直接檢驗(yàn)產(chǎn)生的氧氣，往往難以復(fù)燃，這是因?yàn)樵诩訜嵘�成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸汽，此時混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如圖2所示，若只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火早的木條復(fù)燃，應(yīng)將雙氧水的最高溫度控制在87℃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，高錳酸鉀制取氧氣時，需要在試管口放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳密度比空氣大，溶于水，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，裝置F可以通過裝置內(nèi)壓強(qiáng)的改變實(shí)現(xiàn)固液分離進(jìn)行分析；
（4）①根據(jù)二氧化碳的密度比空氣大進(jìn)行分析；
②根據(jù)氧氣的密度比水小，不易溶于水進(jìn)行分析；
③根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)水生成碳酸鈣沉淀和水，洗氣時應(yīng)該長進(jìn)短出進(jìn)行分析；
（5）①根據(jù)排水法收集氣體的方法，利用排水法收集氣體時，若瓶口有氣泡冒出說明收集滿了進(jìn)行分析；
②分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%時木條就可復(fù)燃，根據(jù)空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分?jǐn)?shù)；
③根據(jù)上題數(shù)據(jù)，結(jié)合坐標(biāo)圖，就可以查知溫度的大約值．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是酒精燈，②是長頸漏斗；
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，高錳酸鉀制取氧氣時，需要在試管口放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，所以圖A裝置中存在的一個不足之處是試管口沒有放一團(tuán)棉花；
（3）二氧化碳密度比空氣大，溶于水，所以收集裝置為C，碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，裝置F可以通過裝置內(nèi)壓強(qiáng)的改變實(shí)現(xiàn)固液分離，所以裝置F相較于裝置B，優(yōu)點(diǎn)是：便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
（4）①二氧化碳的密度比空氣大，所以用排空氣法收集二氧化碳時，瓶內(nèi)沒有水，氣體從b處導(dǎo)管通入；
②氧氣的密度比水小，不易溶于水，所以用排水法收集氧氣時，瓶內(nèi)裝滿水，在b處導(dǎo)管連接一根長導(dǎo)管，并通入量筒中，可測得收集到氧氣的體積；
③二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)水生成碳酸鈣沉淀和水，洗氣時應(yīng)該長進(jìn)短出，所以用此裝置檢驗(yàn)CO₂時，瓶內(nèi)裝入澄清石灰水，氣體從b處通入，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①用排水法收集氣體時，要用彎導(dǎo)管，且不能伸入集氣瓶內(nèi)，故選：a；利用排水法收集氣體時，若瓶口有氣泡冒出說明收集滿了；
②觀察實(shí)驗(yàn)記錄，收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%，帶火星的木條復(fù)燃，此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內(nèi)共有氧氣的分?jǐn)?shù)為：14%+35%=49%，若用氧氣占空氣體積的五分之一計算，則結(jié)果為48%；
③過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，此時用帶火星的木條直接檢驗(yàn)產(chǎn)生的氧氣，往往難以復(fù)燃，這是因?yàn)樵诩訜嵘�成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸汽，只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，則氧氣的含量需要在48%～49%，分析坐標(biāo)，可知道溫度大約在87℃左右．
故答案為：（1）酒精燈，長頸漏斗；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，試管口沒有放一團(tuán)棉花；
（3）C，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
（4）①b；
②b，量筒；
③澄清石灰水，b，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①a，液面下降至瓶口，有大氣泡向瓶口逸出；
②35%，48%；
③2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，在加熱生成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸汽，87．

點(diǎn)評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．