Question

2．现有实验室制取气体的部分装置，请结合所学化学知识，回答有关问题：

（1）图中标有①、②的仪器名称：①长颈漏斗，②量筒．
（2）实验室用一定质量的高锰酸钾制取氧气，通过排水量测定所收集到的氧气体积（装置选用A、F、G）．①写出该反应的表达式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑． ②若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，F装置内导管c（ 填“b”或“c”）应向下伸入到集气瓶底部．③根据高锰酸钾的质量算出的氧气体积为理论值．如果实际测得氧气的体积大于理论值（水的体积测量准确），你认为原因是高锰酸钾分解出锰酸钾也产生氧气．
（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，为了能获得平稳的氧气流，可以将仪器1换成分液漏斗，请写出反应的表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．若用C装置收集氧气，试写出验满的方法（包括操作、现象、结论）将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了．
该反应中，二氧化锰的作用是催化作用，实验后回收二氧化锰的最佳方法是过滤．
（4）实验室制取二氧化碳常用的发生装置和收集装置是BC．气体检验．将燃着的木条伸入气体中，木条立即熄灭，因此他确定该气体是二氧化碳．他的检验方法是否正确？请说明理由不正确，因为氮气也都能灭火． 正确检验二氧化碳的方法所发生反应的文字表达式是二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水．
研究性学习小组选择“H₂O₂ 生成O₂ 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假     设】H₂O₂ 生成O₂ 的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂ 溶液中，分别加入相同质量的MnO₂ 和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间．
【进行实验】图乙是他们进行实验的装置图，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法．
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	5%H2O2	5%H2O2
催化剂	1g水泥块	1gMnO2
时间	165秒	46秒

[来源：学#科【结   论】该探究过程得出的结论是相同浓度的过氧化氢溶液，在相同质量的二氧化锰和水泥块的作用下，产生相同体积的氧气，二氧化锰所用的时间比水泥块少．
【反   思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加两个实验来验证它们在化学反应前后的质量、化学性质是否改变．
【进一步反思】小明提出：H₂O₂生成O₂的快慢还可能与H₂O₂溶液的浓度有关，请你帮助小明继续探究，设计你的实验方案：常温下，在两瓶同质量、不同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间．

Answer 1

分析 长颈漏斗方便加液体药品，量筒量取一定体积的液体；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．氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了．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，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．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．将燃着的木条伸入气体中，木条立即熄灭，因此他确定该气体是二氧化碳，不正确，因为氮气也能灭火；二氧化碳一般用澄清的石灰水检验：把气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，就证明是二氧化碳．图乙是他们进行实验的装置图，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法，因为排开水的体积就是氧气的体积；该探究过程得出的结论是：相同浓度的过氧化氢溶液，在相同质量的二氧化锰和水泥块的作用下，产生相同体积的氧气，二氧化锰所用的时间比水泥块少；若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加两个实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变；我的实验方案如下：常温下，在两瓶同质量、不同浓度的H₂O₂ 溶液中，分别加入相同质量的MnO₂，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间．

解答 解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，量筒量取一定体积的液体，故答案为：长颈漏斗；量筒；
（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；若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，F装置内导管c应向下伸入到集气瓶底部，因为氧气的密度比水小；如果实际测得氧气的体积大于理论值（水的体积测量准确），原因是：高锰酸钾分解出锰酸钾也产生氧气；故答案为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；c；高锰酸钾分解出锰酸钾也产生氧气；
（3）分液漏斗可以控制反应的速率，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，其中二氧化锰起催化作用；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；氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；实验后回收二氧化锰的最佳方法是过滤，因为二氧化锰不溶于水；故答案为：分液漏斗；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；催化作用；过滤；
（4）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，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．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．将燃着的木条伸入气体中，木条立即熄灭，因此他确定该气体是二氧化碳，不正确，因为氮气也能灭火；二氧化碳一般用澄清的石灰水检验：把气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，就证明是二氧化碳；故答案为：BC；不正确，因为氮气也都能灭火；二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；
实验探究，图乙是他们进行实验的装置图，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法，因为排开水的体积就是氧气的体积；该探究过程得出的结论是：相同浓度的过氧化氢溶液，在相同质量的二氧化锰和水泥块的作用下，产生相同体积的氧气，二氧化锰所用的时间比水泥块少；若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加两个实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变；我的实验方案如下：常温下，在两瓶同质量、不同浓度的H₂O₂ 溶液中，分别加入相同质量的MnO₂，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间；故答案为：排水法；相同浓度的过氧化氢溶液，在相同质量的二氧化锰和水泥块的作用下，产生相同体积的氧气，二氧化锰所用的时间比水泥块少；质量；化学性质；常温下，在两瓶同质量、不同浓度的H₂O₂ 溶液中，分别加入相同质量的MnO₂，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间；

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、实验探究等，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．