Question

17．图1是研究实验室制取氧气的装置图，请按要求回答下列问题．

（1）写出图中标号仪器的名称：①酒精灯；②锥形瓶．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是A（填字母序号，下同），反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，若要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置是E．
（3）实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，其中MnO₂起催化作用，同学们利用B和F装置，通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量标准），其主要原因是从分液漏斗流入的过氧化氢溶液占有一定的体积（或反应放热，气体膨胀）．
（4）若用图2所示医用塑料袋排空气法收集H₂，则H₂导入端为b（填“a”或“b”）．
（5）用图2所示的矿泉水瓶进行对比实验，可以证明CO₂与NaOH溶液确实发生了反应，应作的对比实验是将氢氧化钠溶液换成等体积的水，CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）用高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，据反应原理书写方程式，收集干燥的气体用排空气法，结合氧气的密度比空气大进行分析；
（3）用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，其中MnO₂作为催化剂，起催化作用；发现量筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大（水的体积测量标准），其主要原因可能是所收集水的体积包含了过氧化氢溶液的体积，或反应放热，气体体积膨胀；
（4）氢气的密度比空气小，所以应从长管进气，将空气挤压到短管排出；
（5）根据水和氢氧化钠溶液对二氧化碳吸收能力的不同设计对比实验，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，据此书写方程式．

解答 解：（1）编号仪器分别是：①是酒精灯；②是锥形瓶；
（2）用高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；氧气的密度比空气大，所以收集干燥的氧气可用向上排空气法；
（3）用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气，其中MnO₂起催化作用；根据题意，水的体积测量准确，而收集到的水的体积总是比理论值偏大，说明进入F装置的气体的量要大于实际反应产生的气体，结合图示分析可知，当双氧水从分液漏斗中流入锥形瓶时，会将锥形瓶中的一部分空气排出并进入F装置，故所收集水的体积包含了过氧化氢溶液的体积；也可能是过氧化氢分解放热，使气体的体积膨胀；
（4）氢气的密度比空气小，所以应从长管b进气，将空气挤压到短管排出；
（5）矿泉水瓶变扁，可以是二氧化碳溶于水使瓶内的气压变小，也可以是二氧化碳与氢氧化钠反应使瓶内的气压变小的结果，所以要证明CO₂与NaOH溶液确实发生了反应，可以通过对塑料瓶变扁的程度对比来完成，所以应做的对比实验是将氢氧化钠溶液再换成等体积的水对比；CO₂与NaOH溶液反应产生碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案为：
（1）①酒精灯；②锥形瓶；
（2）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；E；
（3）催化；  从分液漏斗流入的过氧化氢溶液占有一定的体积（或反应放热，气体膨胀）；
（4）b；
（5）将氢氧化钠溶液换成等体积的水；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

点评 熟记氧气的实验室制法、原理和操作注意事项，是解题的关键；此外，本题的重点是常用气体的发生装置和收集装置的选取方法，要学会根据反应物的状态和反应的条件选择发生装置，根据制取气体的溶解性和密度的大小选择收集气体的方法．