Question

10．如图是实验室制取气体的常见装置，请思考作答：

（1）写出装置图中标号仪器的名称：a酒精灯；b长颈漏斗．
（2）用A装置加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，试管口塞一团棉花的作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，收集氧气可选择的装置为C或D．
（3）选择发生装置B和收集装置C可以用于实验室制取CO₂，发生反应的符号表达式可表示为：CaCO₃+HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂．
①若将发生装置由B改为F，其优点是能控制反应的速率，或者将B装置中的仪器b换成分液漏斗（一种仪器名称）也可达到相同的效果．
②若用如图G装置收集CO₂，应将B装置的导管与G装置的导管d（选填“c”或“d”）相连接．证明该装置中二氧化碳已收集满的方法是将一根燃着的木条放在c导管口，木条熄灭，证明已满．
③若H装置中盛放澄清的石灰水来检验CO₂，应将B装置的导管与H装置的导管f（选填“e”或“f”）相连接，反应的文字表达式为二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水．
若H装置盛放石蕊试液来验证二氧化碳能否与水反应，可观察到的现象是紫色的石蕊试液变红，该反应的基本类型为化合反应．
④用G装置收集一瓶CO₂气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿I装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，可观察到的现象是下层蜡烛先熄灭，上层后灭，说明了二氧化碳的物理性质是二氧化碳的密度大于空气．
（4）将A与J组合可测量一定量高锰酸钾加热分解后产生O₂的体积，若J中量筒预先盛满水时为200mL，完全反应后，读数时量筒内液面刻度在120mL，则生成O₂体积为120mL．
（5）某兴趣小组欲探究双氧水的浓度是否影响双氧水的分解速度，实验数据记录如下表：
【猜想假设】该反应的符号表达式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，小组认为双氧水的浓度越大，双氧水的分解速度越快．
【实验验证】

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2的体积
甲	50.0g	1%	0.1g	9mL
乙	50.0g	2%	0.1g	16mL
丙	50.0g	4%	xg	31ml

【数据分析】为保证探究成功，你认为上表中x的值应为0.1g，由数据分析可知该小组的猜想是否正确？是（选填“是”或“否”）．
【拓展反思】
（1）完全反应后，小组同学欲回收固体物质，需要进行过滤操作，用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒，其中玻璃棒在该操作中的作用是引流，然后经过干燥即可．
（2）回收过来的二氧化锰能（选填“能”或“不能”）继续作为双氧水分解的催化剂，理由是二氧化锰的化学性质不变．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
（2）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；为了防止高锰酸钾进入导管，通常在试管口塞一团棉花；
（3）根据实验室制取二氧化碳的反应原理书写方程式；
①观察F装置可知：该装置可通过弹簧夹的开闭随时控制反应的发生和停止；
②根据二氧化碳能够溶于水，密度比空气大解答；
③根据洗气装置应长进解答；
④根据二氧化碳的性质解答；
（4）根据排出水的体积约等于氧气的体积进行解答；
（5）根据过氧化氢分解生成水和氧气解答；根据催化剂的特性解答．

解答 解：
（1）根据实验室常用仪器可知：a酒精灯； b长颈漏斗；
（2）实验室用加热分解高锰酸钾的方法制取氧气，在试管口放一团棉花是为了防止加热时高锰酸钾进入导管；利用该方法制取氧气的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．氧气的密度比空气的大，可以用向上排空气法收集；氧气不易溶于水，可以用排水法收集；
（3）实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸，二者反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
①将气体的发生装置由B改进为F，其优点是能控制反应的速率；或者将B装置中的仪器b换成分液漏斗也可达到相同的效果．
②二氧化碳能够溶于水，密度比空气大，若用如图G装置收集CO₂，应将B装置的导管与G装置的导管d相连接．证明该装置中二氧化碳已收集满的方法是将一根燃着的木条放在c导管口，木条熄灭，证明已满；
③若H装置中盛放澄清的石灰水来检验CO₂，应将B装置的导管与H装置的导管f相连接，反应的文字表达式为：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；若H装置盛放石蕊试液来验证二氧化碳能否与水反应，可观察到的现象是紫色的石蕊试液变红；二氧化碳和水反应生成碳酸，该反应的基本类型为化合反应；
④用G装置收集一瓶CO₂气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿I装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，可观察到的现象是下层蜡烛先熄灭，上层后灭；说明了二氧化碳的物理性质是二氧化碳的密度大于空气；
（4）排出水的体积约等于氧气的体积，所以将A与D组合，可测量一定量高锰酸钾加热分解后产生O₂的体积，若D中量筒预先盛满水时为200mL，完全反应后，读数时量筒内液面刻度在120mL，则生成O₂体积为120mL；
（5）过氧化氢分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
为保证探究成功，上表中x的值应为0.1g，从表中实验数据可知双氧水浓度越大，分解得越快，由数据分析可知该小组的猜想正确；
【拓展反思】
（1）回收二氧化锰可以用过滤操作，用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒，其中玻璃棒在该操作中的作用是引流；
（2）因为二氧化锰的质量和化学性质不变，回收过来的二氧化锰能继续作为双氧水分解的催化剂．


（4）二氧化碳能够溶于水，密度比空气大，用瓶口向上排空气法收集；将气体的发生装置由B改进为F，打开弹簧夹，固体和液体接触生成气体，关闭弹簧夹，U型管内压强增大，将液体压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，故F装置的优点是可随用随停；
答案：
（1）a酒精灯； b长颈漏斗；
（2）高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；  C或D；
（3）CaCO₃；H₂O；
①能控制反应的速率；  分液漏斗；
②d；  将一根燃着的木条放在c导管口，木条熄灭，证明已满．
③f； 二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；  紫色的石蕊试液变红；   化合反应
④下层蜡烛先熄灭，上层后灭；       二氧化碳的密度大于空气；
（4）120；
（5）【猜想假设】2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【数据分析】0.1； 是；
【拓展反思】（1）过滤； 漏斗； 引流； （2）能；二氧化锰的化学性质不变．

点评 本题主要考查仪器的用途、反应表达式的书写，实验装置的选择，选择发生装置时，要考虑反应物的状态、反应条件等因素；选择收集装置时，要考虑气体的水溶性、能否和水发生化学反应、密度、能否和空气中的物质发生化学反应等因素．