Question

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

．
（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

．
（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↑

，若用排水法收集气体，当观察到

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

，否则

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

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

、

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

．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

．
（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

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

、

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

．
（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

（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

．若用L装置收集氢气，则气体从

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

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

；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

．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

．
（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

．
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；

；
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

；
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

；
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

．

Answer 1

分析：（1）了解常用的实验仪器；
（2）了解装置的气密性；
（3）掌握高锰酸钾制取氧气的化学方程式、注意事项和实验步骤；
（4）了解氧气的收集方法和验满方法；
（5）掌握双氧水制取氧气的方法和注意事项；
（6）根据氯化钾易溶于水，而二氧化锰不溶于水，了解回收二氧化锰的步骤；
（7）实验室如果用块状固体和液体在常温下制取气体，事先将锌粒放于有孔隔板之上，然后从另一端加入稀盐酸，其优点是可以随时控制反应的发生或停止；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；氢气的密度比空气小，应从短导管进入；考虑水易从长管出；
（8）根据反应物、生成物和反应条件，正确书写化学方程式；依据发生装置的选取方法分析解答，并据收集装置分析氨气的性质；
（9）分析实验过程特别是第三组实验，可判断导致木条不能复燃的主要因素与气体中混有的水有关，判断进行该实验所欲验证的猜想，即此处所要写出的猜想；对比实验改进后实验中发生了改变的因素，分析该因素的改变对产生氧气量或速度的影响，归纳出所做的改变造成氧气量增加的原因；根据实验基础操作，对试管内液体进行加热时，为使液体受热均匀，试管与桌面应成45°角，这样可使试管内反应平稳，或：用冷毛巾裹住玻璃导管或用排水法收集．

解答：解：（1）写出甲图中标号①和②的仪器名称长颈漏斗、水槽．
（2）根据装置的气密性，则：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．
（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↑，若用排水法收集气体，当观察到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，否则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装置．若用排水法收集到的O₂不纯，可能的原因是：集气瓶未事先装满水、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，验满方法为：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．
（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、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，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．
（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：溶解、过滤、洗涤、烘干；故为bcda．
（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．若用L装置收集氢气，则气体从b端通入；若要将L装置中的氢气用水排出，则水从a端通入；
（8）用加热氯化铵（NH₄Cl）和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气（NH₃），属于固体加热型，故选发生装置A；收集NH₃时用E或K装置，说明氨气密度比空气小且易溶于水；
（9）后面的实验都是在解决氧气量的问题，实验三更明确可判断反应得到的氧气中混有的水蒸气可能是导致木条不能复燃的原因，因此，该猜想即为：大量水蒸气对实验造成了干扰；
①实验改用10%的H₂O₂溶液加热，观察到木条复燃，说明影响H₂O₂分解产生氧气的量的多少及分解快慢的因素为H₂O₂溶液浓度的大小；
②实验改用向5%的H₂O₂溶液中加入2滴新制氢氧化钠溶液，观察到木条复燃，可推断氢氧化钠起到类似二氧化锰的催化作用或是起到减少水分蒸发的目的；
③实验把产生的气体通过具有吸水性的浓硫酸，得到干燥的气体，观察到木条复燃，可说明浓硫酸吸收了气体中的水蒸气，使氧气的浓度增大；
④第三组实验中，对溶液进行加热时，没有使试管与桌面成45°角，会出现液体受热不均匀而冲出；或：用冷毛巾裹住玻璃导管或用排水法收集．
故答案为：（1）长颈漏斗； 水槽；
（2）防止气体从长颈漏斗逸出；
（3）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；气泡连续均匀时；先将导管移出水面，后熄灭酒精灯； 水倒吸回试管使试管冷热不均而炸裂；
（4）D；集气瓶未事先装满水、未等气泡连续均匀就开始收集；将带火星木条横放瓶口，若木条复燃则已收集满；试管口未塞棉花
（5）H或J；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； 过氧化氢溶液已部分变质或装置气密性不好；
（6）bcda；
（7）可控制反应的发生与否； b；a；
（8）2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O； AK或AE；试管中充满水；
（9）加热使水分蒸发加快，氧气过于潮湿； 过氧化氢溶液的浓度；  催化作用； 吸收氧气中的水分； 用冷毛巾裹住玻璃导管或用排水法收集

点评：气体的实验室制法主要从药品、反应原理、发生装置、收集装置、检验、验满及实验操作注意事项等方面进行比较、归纳，总结实验室制取气体的一般思路和方法．