Question

13．实验室制取气体所需装置如图1所示，请回答以下问题：

（1）利用A装置制取氧气的符号表达式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；利用B装置制取氧气的符号表达式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）其中A装置中试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水回流到试管底部使试管炸裂，在进行制取氧气的操作时，假如药品之前必须进行的一步操作是检查装置的气密性，收集比较纯净的氧气做好选用C装置．
（3）查阅资料：实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，相同条件下，氨气（NH₃）的密度比空气小，且极易溶于水，其水溶液成为氨水．根据查阅资料，制氨气应选择的发生装置是A，收集装置是E（填序号）．
（4）下表是某同学利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时测定的实验数据：

MnO2与KClO3的质量比	1﹕40	1﹕20	1﹕10	1﹕5	1﹕3	1﹕2	2﹕3	1﹕1	2﹕1
生成1升O2所需的时间（s）	124	79	50	54	75	93	106	153	240

①据上表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：10时，反应速率最快；
②二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，可能原因是氯酸钾没有与二氧化锰充分接触；
③通过上述数据分析可知，在化学反应中催化剂的用量不是（填“是”或“不是”）越多越好．
（5）如图2所示的装置，用排水法收集氧气，气体应该从B端通入；用排空气法收集氧气，气体应该从A端进入．

Answer 1

分析 （1）根据实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气的密度比空气大，不易溶于水，以及高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析．
（2）根据给试管中固体加热的注意事项解答；根据实验室制取气体之前需要检验装置的气密性进行分析；收集装置由气体的密度和溶水性决定；
（3）根据制取气体的反应物状态、反应条件、气体的性质可以选择发生装置和收集装置；
（4）①生成1L氧气的时间越短，速率就越快；
②看题干关键词（过少），又是催化剂，所以是氯酸钾没有与二氧化锰充分接触；
③从图表观察可以发现：二氧化锰最多时（2：1）时，生成1L二氧化碳所需时间相反最长（240）．
（5）根据氧气的密度小于水，氧气的密度大于空气解答．

解答 解：
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以选择的发生装置是：A，氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以选择的收集装置是：D或E，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，符号表达式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）其中A装置中试管口略向下倾斜的目的是：防止冷凝水回流到试管底部使试管炸裂；实验室制取气体之前需要检验装置的气密性；欲收集比较纯净的氧气，应用排水法收集，选用的收集装置为C．
（3）用氯化铵固体与碱石灰固体来制取氨气需要加热，应该用A装置作为发生装置；
氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，可以用向下排空气法收集，即用D装置收集．
故填：A；E．
（4）①观察图表不难发现，生成1L氧气的时间越短，速率就越快，从图表中看出，1：10时生成1L二氧化碳时间最短，故答案为：1：10；
②抓住题干信息（过少），同时二氧化锰是催化剂，不参加反应，就说明二氧化锰与氯酸钾接触面积太小，故答案为：氯酸钾没有与二氧化锰充分接触；③从图表观察可以发现：二氧化锰最多时（2：1）时，生成1L二氧化碳所需时间相反最长（240），故答案为不是；
（5）氧气的密度大于空气，故用排空气法收集氧气，则氧气从A端通入，故填：A；
氧气的密度小于水，用排水法收集氧气，则氧气从B端通入，故填：B．
答案：
（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）防止冷凝水回流到试管底部使试管炸裂；检查装置的气密性，C；
（3）A，E；
（4）①1﹕10，②氯酸钾没有与二氧化锰充分接触，③不是；
（5）B，A．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．