Question

14．如图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题．

（1）写出指定仪器的名称：①试管；②集气瓶．
（2）实验室中用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取并收集氧气，可选用CD或CE（填装置序号），该反应的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）若用G图的装置测量生成CO₂气体的体积，需在集气瓶内的水面上放一层植物油，其目的是防止二氧化碳和水反应．
（4）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须控制反应速度否则引起装置炸裂．你认为A～F中最适合制取乙炔气体的发生装置是A；如果用H装置收集乙炔，气体应从a（填“a”或“b”）端管口通入．
（5）如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题．（已知铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜）

①根据下表提供的实验数据，完成下表

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL	15%

装置一和装置二中气球的位置不同，装置二（填“装置一”或“装置二”）更合理，理由是能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应．
③若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因是铜粉的量不足；未待装置完全冷却至室温就读数．

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）根据实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气进行分析；
（3）根据二氧化碳易溶于水，二氧化碳会与水反应生成碳酸进行分析；
（4）根据实验室制取乙炔的反应物是固体和液体，反应条件是常温，该反应必须控制反应速度否则引起装置炸裂，乙炔密度比水小，难溶于水进行分析；
（5）①根据注射器内气体减少的量就是氧气的量进行分析；
②从两种装置的区别进行分析；
③根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析回答．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是试管，②是集气瓶；
（2）实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，所以制取并收集氧气，可选用CD或CE，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）二氧化碳易溶于水，二氧化碳会与水反应生成碳酸，所以用G图的装置测量生成CO₂气体的体积，需在集气瓶内的水面上放一层植物油，其目的是防止二氧化碳和水反应；
（4）实验室制取乙炔的反应物是固体和液体，反应条件是常温，该反应必须控制反应速度否则引起装置炸裂，乙炔密度比水小，难溶于水，所以最适合制取乙炔气体的发生装置是A，用H装置收集乙炔，气体应从a端管口通入；
（5）①注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为：$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}$×100%=15%；
②装置二与装置一装置比较，装置二中的气球在玻璃管的后部，更易让空气流通，氧气与铜能充分反应；
③在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气；③实验中可能未冷却至室温就读数等．
故答案为：（1）试管，集气瓶；
（2）CD或CE，2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）防止二氧化碳和水反应；
（4）A，a；
（5）①15%；
②装置二中，能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应；
③铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；实验中可能未冷却至室温就读数等．

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．