Question

9．某研究性学习小组欲利用图1装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空．

（1）指出仪器名称①酒精灯，②集气瓶；
（2）若实验室选用B装置制氧气
①发生反应的文字表达式是高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，加入药品前，应首先检查装置气密性；如果在装配时试管内少放了一团棉花会导致高锰酸钾粉末顺着导管进入水槽．
②若用D收集氧气，应如何验满？
③若选用C装置收集氧气，制取氧气装置内空气被排尽的标志是当瓶口有大量气泡冒出时；氧气收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先把导管移出水面，后熄灭酒精灯．其原因是防止水槽内的水倒流，引起试管底部炸裂．
（3）如果用A装置来制取氧气，其反应的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；该装置中所加固体试剂的名称是二氧化锰，它在反应中起催化作用．
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，最好选用用过氧化氢制取氧气方法，原因是操作简单、安全（答一点）．
（5）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，可采取的措施有②④（填序号）．
①用容积较小的锥形瓶；      ②控制液体的滴加速度；
③加热反应物；              ④降低反应物浓度．
（6）若选用F装置收集氧气，气体从a通入．
（7）制取甲烷气体一般采用装置C进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是：难溶于水且密度比空气小．用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里．
（8）该小组成员查阅资料知道：氯气（Cl₂）是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体；常温下1体积水约能溶解2体积氯气，其水溶液叫氯水（具有挥发性）；常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应．实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂，根据上述信息判断实验室制取Cl₂的最佳装置组合是下列Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ．
Ⅰ、ADⅡ、AEⅢ、AFGⅣ、AFH
（9）采用A装置制取氧气时，检查装置A的气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好．

Answer 1

分析 （1）根据常用仪器的名称进行回答；
（2）①选用B装置制取氧气，装置特点是加热固体制取气体，由于试管口有棉花团，所以应用加热高锰酸钾的方法制取氧气；加入药品前要先检查装置的气密性，实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽．
②根据氧气的助燃性进行分析；
③根据用排水法收集时的注意事项进行分析；
（3）根据用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，其中二氧化锰起催化作用进行分析；
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，由于（3）不需要加热，所以操作简单，安全；
（5）实验室用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快；与二氧化锰的接触面积越大反应速率越快．
（6）根据氧气的密度比空气大进行分析；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，说明甲烷难溶于水且不与水反应；收集满甲烷的集气瓶倒放在桌面上，说明甲烷的密度比空气的密度小；用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是：将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂．由于不需加热，所以装置应选A，由于氯气能溶于水，且有毒，所以氯气不能用排水法收集，用F装置收集氯气时，还要防止氯气散发到空气中，由于常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应，可用H装置吸收多余的氯气．
（9）根据检查装置A的气密性的方法进行分析．

解答 解：（1）图中标号仪器名称：①是酒精灯，②是集气瓶；
（2）①选用B装置制取氧气，装置特点是加热固体制取气体，由于试管口有棉花团，所以应用加热高锰酸钾的方法制取氧气，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；加入药品前要先检查装置的气密性，实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团．
故答案为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；检查装置的气密性；高锰酸钾粉末顺着导管进入水槽；
②用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
故答案为：将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
③若用C装置收集氧气，当瓶口有大量气泡冒出时，说明集气瓶内的水已被排净；实验结束，要先把导管移出水面，如果先停止加热，随着试管温度的降低，试管内气体的体积越来越小，压强也越来越小，外部气压大于试管内气压，在大外部大气压的作用下，水槽内的水倒吸到试管内，引起试管温度骤然降低，导致试管炸裂；
故答案为：当瓶口有大量气泡冒出时；把导管移出水面；熄灭酒精灯； 防止水槽内的水倒流，引起试管底部炸裂；
（3）如果用A装置来制取氧气，是固体和液体反应且不需加热的装置，故可用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，二氧化锰在反应前后质量和化学性质都没有改变，只是加快了过氧化氢反应生成氧气的速率，故二氧化锰是催化剂，其反应的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
故答案为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；二氧化锰；催化；
（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，由于（3）不需要加热，所以操作简单，安全；
故答案为：用过氧化氢制取氧气；操作简单、安全；
（5）实验室用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快；与二氧化锰的接触面积越大反应速率越快．因此要想降低反应速率就要降低过氧化氢溶液的浓度、控制过氧化氢溶液的滴加速度；故答案为：②④；
（6）如果用F装置收集氧气，收集时应从a导管进入，由于氧气的密度比空气大，氧气沉积在集气瓶的底部，由下而上，充满集气瓶；
故答案为：a；
（7）由于甲烷可以用排水法收集，说明甲烷难溶于水且不与水反应；收集满甲烷的集气瓶倒放在桌面上，说明甲烷的密度比空气的密度小；用装置C收集气体前，将集气瓶内的空气排尽的操作方法是：将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；
故答案为：难溶于水且密度比空气小；将集气瓶中充满水，盖上玻璃片，倒扣在水槽里；
（8）由于实验室可用固体高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取Cl₂．由于不需加热，所以装置应选A，由于氯气能溶于水，且有毒，所以氯气不能用排水法收集，用F装置收集氯气时，还要防止氯气散发到空气中，由于常温下，Cl₂能和NaOH溶液反应，可用H装置吸收多余的氯气．
故答案为：Ⅳ；
（9）检查装置A的气密性的方法：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好；
故答案为：关闭分液漏斗活塞，将导管进入水中，双手紧握锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性好．

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，同时也考查了文字表达式的书写，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．