题目内容

请根据下列实验装置回答问题.
(1)写出标有序号的仪器名称:a
 
,b
 

(2)在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时,其中二氧化锰起
 
作用,发生反应的化学方程式为
 

(3)实验室制取二氧化碳气体,应选用的发生装置是
 
(填写装置的字母代号,下同);检验二氧化碳应选用的装置是
 

(4)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3).常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,对人体特别是粘膜组织有腐蚀刺激作用.
①制取氨气反应的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2 
  △  
.
 
 CaCl2+2NH3↑+2X.X的化学式为:
 

②制取并收集NH3,应该从上图中选择的发生装置是
 

③NH3是一种碱性气体,干燥时不能选用下列干燥剂中的
 
(填序号).
A.固体氢氧化钠               B.浓硫酸               C.生石灰
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分析:(1)根据装置图中仪器的图示,辨识常见仪器;
(2)根据二氧化锰在过氧化氢分解中表现出来的特点,说明其在反应中的作用,并写出反应的化学方程式;
(3)根据实验室制取二氧化碳的反应特点及二氧化碳的特殊性质,结合装置的特点,判断所应选择的发生装置及检验气体装置;
(4)①根据质量守恒定律,由反应的化学方程式,推断生成物X的化学式;
②根据所述氨气的制取的反应条件及选用药品的特点,判断制取时所就选用的发生装置;
③利用氨气的性质描述,选择不能与氨气发生作用的干燥剂.
解答:解:(1)仪器a为装置中用于加热的酒精灯;仪器b为装置中固体仪器用的铁架台;
(2)由于反应前后二氧化锰的质量及化学性质都没变,在反应中起到加快过氧化氢分解速度的作用,因此二氧化锰为该反应的催化剂;在二氧化锰催化下,过氧化氢分解为水和氧气,化学方程式为2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑;
(3)实验使用固体石灰石或大理石与液体稀盐酸在常温下反应制取二氧化碳,因此应选用装置B作为发生装置;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,而装置G中盛有澄清石灰水,因此可把气体通过装置G来验证气体为二氧化碳;
(4)①由反应的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2X,根据反应前后原子种类、个数不变,可判断物质X的2个分子中含有4个H原子和2个O原子,因此物质X的分子由2个H原子、1个O原子构成,物质X的化学式为H2O;
②实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3),因此应选用装置A作为制取氨气的发生装置;
③NH3是一种碱性气体,能与浓硫酸发生反应,因此,干燥氨气时不能选用可以吸收氨气的浓硫酸作干燥剂;
故答案为:
(1)酒精灯,铁架台
(2)催化;2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
(3)B,G
(4)H2O;A,B
点评:通过对装置作用的理解,选用恰当的装置完成实验,体现学生的实验能力;大量的实验技巧与实验经验的积累是解决好此问题的不二法门.
练习册系列答案
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请根据下列装置,回答问题:
(1)写出甲图中标号①和②的仪器名称
长颈漏斗、水槽
长颈漏斗、水槽

(2)在甲图装置B中仪器①的下端管口要浸在液面下,是为了
防止气体从长颈漏斗逸出
防止气体从长颈漏斗逸出

(3)实验室加热暗紫色固体制取O2的反应符号表达式为
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
,若用排水法收集气体,当观察到
气泡连续均匀时
气泡连续均匀时
时才开始收集;停止实验时,应该
先将导管移出水面,后熄灭酒精灯
先将导管移出水面,后熄灭酒精灯
,否则
水倒吸回试管使试管冷热不均而炸裂
水倒吸回试管使试管冷热不均而炸裂

(4)若用装置C、D或K收集O2,要使收集O2干燥且纯净,则应选
D
D
装置.若用排水法收集到的O2不纯,可能的原因是?(两条)
集气瓶未事先装满水
集气瓶未事先装满水
未等气泡连续均匀就开始收集
未等气泡连续均匀就开始收集
.若用向上排空气法收集氧气,如何验满?
将带火星木条横放瓶口,若木条复燃则已收集满
将带火星木条横放瓶口,若木条复燃则已收集满
.实验过程中发现水槽中的水变成了浅紫红色,可能的操作原因:
试管口未塞棉花
试管口未塞棉花

(5)用过氧化氢溶液与二氧化锰制取O2,装置G虽然操作简便,但要得到平稳的气流,从H、I、J中选取
H或J
H或J
取代G中的单孔塞,以达到目的.若选用H与锥形瓶组装的发生装置,当反应停止时,集气瓶中还差少量O2,为集满O2,在不拆卸装置的前提下,可以
从分液漏斗往锥形瓶中加入少量双氧水
从分液漏斗往锥形瓶中加入少量双氧水
用热毛巾捂住锥形瓶
用热毛巾捂住锥形瓶
.实验结束后,该同学发现收集到的气体比预计的少很多,百思不得其解.你认为可能的原因是:
过氧化氢溶液已部分变质或装置气密性不好
过氧化氢溶液已部分变质或装置气密性不好

(6)对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O2后的固体残渣(假定已完全反应),通过以下四步实验操作可回收二氧化锰.正确操作的先后顺序是
bcda
bcda
(填写选项序号)
a.烘干         b.溶解         c.过滤          d.洗涤
(7)实验室利用F装置制备氢气,事先将锌粒放于有孔隔板之上,然后从另一端加入稀盐酸,装置F相对于装置B制备氢气,具有的优点是
可控制反应的发生与否
可控制反应的发生与否
.若用L装置收集氢气,则气体从
b
b
端通入(填“a”或“b”,下同);若要将L装置中的氢气用水排出,则水从
a
a
端通入.
(8)查阅资料:实验室常用加热氯化铵(NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]两种固体混合物的方法制取氨气(NH3),同时还生成氯化钙(CaCl2)和水,则该反应的符号表达式为
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
;另外,氨气有刺激性气味且极易溶于水,则在实验室里氨气的制取装置是
AK或AE
AK或AE
.小军设计了如乙图图1所示的一个实验:充满氨气的一支试管倒置于一个装有足量水的烧杯中.一段时间后,将会看到:
试管中充满水
试管中充满水

(9)某化学小组在学习了制取O2后,他们发现在实验室里用5% H2O2溶液加热制O2,用带火星的木条检验,木条很难复燃.同学们经过认真观察,猜想其可能原因是
加热使水分蒸发加快,氧气过于潮湿
加热使水分蒸发加快,氧气过于潮湿

为了验证此猜想是否正确,兴趣小组的同学经过热烈讨论,制定了实验方案如乙图图2并进行了实验.
第一组同学采取增大H2O2溶液浓度的方法,用10%的H2O2溶液加热,一段时间后,用带火星的木条检验,木条复燃;
第二组同学在5%的H2O2溶液中加入2滴新制氢氧化钠溶液,加热一段时间后,用带火星木条检验,木条复燃;
第三组同学从实验装置上进行了改进,效果很好(见乙图图2).
在实验基础上,同学们经过交流讨论,得出了一些结论:
①由第一组实验可得出影响H2O2分解产生O2多少及快慢的因素之一是
过氧化氢溶液的浓度;
过氧化氢溶液的浓度;

②由第二组实验可分析得出氢氧化钠所起的作用可能是
催化作用
催化作用

③第三组实验验证了实验前同学们猜想的正确性.其中浓硫酸的作用是
吸收氧气中的水分
吸收氧气中的水分

④小李同学认真观察了第三组同学的实验装置,提出了一种简单的改进装置,经现场实验,效果很好,请你说出他改进的地方:
用冷毛巾裹住玻璃导管或用排水法收集
用冷毛巾裹住玻璃导管或用排水法收集
科学实验的一般步骤是①明确实验目的,②查阅有关资料,③设计合理方案,④进行科学实验,⑤交流与总结.请你按以上方法,根据下图设计完成下列实验:

(1)实验室用双氧水与二氧化锰作用制氧气:
①明确实验目的:用双氧水为反应物制氧气;
②查阅资料:双氧水是
色液体,二氧化锰是黑色固体,在这个反应中作
催化
催化
剂,反应条件为常温,生成的氧气为
不易溶
不易溶
于水,密度比空气
的气体;
③设计方案:发生装置选
A
A
,收集装置可以选
D或E
D或E

④先把二氧化锰放入容器中,再将双氧水从
长颈漏斗
长颈漏斗
中注入;
⑤交流总结:该反应的方程式为:
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2

(2)天然气是一种常用的燃料,主要成分是甲烷.甲烷是一种无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体.实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取,请你设计实验室制取甲烷的实验:
①明确实验目的:
实验室制取甲烷
实验室制取甲烷

②查阅资料:醋酸钠是
固体
固体
体,碱石灰是用生石灰和氢氧化钠的固体混合而成的,反应条件为
加热
加热
,生成的甲烷密度比空气
,且
难溶
难溶
于水;
③设计方案:发生装置选
B
B
,收集装置选
C
C
,也可以选
E
E

④进行实验:先连接发装置并检查装置的
气密性
气密性
性,然后在
试管
试管
中装入固体反应物,点燃酒精灯,先对试管进行
预热
预热
,再对准药品部位加热,实验完成后清洗整理好仪器;
⑤交流总结:若用排水法收集,实验完成后应先
将导管移出水面
将导管移出水面
再移开
酒精灯
酒精灯
,防止水倒流回试管使试管破裂.
某研究性学习小组对双氧水开展如下研究.
(1)图1装置中仪器①的名称为
分液漏斗
分液漏斗

(2)小林同学将MnO2与水泥按一定比例混合,制作成小块状固体,加入图2装置中制氧气以方便实验结束回收二氧化锰.其中块状固体应放置在
A
A
处(填“A”或“B”),二氧化锰的作用是
催化作用
催化作用
,该装置中反应的文字表达式是
过氧化氢
二氧化锰
水+氧气
过氧化氢
二氧化锰
水+氧气
.利用该装置反应一段时间后,需停止反应,其操作是
关闭活塞
关闭活塞
,原因是
关闭活塞后,产生的气体使试管中压强增大,液体被压回长颈漏斗中,固液分离,反应停止
关闭活塞后,产生的气体使试管中压强增大,液体被压回长颈漏斗中,固液分离,反应停止

(3)小亮发现:收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃.那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究.
第一组实验:取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水.用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去.将带火星的术条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象.
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验.三组实验的数据和现象见下表.
第一组 第二组 第三组
集气瓶编号
收集的O2占容积的体积分数(%) 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34
带火星木条的状况 微亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮
请根据实验回答下列问题:
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:
(填“是”或“否”).
②收集的氧气占容积的体积分数最低为
35
35
%时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气的体积分数是
49
49
%(计算结果保留整数).
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图3所示.若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在
87
87
℃.

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