Question

2．現有實驗室制取氣體的部分裝置，請結合所學化學知識，回答有關問題：

（1）圖中標有①、②的儀器名稱：①長頸漏斗，②量筒．
（2）實驗室用一定質量的高錳酸鉀制取氧氣，通過排水量測定所收集到的氧氣體積（裝置選用A、F、G）．①寫出該反應的表達式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑． ②若各裝置的連接順序是：a→b→c→d，F裝置內導管c（ 填“b”或“c”）應向下伸入到集氣瓶底部．③根據高錳酸鉀的質量算出的氧氣體積為理論值．如果實際測得氧氣的體積大于理論值（水的體積測量準確），你認為原因是高錳酸鉀分解出錳酸鉀也產生氧氣．
（3）實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣，為了能獲得平穩的氧氣流，可以將儀器1換成分液漏斗，請寫出反應的表達式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．若用C裝置收集氧氣，試寫出驗滿的方法（包括操作、現象、結論）將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了．
該反應中，二氧化錳的作用是催化作用，實驗后回收二氧化錳的最佳方法是過濾．
（4）實驗室制取二氧化碳常用的發生裝置和收集裝置是BC．氣體檢驗．將燃著的木條伸入氣體中，木條立即熄滅，因此他確定該氣體是二氧化碳．他的檢驗方法是否正確？請說明理由不正確，因為氮氣也都能滅火． 正確檢驗二氧化碳的方法所發生反應的文字表達式是二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水．
研究性學習小組選擇“H₂O₂ 生成O₂ 的快慢與什么因素有關”的課題進行探究，以下是他們探究的主要過程：
【假     設】H₂O₂ 生成O₂ 的快慢與催化劑種類有關
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質量的MnO₂ 和水泥塊，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間．
【進行實驗】圖乙是他們進行實驗的裝置圖，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是排水法．
【實驗記錄】

實驗編號	1	2
反應物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1gMnO2
時間	165秒	46秒

[來源：學#科【結   論】該探究過程得出的結論是相同濃度的過氧化氫溶液，在相同質量的二氧化錳和水泥塊的作用下，產生相同體積的氧氣，二氧化錳所用的時間比水泥塊少．
【反   思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應明顯加快，若要證明MnO₂和水泥塊是該反應的催化劑，還需要增加兩個實驗來驗證它們在化學反應前后的質量、化學性質是否改變．
【進一步反思】小明提出：H₂O₂生成O₂的快慢還可能與H₂O₂溶液的濃度有關，請你幫助小明繼續探究，設計你的實驗方案：常溫下，在兩瓶同質量、不同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間．

Answer 1

分析 長頸漏斗方便加液體藥品，量筒量取一定體積的液體；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．將燃著的木條伸入氣體中，木條立即熄滅，因此他確定該氣體是二氧化碳，不正確，因為氮氣也能滅火；二氧化碳一般用澄清的石灰水檢驗：把氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，就證明是二氧化碳．圖乙是他們進行實驗的裝置圖，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是排水法，因為排開水的體積就是氧氣的體積；該探究過程得出的結論是：相同濃度的過氧化氫溶液，在相同質量的二氧化錳和水泥塊的作用下，產生相同體積的氧氣，二氧化錳所用的時間比水泥塊少；若要證明MnO₂和水泥塊是該反應的催化劑，還需要增加兩個實驗來驗證它們在化學反應前后的質量和化學性質是否改變；我的實驗方案如下：常溫下，在兩瓶同質量、不同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間．

解答 解：（1）長頸漏斗方便加液體藥品，量筒量取一定體積的液體，故答案為：長頸漏斗；量筒；
（2）如果用高錳酸鉀制氧氣就需要加熱，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，要注意配平；若各裝置的連接順序是：a→b→c→d，F裝置內導管c應向下伸入到集氣瓶底部，因為氧氣的密度比水小；如果實際測得氧氣的體積大于理論值（水的體積測量準確），原因是：高錳酸鉀分解出錳酸鉀也產生氧氣；故答案為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；c；高錳酸鉀分解出錳酸鉀也產生氧氣；
（3）分液漏斗可以控制反應的速率，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，其中二氧化錳起催化作用；過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了；實驗后回收二氧化錳的最佳方法是過濾，因為二氧化錳不溶于水；故答案為：分液漏斗；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了；催化作用；過濾；
（4）實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．將燃著的木條伸入氣體中，木條立即熄滅，因此他確定該氣體是二氧化碳，不正確，因為氮氣也能滅火；二氧化碳一般用澄清的石灰水檢驗：把氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，就證明是二氧化碳；故答案為：BC；不正確，因為氮氣也都能滅火；二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣+水；
實驗探究，圖乙是他們進行實驗的裝置圖，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是排水法，因為排開水的體積就是氧氣的體積；該探究過程得出的結論是：相同濃度的過氧化氫溶液，在相同質量的二氧化錳和水泥塊的作用下，產生相同體積的氧氣，二氧化錳所用的時間比水泥塊少；若要證明MnO₂和水泥塊是該反應的催化劑，還需要增加兩個實驗來驗證它們在化學反應前后的質量和化學性質是否改變；我的實驗方案如下：常溫下，在兩瓶同質量、不同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間；故答案為：排水法；相同濃度的過氧化氫溶液，在相同質量的二氧化錳和水泥塊的作用下，產生相同體積的氧氣，二氧化錳所用的時間比水泥塊少；質量；化學性質；常溫下，在兩瓶同質量、不同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間；

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫、實驗探究等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．