Question

12．根据下列装置图回答问题

（1）写出标号仪器的名称：①试管，②铁架台，③水槽．
（2）若实验室用加热高锰酸钾来制取氧气，则该反应的基本反应类型为分解反应，应选择的发生装置为B，实验时要在试管口放一团棉花，以防加热时高锰酸钾进入导管；可选用的收集装置是C（或E、F）（任填一种即可），因为氧气具有不易溶于水（或密度比空气大）的性质．
（3）如果用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取并收集纯净的氧气，可选用的装置组合是AC，二氧化锰在该反应中起催化作用，它还可以回收再利用，从反应后的混合物中回收二氧化锰，需要进行的实验操作是过滤．
（4）在实验室中可用图2所示装置用双氧水制取氧气（通过分液漏斗玻璃活塞的“开”“关”，可随时向锥形瓶中滴加双氧水）．写出该反应的文字表达式过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水和氧气．如果在实验室中用此方法代替氯酸钾和二氧化锰共热制氧气，其优点有哪些？装置简单、操作简便；不需加热，节约能源；H₂O₂可根据需要随时补充可随时控制反应的发生和停止等．
（5）实验室可用锌粒和稀硫酸溶液常温反应制取氢气，选用的发生和收集装置组合可以是AC（或AD、AF）（填一组即可），如果用F装置收集氢气，则发生装置的导气管应连接F装置的a（填“a”或“b”）端．

Answer 1

分析 （1）根据仪器用途写名称；
（2）加热高锰酸钾制取氧气生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，一种物质生成三种物质，属于分解反应，反应需要加热，属于固体加热型，故选发生装置B，实验时试管口要放棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，并据氧气的密度和溶解性选择收集装置；
（3）过氧化氢和二氧化锰的混合物制取并收集纯净的氧气，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置A，收集纯净的气体用排水法；二氧化锰在此反应中起催化作用，二氧化锰不溶于水，所以可用过滤的方法回收二氧化锰；
（4）据过氧化氢分解的反应物和生成物写文字表达式，并根据过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下不用加热；装置中的分液漏斗能随时补充过氧化氢也可控制反应的发生和停止分析解答；
（5）实验室可用锌粒和稀硫酸溶液常温反应制取氢气，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置A，氢气不溶于水、密度比空气小，所以可用排水法或向下排空气法收集，并选择进气口．

解答 解：（1）标号仪器分别是试管、铁架台、水槽；
（2）加热高锰酸钾制取氧气生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，一种物质生成三种物质，属于分解反应，反应需要加热，属于固体加热型，故选发生装置B，实验时试管口要放棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，氧气不易溶于水，所以可用排水法收集，密度比空气大，所以可用向上排空气法收集，若是双导管收集气体，应从长管进气，短管便于排尽空气；
（3）过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置A，氧气不易溶于水，所以收集纯净的气体可用排水法；二氧化锰在此反应中起催化作用，二氧化锰不溶于水，所以可用过滤的方法回收二氧化锰；
（4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水和氧气，用稀的双氧水加少量二氧化锰与高锰酸钾制取氧气相比较其优点是：过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下不用加热，节省燃料；且装置简单，操作方便，装置中的分液漏斗能随时补充过氧化氢也可控制反应的发生和停止；
（5）实验室可用锌粒和稀硫酸溶液常温反应制取氢气，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置A，氢气不溶于水、相对分子质量 是2＜29，所以密度比空气小，所以可用排水法或向下排空气法收集，若是双导管收集气体，应从短管进气，长管便于排尽空气；
故答案为：（1）试管、铁架台、水槽；
（2）分解反应；B；一团棉花；加热时高锰酸钾进入导管；C（或E、F）；不易溶于水（或密度比空气大）；
（3）AC；催化；过滤；
（4）过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水和氧气；装置简单、操作简便；不需加热，节约能源；H₂O₂可根据需要随时补充  可随时控制反应的发生和停止等；
（5）AC（或AD、AF）；a．

点评 本题主要考查了常用气体的制取，反应原理、注意事项等知识，掌握相关知识才会结合实验、问题情景信息，细致地分析题意和实验图等来组装、选配、判断或者选择气体的制取装置．