Question

19．如图1所示是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答：

（1）实验室常用双氧水和二氧化锰制氧气，二氧化锰所起的作用是催化作用；欲通过平稳的气流得到较纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置依次是CF．（填字母）
（2）选用装置A和F通过加热KMnO₄制取O₂并收集O₂，反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，待高锰酸钾完全反应后，用如图2方法回收生成物中的二氧化锰，则二氧化锰在如图2中的f处（选“f”或“g”）．
（3）实验室制取并收集CO₂应选用的装置是如图1中的BD（或CD）（填字母），反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（4）用如图3装置排空气收集H₂，气体应从导管的b（填“a”或“b”）端进入．
（5）取10g粗锌与足量的一定质量分数的稀硫酸充分反应后，称得剩余固体的质量为3.5g，则生成氢气的质量为多少？

Answer 1

分析 （1）二氧化锰在双氧水分解反应中起催化作用，该反应不需加热，属于固液常温型，要得到平稳的氧气流，则须控制反应物的量，要收集较纯净的氧气用排水法；
（2）据反应原理书写方程式，二氧化锰不溶于水，故过滤后留在滤纸上；
（3）实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石和稀盐酸常温混合，属于固液常温型，故可用B或C发生装置，据二氧化碳密度和溶解性选择收集装置，据反应原理书写方程式；
（4）氢气密度比空气小；
（5）稀硫酸足量，则锌完全反应，剩余固体是杂质的质量，粗锌中锌的质量是10g-3.5g=6.5g，并结合方程式计算生成氢气的质量．

解答 解：（1）用双氧水和二氧化锰制氧气不需要加热，其中二氧化锰起催化作用，C装置中注射器可逐滴滴加液体，进而可控制反应速率，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，反应方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；二氧化锰不溶于水，过滤后留在滤纸上；
（3）实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，故可用B或C发生装置，二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，反应方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（4）用如图3装置排空气法收集H₂，气体应从导管的b端进入，因为氢气的密度比空气小；
（5）解：锌的质量=10g-3.5=6.5g，
设生成H₂的质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄ +H₂↑    
65                           2
6.5g                        x
 $\frac{65}{2}$=$\frac{6.5g}{x}$
    x=0.2g              
故答案为：
（1）催化作用；C F；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；f；
（3）BD（或CD）；BD或CD；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； 
（4）b；
（5）答：生成H₂的质量为0.2g．

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和有关化学方程式的计算等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．