Question

以下是实验室制取气体时常用的装置．

请按要求填空：
（1）制取并收集氧气，应选用上图中的

 

装置．（填代号，下同）
（2）制取并收集氢气，应选用上图中的

 

装置．
若在相同条件下，将镁、铝、铁分别放入盛有相同质量、相同质量分数的足量稀硫酸的3个烧杯中．反应结束后，发现所得3种溶液的质量相等，则投入3种金属的质量由小到大的顺序是

 

．

（3）制取并收集二氧化碳，应选用上图中的

 

装置．
为了得到较多的二氧化碳气体，甲、乙两个化学兴趣小组分别设计了如图所示的E、F装置．你认为可行的是

 

装置．

Answer 1

分析：（1）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和溶水性确定收集装置．
（2）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和溶水性确定收集装置；金属的质量+稀硫酸的质量-氢气的质量=所得溶液的质量，根据题意，三份稀硫酸的质量相等，三份所得溶液的质量相等，则三份（金属的质量-氢气的质量）的差肯定相等，根据镁、铝、铁三种金属置换氢气的能力进行分析．
（3）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和溶水性确定收集装置；从装置的注意事项进行考虑．

解答：解：（1）实验室制氧气的方法有三种，用分解过氧化氢溶液的方法制氧气，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，用加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制氧气，反应物的状态是固态，反应条件是加热，应选固-固加热型的发生装置，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集．故答案为：AC或AD或BC或BD
（2）实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，氢气的密度比空气小，难溶于水，可用排水法或向下排空气法收集；要得到两份质量的氢气需要镁24份，铝18份，铁56份，则三个烧杯中增加的质量分别是镁质量的

22

24

，即

11

12

，铝质量的

16

18

，即

8

9

，铁质量的

54

56

，即

27

28

，根据题意可知，只有当三个烧杯中增加的质量相等时，所得三种溶液的质量才会相等．设三个烧杯中增加的质量都为a，则所加镁的质量为1

1

11

 a，铝的质量为1

1

8

a，铁的质量为1

1

27

a，因为1

1

27

a＜1

1

11

a＜1

1

8

a，所以所加三种金属质量由小到大的顺序是铁、镁、铝．故答案为：BD         铁、镁、铝
（3）实验室制取二氧化碳，反应物的状态是固态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，只能用排水法收集．使用该固-液不加热型的装置时，长颈漏斗下端的管口要伸到液面下，否则生成的气体从长颈漏斗下端的管口跑掉，因此E装置可行．故答案为：BC      E

点评：（1）本道题主要考查了气体发生装置和收集装置的选取，学生一定要将这些常用装置选择的条件分清楚；
（2）本道题的难点是第（2）小题的第二个空，分析起来比较麻烦，要求学生在学习过程中要将一些常用的数字记住，例如要得到两份质量的氢气，需要镁、铁、铝、锌各多少份等．