Question

20．小红打算用如图甲完成实验室制取气体，请根据题目要求答题

（1）写出标号仪器名称①锥形瓶；
（2）实验室利用B装置制取氧气，写出该反应的文字或符号表达式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是F（填编号，下同），如果用G装置来收集氧气则应从a端通入（填“a”或“b”）
（3）已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水，在实验室可以利用稀盐酸（液体）和块状大理石混合制取二氧化碳，则可以选择的装置组合是AD；
（4）利用如图乙装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中H₂O₂的溶质质量分数为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比．反应放热忽略不计．）
①写出装置乙中的文字或符号表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②图丙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以得出的结论是过氧化氢溶液体积越大，产生氧气越多；
③当用“3%H₂O₂溶液8毫升与不同质量的MnO₂混合”时，得到如图丁所示的曲线．曲线的斜率显示，当MnO₂的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求．在此实验条件下，若MnO₂的质量有4克（一药匙），就能使如图中的C（选填字母）烧杯中所装的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近实验要求．

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器的名称分析；
（2）根据加热高锰酸钾制氧气的反应原理分析；根据实验室制取氧气的发生装置和收集装置分析；根据实验室制取氧气的注意事项分析；
（3）根据制取气体选择发生装置的相关因素分析；根据二氧化碳的性质分析；
（4）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气；
②根据图示可以看出H₂O₂的用量越多，产生的氧气越多；
③根据图中给出的比例分析．

解答 解：（1）a为常见的仪器：锥形瓶；
（2）实验室加热高锰酸钾制氧气的反应原理：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；氧气的密度比空气的密度大且不易溶解于水，要收集较纯净的氧气应选择排水法收集；因为氧气的密度大于空气的密度，故用G装置收集氧气，气体应从a端进入；
（3）在实验室可以利用稀盐酸（液体）和块状大理石混合制取二氧化碳应选择发生装置A，已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水，故采用向上排空气法收集；
（4）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根据图示可以看出过氧化氢溶液体积越大，产生的氧气越多；
（3）由图示可知3%H₂O₂溶液8毫升与0.08克MnO₂混合，分解速度达到实验要求，若MnO₂的质量有4克需要3%H₂O₂溶液为$\frac{4g}{0.08g}$×8mL=400mL．
故答案为：
（1）①锥形瓶；               
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；F；a；
（3）AD；      
（4）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；                                                      
②过氧化氢溶液体积越大，产生氧气越多；     
③C

点评 掌握制取各种气体的反应原理、制取装置的选择依据、实验过程中的注意事项，是解决本题的关键．通过对比实验结果的分析，找到事物的内在联系，考查了学生分析问题的能力，同时也是对影响反应速率因素这一知识点的重点考查．