Question

2．实验室制取气体时所需的一些装置如图1所示．据图回答下列问题：

（1）写出指定仪器的名称：①长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾为原料制取一瓶较纯净的氧气，应选用A装置和C（填字母）装置，该反应的符号表达式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流引起试管炸裂；实验中若要调整试管的高度，则应调节a（填“a”、“b”或“c”）旋钮．若用F装置收集氧气，则气体从d（填“d”或“e”）进入；若用D装置收集氧气，检验氧气已经集满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明已满．
（3）为了防止人体缺碘患上“大脖子病”，市售食盐中添加了少量的碘酸钾（KIO₃），并在使用说明中强调“不宜高温烹煮”．已知碘酸钾与氯酸钾性质相似，试写出碘酸钾在加热条件下分解的符号表达式2KIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KI+3O₂↑；碘酸钾中碘元素的化合价为+5．
（4）实验室用过氧化氢制取氧气比较快捷，但是反应不容易控制．为了实现反应的可控性，某化学兴趣小组设计了如下创新操作：取一根长的粗铜丝，将一端对折成平行状，用水将按比例混合均匀的水泥和MnO₂调好并黏在铜丝对折处，滚成圆柱状，晾干使用．按照图2装配好仪器，通过抽拉操作实现了催化剂与过氧化氢溶液的接触、分离．请写出该反应的符号表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在该实验设计中，不但可以控制反应的开始和结束，还有的优点是控制反应的速率或者便于对催化剂的回收再利用．
除二氧化锰外，某些金属离子对过氧化氢溶液也有催化作用，如CuSO₄溶液中的Cu²⁺．小明在实验中发现氯化铁（Fe³⁺和Cl^-构成）溶液也能加快过氧化氢的分解速率，为验证是Fe³⁺对过氧化氢溶液起到了催化作用，以下三个实验中，他必须要完成的是B（填字母）．
A．在5mL5%的过氧化氢溶液中加入2～3滴硫酸铁（Fe³⁺和SO₄^2-构成）溶液，产生大量气泡
B．在5mL5%的过氧化氢溶液中加入2～3滴氯化钠溶液，几乎无气泡产生
C．在5mL5%的过氧化氢溶液中加入2～3滴氯化铜（Cu²⁺和Cl^-构成）溶液，产生大量气泡．

Answer 1

分析 要熟记常见仪器的名称和用途；根据方程式的写法和氧气的密度和溶解性考虑本题；根据氧气的验满方法解答；根据装置的特点以及化合价的求算分析解答即可．

解答 解：（1）据图可以看出，①是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾为原料制取一瓶较纯净的氧气，是固体加热型反应，选择A装置制取，排水法收集的氧气纯净，故应选用A装置和C装置，该反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流引起试管炸裂；实验中若要调整试管的高度，则应调节a旋钮．若用F装置收集氧气，由于氧气的密度大于空气，则气体从d端进入；用D装置收集氧气，检验氧气已经集满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明已满．故填：C；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；防止冷凝水倒流引起试管炸裂；a；d；把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明已满；
（3）碘酸钾在加热条件下分解生成碘化钾和氧气，方程式为 2KIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KI+3O₂↑；碘酸钾中碘元素的化合价为+5，故填：2KIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KI+3O₂↑；+5；
（4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在该实验设计中，不但可以控制反应的开始和结束，还能控制反应的速率或者便于对催化剂的回收再利用，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；控制反应的速率或者便于对催化剂的回收再利用．
除二氧化锰外，某些金属离子对过氧化氢溶液也有催化作用，如CuSO₄溶液中的Cu²⁺．小明在实验中发现氯化铁（Fe³⁺和Cl^-构成）溶液也能加快过氧化氢的分解速率，要验证是Fe³⁺对过氧化氢溶液起到了催化作用，需要排除氯离子的可能性，故以下三个实验中，他必须要完成的是在5mL5%的过氧化氢溶液中加入2～3滴氯化钠溶液，几乎无气泡产生，故填：B．

点评 本题考查的是常见气体的实验室制取以及催化剂性质的实验探究，完成此题，可以依据已有的知识进行．