Question

某中学化学实验室有如图所示的实验装置，用于制取氧气、二氧化碳等多种气体．
（1）请写出有标号仪器的名称：①

试管

 ②

酒精灯

（2）若制取的一种气体是

氧气

，应选用的收集装置是

C或D

（填序号，下同），应选用的发生装置是

A

，反应的化学方程式是

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

；检验所制取的气体的方法是：

将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则是氧气

；
（3）在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，应选用的发生装置是：

B

；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用

E

装置进行收集，以便将尾气吸收处理，避免造成

大气污染

（4）该中学化学课外兴趣小组同学利用发生装置B进行“石块中是否含有碳酸钙”的探究活动．在活动中小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快．小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究．
【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同；
②所用的盐酸不同；
③还可能是

石块的大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）

．
【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、

不同地点

的石块，加入相同的稀盐酸进行实验．
【交流讨论】实验中可以通过观察

放出气泡的剧烈程度不同

，粗略地比较反应速率．
【拓展延伸】上述实验中，小明采用了控制单一变量的研究方法．用此方法探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有

过氧化氢溶液的浓度、温度（合理均可）

等（答出一点即可）．

Answer 1

分析：（1）依据常用仪器回答；
（2）若制取的是氧气，据氧气的密度和溶解性确定收集装置，并据制取氧气的方法书写方程式，选择发生装置；检验氧气用带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃则是氧气；
（3）根据反应物状态和反应条件选择发生装置；并据二氧化硫的性质选择收集装置；
（4）【作出猜想】③从药品的表面积和酸的质量分数考虑；
【设计实验】（1）控制不同地点是石块这一个变量；
【交流讨论】实验中可以通过观察放出气泡的剧烈程度不同，粗略地比较反应速率；
【拓展延伸】从实验所需要的条件的考虑．

解答：解：（1）标号仪器分别是试管和酒精灯；
（2）根据题意，这些装置可用于制取氧气和二氧化碳，若制取的是氧气，氧气的密度比空气大且不易溶于水，则可用向上排空气法或排水法收集；制取氧气可用加热高锰酸钾或氯酸钾的方法，分解过氧化氢溶液的方法，若用加热高锰酸钾的方法，属于固体加热型，则选A发生装置；反应方程式是2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；检验氧气用带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃则是氧气；
（3）常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置B；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用E收集，可将尾气用水吸收，防止污染大气；
（4）【作出猜想】③影响二氧化碳产生速率的因素还可能是：石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）；
【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，要设计的实验：其他量都要相同，但要取不同地点的石块，进行实验；
【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率；
【拓展延伸】探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有 温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强等；
故答案为：（1）试管；酒精灯；
（2）氧气；C或D；A；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）B；E；大气污染；
（4）石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）；
不同地点；
放出气泡的剧烈程度不同；过氧化氢溶液的浓度、温度（合理均可）．

点评：掌握装置选取方法，反应原理，并能灵活应用解答问题，通过控制变量的方法研究化学问题是一种常用的方法，同学们要学会如何控制一个反应的变量，明确哪些变量可以控制等．