题目内容

5.如图甲~丁是实验室制取氧气的装置图.

(1)写出仪器的名称:a锥形瓶  b集气瓶
(2)实验室常用加热高锰酸钾制取氧气,符号表达式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,常选用的发生是装置甲(填序号),加入药品之前必须先检查装置的气密性.用丙装置收集的气体不纯,可能错误操作是一看见气泡就收集.(写出其中一种)
(3)乙装置制取氧气时其反应的符号表达式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,乙装置与甲装置相比较,它的优点是①②③④.(填序号)
①节约能源                ②可较快获得氧气        ③可随时添加药品           ④操作简单、安全
(4)丙、丁装置都可用于实验室收集氧气.下面是对两种收集方法的相关比较(使用容积相同的集气瓶收集氧气).
比较的方面排水法向上排气法结论
方法可行性O2不易溶于水,且不与水反应.O2密度比空气大,且不与空气中的物质发生反应.两种方法均可行.
收集O2的纯度分别用排水法和向上排空气法收集两瓶氧气(A和B),放入两支相同的蜡烛,可观察到B瓶内的蜡烛熄灭较早.结论排水法收集的气体比排空气法收集的气体更纯.
(5)汽车尾气中的一氧化氮是一种大气污染物.它是一种无色气体,难溶于水,密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体.实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是(填序号)丙.

分析 锥形瓶是常用的反应容器,集气瓶是收集气体的仪器;加入药品之前必须先检查装置的气密性;制取装置包括加热和不需加热两种,如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热.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,排水法收集的氧气更纯净.用丙装置收集的气体不纯,可能错误操作是:一看见气泡就收集或集气瓶没有装满水.乙装置与甲装置相比较,它的优点是:①节约能源,②可较快获得氧气,③可随时添加药品,④操作简单、安全.一氧化氮是一种无色气体,难溶于水,密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体,因此只能用排水法收集.

解答 解:(1)锥形瓶是常用的反应容器,集气瓶是收集气体的仪器;故答案为:锥形瓶,集气瓶
(2)如果用高锰酸钾制氧气就需要加热,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气,要注意配平;加入药品之前必须先检查装置的气密性;用丙装置收集的气体不纯,可能错误操作是:一看见气泡就收集或集气瓶没有装满水;故答案为:2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,甲,检查装置的气密性,一看见气泡就收集(或集气瓶没有装满水)
(3)如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,要注意配平;乙装置与甲装置相比较,它的优点是:①节约能源,②可较快获得氧气,③可随时添加药品,④操作简单、安全;故答案为:2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,①②③④
(4)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,排水法收集的氧气更纯净;故答案为:不易溶于水,密度比空气大,排水法收集的气体比排空气法收集的气体更纯;
(5)一氧化氮是一种无色气体,难溶于水,密度比空气略大,在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体,因此只能用排水法收集;故答案为:丙

点评 本考点主要考查了仪器的名称、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注意事项等,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.本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.

练习册系列答案
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16.在CO2复习课上,小组合作激发了师生学习的热情:
(一)老师设计了如图所示的实验装置,既可用于制取CO2,又可用于探究CO2性质.
说明:
1、装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸.
2、装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸:其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿,中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干.
(1)实验时,打开K1,关闭K2,可用来制备CO2.Ⅰ中反应的化学式表达式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,检验Ⅱ中气体收集满的方法是将燃着的木条放至导管口a处,木条熄灭说明收集满.
(2)实验时,关闭K1,打开K2,可用于探究CO2的性质.实验时Ⅲ中出现的现象是干燥试纸无变化,湿润试纸由下至上依次变红,有关反应的化学式表达式为CO2+H2O═H2CO3,该实验说明CO2具有的性质是密度比空气大、能与水反应.
(二)同学们把一瓶CO2气体(排空气法收集,并已验满)倒扣在盛水的水槽中,有的小组没有观察到水压入瓶中,有的小组观察到少量水压入瓶中.针对课堂中出现的现象,化学小组的同学在课外进行了探究.
【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”,水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解,为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢?
【作出猜想】
1、排空气法收集到的CO2气体可能不纯.
2、CO2溶于水需要时间较长.
3、…
【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2,重复图B实验,在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数,数据见表1.
(已知:CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小)
表1     24小时内CO2溶解情况
气体样本1234
收集方法向上排空气法向上排空气法排水法排水法
2小时13.7%15.0%15.3%15.1%
24小时35.7%56.3%94.2%93.6%
【得出结论】
课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是时间短,排空气法收集的气体不纯.
【实验反思】
该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考.
(1)向上排空气法收集CO2的纯度.
小组同学用容积为150mL 的集气瓶,装入部分水,留一定量的空气,用CO2排出这些水.用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体,再将燃着的木条伸入集气瓶中,观察是否熄灭.试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况,实验结果见表 2.
表2  占空气体积分数不同的CO2使燃着的木条熄灭情况
实验1实验2实验3实验4
集气瓶中预留水的体积60mL45mL42mL39mL
CO2的体积分数40%30%X26%
燃着的木条状况不灭
上表中X的值为28%.
(2)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照
小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)CO2气体,记录所需时间,如表3所示.
表3 排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照
1234
排水法35“43“43“43“
排空气法1'57“1'15“1'4“1'12“
①每次收集气体时,需要反应开始一段时间后再收集,其原因是排出装置内的空气.
②综合上述实验,请你对CO2的两种收集方法做出评价:排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短.

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