Question

7．某研究性学习小组欲利用如图1的装置进行氧气制取的探究，请你分析并填空．

（1）写出带标号仪器的名称：①长颈漏斗．
（2）若实验室用高锰酸钾制取较干燥的氧气，则选用的制取装置组合是AD，在固定试管时，试管口必须略向下倾斜，这是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管．用此方法收集氧气证明氧气已集满的方法是将带火星的木条放在瓶口，木条复燃，证明集满．若用F装置收集氧气，则氧气从a端（填“a”或“b”）进入，该反应的符号表达式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气（NH₃），同时得到氯化钙和水．已知氨气是一种无色的有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小．制取氨气时应选用的实验装置组合为AC．
（4）某兴趣小组要收集一瓶（100mL）含氧气的体积分数约为80%的气体，收集气体的装置如图．收集方法是：在100mL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．则通入氧气的体积和通入空气的体积比约为3：1．（填最简整数比）

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）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，向上排空气法收集的氧气纯净，在固定试管时，试管口必须略向下倾斜，这是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，氧气有助燃性，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
（3）根据实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，密度比空气小进行分析；
（4）根据需要考虑到空气中也含有氧气，氧气约占空气总体积的五分之一，氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积；然后根据氧气的体积分数约为40%，列等式进行计算．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是长颈漏斗；
（2）高锰酸钾是固体，反应条件是加热，因此发生装置选择A，氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，且排空气法收集的干燥，所以选用的制取装置组合是 AD，在固定试管时，试管口必须略向下倾斜，这是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，证明氧气已集满的方法是 带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满；用G装置排水法收集氧气，氧气从 a端进入，将水从b端排出，化学方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，密度比空气小，所以制取氨气时应选用的实验装置组合为AC；
（4）要考虑空气中也有氧气，氧气约占空气总体积的五分之一；
设通入氧气后量筒内水的体积为x，
$\frac{[x+（100mL-x）×\frac{1}{5}]}{100mL}$×100%═80%
解得x═75mL，所以通入空气的体积为75mL，则通入氧气的体积和通入空气的体积比约为75mL：25mL=3：1．
故答案为：（1）长颈漏斗；
（2）AD，略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，证明氧气已集满的方法是 带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满； a2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）AC；
（4）3：1．

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．