Question

請根據下列裝置，回答問題：
（1）寫出甲圖中標號①和②的儀器名稱

長頸漏斗、水槽

．
（2）在甲圖裝置B中儀器①的下端管口要浸在液面下，是為了

防止氣體從長頸漏斗逸出

．
（3）實驗室加熱暗紫色固體制取O₂的反應符號表達式為

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

，若用排水法收集氣體，當觀察到

氣泡連續均勻時

時才開始收集；停止實驗時，應該

先將導管移出水面，后熄滅酒精燈

，否則

水倒吸回試管使試管冷熱不均而炸裂

．
（4）若用裝置C、D或K收集O₂，要使收集O₂干燥且純凈，則應選

D

裝置．若用排水法收集到的O₂不純，可能的原因是？（兩條）

集氣瓶未事先裝滿水

、

未等氣泡連續均勻就開始收集

．若用向上排空氣法收集氧氣，如何驗滿？

將帶火星木條橫放瓶口，若木條復燃則已收集滿

．實驗過程中發現水槽中的水變成了淺紫紅色，可能的操作原因：

試管口未塞棉花

．
（5）用過氧化氫溶液與二氧化錳制取O₂，裝置G雖然操作簡便，但要得到平穩的氣流，從H、I、J中選取

H或J

取代G中的單孔塞，以達到目的．若選用H與錐形瓶組裝的發生裝置，當反應停止時，集氣瓶中還差少量O₂，為集滿O₂，在不拆卸裝置的前提下，可以

從分液漏斗往錐形瓶中加入少量雙氧水

、

用熱毛巾捂住錐形瓶

．實驗結束后，該同學發現收集到的氣體比預計的少很多，百思不得其解．你認為可能的原因是：

過氧化氫溶液已部分變質或裝置氣密性不好

．
（6）對用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘渣（假定已完全反應），通過以下四步實驗操作可回收二氧化錳．正確操作的先后順序是

bcda

（填寫選項序號）
a．烘干         b．溶解         c．過濾          d．洗滌
（7）實驗室利用F裝置制備氫氣，事先將鋅粒放于有孔隔板之上，然后從另一端加入稀鹽酸，裝置F相對于裝置B制備氫氣，具有的優點是

可控制反應的發生與否

．若用L裝置收集氫氣，則氣體從

b

端通入（填“a”或“b”，下同）；若要將L裝置中的氫氣用水排出，則水從

a

端通入．
（8）查閱資料：實驗室常用加熱氯化銨（NH₄Cl）和熟石灰[Ca（OH）₂]兩種固體混合物的方法制取氨氣（NH₃），同時還生成氯化鈣（CaCl₂）和水，則該反應的符號表達式為

2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

；另外，氨氣有刺激性氣味且極易溶于水，則在實驗室里氨氣的制取裝置是

AK或AE

．小軍設計了如乙圖圖1所示的一個實驗：充滿氨氣的一支試管倒置于一個裝有足量水的燒杯中．一段時間后，將會看到：

試管中充滿水

．
（9）某化學小組在學習了制取O₂后，他們發現在實驗室里用5% H₂O₂溶液加熱制O₂，用帶火星的木條檢驗，木條很難復燃．同學們經過認真觀察，猜想其可能原因是

加熱使水分蒸發加快，氧氣過于潮濕

．
為了驗證此猜想是否正確，興趣小組的同學經過熱烈討論，制定了實驗方案如乙圖圖2并進行了實驗．
第一組同學采取增大H₂O₂溶液濃度的方法，用10%的H₂O₂溶液加熱，一段時間后，用帶火星的木條檢驗，木條復燃；
第二組同學在5%的H₂O₂溶液中加入2滴新制氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，用帶火星木條檢驗，木條復燃；
第三組同學從實驗裝置上進行了改進，效果很好（見乙圖圖2）．
在實驗基礎上，同學們經過交流討論，得出了一些結論：
①由第一組實驗可得出影響H₂O₂分解產生O₂多少及快慢的因素之一是

過氧化氫溶液的濃度；

；
②由第二組實驗可分析得出氫氧化鈉所起的作用可能是

催化作用

；
③第三組實驗驗證了實驗前同學們猜想的正確性．其中濃硫酸的作用是

吸收氧氣中的水分

；
④小李同學認真觀察了第三組同學的實驗裝置，提出了一種簡單的改進裝置，經現場實驗，效果很好，請你說出他改進的地方：

用冷毛巾裹住玻璃導管或用排水法收集

．

Answer 1

分析：（1）了解常用的實驗儀器；
（2）了解裝置的氣密性；
（3）掌握高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式、注意事項和實驗步驟；
（4）了解氧氣的收集方法和驗滿方法；
（5）掌握雙氧水制取氧氣的方法和注意事項；
（6）根據氯化鉀易溶于水，而二氧化錳不溶于水，了解回收二氧化錳的步驟；
（7）實驗室如果用塊狀固體和液體在常溫下制取氣體，事先將鋅粒放于有孔隔板之上，然后從另一端加入稀鹽酸，其優點是可以隨時控制反應的發生或停止；根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置；氫氣的密度比空氣小，應從短導管進入；考慮水易從長管出；
（8）根據反應物、生成物和反應條件，正確書寫化學方程式；依據發生裝置的選取方法分析解答，并據收集裝置分析氨氣的性質；
（9）分析實驗過程特別是第三組實驗，可判斷導致木條不能復燃的主要因素與氣體中混有的水有關，判斷進行該實驗所欲驗證的猜想，即此處所要寫出的猜想；對比實驗改進后實驗中發生了改變的因素，分析該因素的改變對產生氧氣量或速度的影響，歸納出所做的改變造成氧氣量增加的原因；根據實驗基礎操作，對試管內液體進行加熱時，為使液體受熱均勻，試管與桌面應成45°角，這樣可使試管內反應平穩，或：用冷毛巾裹住玻璃導管或用排水法收集．

解答：解：（1）寫出甲圖中標號①和②的儀器名稱長頸漏斗、水槽．
（2）根據裝置的氣密性，則：在甲圖裝置B中儀器①的下端管口要浸在液面下，是為了防止氣體從長頸漏斗逸出．
（3）實驗室加熱暗紫色固體制取O₂的反應符號表達式為 2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，若用排水法收集氣體，當觀察到氣泡連續均勻時時才開始收集；停止實驗時，應該先將導管移出水面，后熄滅酒精燈，否則水倒吸回試管使試管冷熱不均而炸裂．
（4）若用裝置C、D或K收集O₂，要使收集O₂干燥且純凈，則應選D裝置．若用排水法收集到的O₂不純，可能的原因是：集氣瓶未事先裝滿水、未等氣泡連續均勻就開始收集．若用向上排空氣法收集氧氣，驗滿方法為：將帶火星木條橫放瓶口，若木條復燃則已收集滿．實驗過程中發現水槽中的水變成了淺紫紅色，可能的操作原因：試管口未塞棉花．
（5）用過氧化氫溶液與二氧化錳制取O₂，裝置G雖然操作簡便，但要得到平穩的氣流，從H、I、J中選取H或J取代G中的單孔塞，以達到目的．若選用H與錐形瓶組裝的發生裝置，當反應停止時，集氣瓶中還差少量O₂，為集滿O₂，在不拆卸裝置的前提下，可以從分液漏斗往錐形瓶中加入少量雙氧水、用熱毛巾捂住錐形瓶．實驗結束后，該同學發現收集到的氣體比預計的少很多，可能的原因是：過氧化氫溶液已部分變質或裝置氣密性不好．
（6）對用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘渣（假定已完全反應），通過以下四步實驗操作可回收二氧化錳．正確操作的先后順序是：溶解、過濾、洗滌、烘干；故為bcda．
（7）實驗室利用F裝置制備氫氣，事先將鋅粒放于有孔隔板之上，然后從另一端加入稀鹽酸，裝置F相對于裝置B制備氫氣，具有的優點是可控制反應的發生與否．若用L裝置收集氫氣，則氣體從b端通入；若要將L裝置中的氫氣用水排出，則水從a端通入；
（8）用加熱氯化銨（NH₄Cl）和熟石灰兩種固體混合物的方法制取氨氣（NH₃），屬于固體加熱型，故選發生裝置A；收集NH₃時用E或K裝置，說明氨氣密度比空氣小且易溶于水；
（9）后面的實驗都是在解決氧氣量的問題，實驗三更明確可判斷反應得到的氧氣中混有的水蒸氣可能是導致木條不能復燃的原因，因此，該猜想即為：大量水蒸氣對實驗造成了干擾；
①實驗改用10%的H₂O₂溶液加熱，觀察到木條復燃，說明影響H₂O₂分解產生氧氣的量的多少及分解快慢的因素為H₂O₂溶液濃度的大小；
②實驗改用向5%的H₂O₂溶液中加入2滴新制氫氧化鈉溶液，觀察到木條復燃，可推斷氫氧化鈉起到類似二氧化錳的催化作用或是起到減少水分蒸發的目的；
③實驗把產生的氣體通過具有吸水性的濃硫酸，得到干燥的氣體，觀察到木條復燃，可說明濃硫酸吸收了氣體中的水蒸氣，使氧氣的濃度增大；
④第三組實驗中，對溶液進行加熱時，沒有使試管與桌面成45°角，會出現液體受熱不均勻而沖出；或：用冷毛巾裹住玻璃導管或用排水法收集．
故答案為：（1）長頸漏斗； 水槽；
（2）防止氣體從長頸漏斗逸出；
（3）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；氣泡連續均勻時；先將導管移出水面，后熄滅酒精燈； 水倒吸回試管使試管冷熱不均而炸裂；
（4）D；集氣瓶未事先裝滿水、未等氣泡連續均勻就開始收集；將帶火星木條橫放瓶口，若木條復燃則已收集滿；試管口未塞棉花
（5）H或J；從分液漏斗往錐形瓶中加入少量雙氧水、用熱毛巾捂住錐形瓶； 過氧化氫溶液已部分變質或裝置氣密性不好；
（6）bcda；
（7）可控制反應的發生與否； b；a；
（8）2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O； AK或AE；試管中充滿水；
（9）加熱使水分蒸發加快，氧氣過于潮濕； 過氧化氫溶液的濃度；  催化作用； 吸收氧氣中的水分； 用冷毛巾裹住玻璃導管或用排水法收集

點評：氣體的實驗室制法主要從藥品、反應原理、發生裝置、收集裝置、檢驗、驗滿及實驗操作注意事項等方面進行比較、歸納，總結實驗室制取氣體的一般思路和方法．