Question

9．某校化学研究性学习小组共同探究制取气体的原理、方法及性质的有关实验．
（1）甲同学将所学气体制取的知识整理如下，请你帮助他完成相关内容．

①写出如图1所示中有标号仪器的名称：a长颈漏斗；b水槽．
②甲同学若选用高锰酸钾制取氧气，他应选择的发生装置是A（填序号，下同），如果他想得到较纯净的氧气，应选择的收集装置是C．反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
③甲同学若选用B装置来制取氧气，其反应的方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
④实验室可用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气．则实验室制取氨气应选择的发生装置是A．
（2）乙同学设计的实验装置（如图2），既可用于制取气体，又可用于探究物质性质．
①当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置可进行的实验是B（填序号）．
A．用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
B．用锌与稀硫酸在常温下反应制取氢气
②当打开K₂、关闭K₁，利用I、Ⅲ装置可以证明二氧化碳与水发生了反应，则烧杯中应放入的试剂是紫色石蕊试液，反应的化学方程式为CO₂+H₂O=H₂CO₃ ．
③小明认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于双氧水制取氧气，他的做法是把Ⅱ装满水．
（3）为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，课外活动小组的同学们进行了实验探究．他们设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里．收集气体的装置如图3所示．收集气体的方法是：在150mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒．若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则停止通入氧气时量筒内水的体积约为75mL．

Answer 1

分析 长颈漏斗方便加液体药品，水槽是盛水的仪器；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，排水法收集的氧气比较纯净．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．实验室可用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气，因此需要加热．乙同学设计的实验装置（如图2），当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置可进行的实验是：用锌与稀硫酸在常温下反应制取氢气，因为氢气的密度比空气小；当打开K₂、关闭K₁，利用I、Ⅲ装置可以证明二氧化碳与水发生了反应，则烧杯中应放入的试剂是紫色石蕊试液，二氧化碳和水生成碳酸；小明认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于双氧水制取氧气，他的做法是把Ⅱ装满水，因为氧气的密度比水小．氧气的总量为150mL×60%=90mL，氮气的体积是：150mL-90mL=60mL；空气的体积是：60mL÷$\frac{4}{5}$=75mL，那么停止通入氧气时量筒内水的体积约为：150mL-75mL=75mL．

解答 解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，水槽是盛水的仪器，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，排水法收集的氧气比较纯净；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；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；实验室可用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气，因此需要加热；故答案为：①长颈漏斗；水槽；②A；C；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；③2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；④A；
（2）乙同学设计的实验装置（如图2），当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置可进行的实验是：用锌与稀硫酸在常温下反应制取氢气，因为氢气的密度比空气小；当打开K₂、关闭K₁，利用I、Ⅲ装置可以证明二氧化碳与水发生了反应，则烧杯中应放入的试剂是紫色石蕊试液，二氧化碳和水生成碳酸；小明认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于双氧水制取氧气，他的做法是把Ⅱ装满水，因为氧气的密度比水小，故答案为：①B；②紫色石蕊试液；CO₂+H₂O=H₂CO₃；③把Ⅱ装满水；
（3）氧气的总量为150mL×60%=90mL，氮气的体积是：150mL-90mL=60mL；空气的体积是：60mL÷$\frac{4}{5}$=75mL，那么停止通入氧气时量筒内水的体积约为：150mL-75mL=75mL；故答案为：75；

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、注意事项和有关的计算等，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．