Question

某課外探究活動小組使用常用儀器，運用實驗室制備氫氣的原理巧妙地設計了如圖所示的簡易實驗裝置．
（1）甲同學設計了如圖甲所示裝置．
①如何檢查該裝置的氣密性？

用止水夾夾緊橡皮管，然后從長頸漏斗中加水，如左側液面高于右側，且片刻后兩側的高度差不變化，說明氣密性良好

．
②實驗時若液面剛好不與鋅粒接觸，而又無酸液，且該裝置已固定．如何使反應發生？

從長頸漏斗中加入少量蒸餾水使溶液與鋅粒接觸

（2）乙同學把試管底部鉆出一小洞，并和廣口瓶組裝成如圖乙所示裝置，如果該裝置中的隔板是用鐵絲制成的，那么在不腐蝕鐵絲的情況下能否制備氫氣？

能

．如不能說明原因，如能寫出離子方程式

2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO2-+3H₂↑

．
（3）丙同學設計了如圖丙所示裝置，即用橡皮塞代替鐵架臺來固定試管，請判斷丙同學的做法是否可行？

否

，其理由是

由于廣口瓶被橡皮塞密封后，瓶內的氣壓會隨液體的排入而增大，使試管中的液體不能在關閉閥門時排入廣口瓶中，因而不能使反應隨時停止，甚至會由于容器中氣壓過高而發生危險

．

Answer 1

分析：（1）①設法使裝置內外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段．
②實驗時若液面剛好不與鋅粒接觸，而又無酸液，且該裝置已固定，可以加蒸餾水使酸和鋅接觸．
（2）酸能發生鐵，但堿和鐵不反應，所以可以用金屬和堿反應制取氫氣．
（3）根據能否造成安全事故分析判斷，如果容器內壓強過大，會造成安全事故．

解答：解：（1）①氣密性檢驗的方法是：用止水夾夾緊橡皮管，然后從長頸漏斗中加水，如左側液面高于右側，且片刻后兩側的高度差不變化，說明氣密性良好．
②實驗時若液面剛好不與鋅粒接觸，而又無酸液，且該裝置已固定，可以加蒸餾水使酸和鋅接觸，即從長頸漏斗中加入少量蒸餾水使溶液與鋅粒接觸，得以使反應順利進行．
故答案為：用止水夾夾緊橡皮管，然后從長頸漏斗中加水，如左側液面高于右側，且片刻后兩側的高度差不變化，說明氣密性良好；
從長頸漏斗中加入少量蒸餾水使溶液與鋅粒接觸．
（2）鐵與酸能反應，所以不能用酸和金屬反應制取氫氣，但鐵與堿不反應，所以可以用堿和金屬鋁反應制取氫氣，反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO2-+3H₂↑．
故答案為：能；2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO2-+3H₂↑．
（3）由于廣口瓶被橡皮塞密封后，瓶內的氣壓會隨液體的排入而增大，使試管中的液體不能在關閉閥門時排入廣口瓶中，因而不能使反應隨時停止，甚至會由于容器中氣壓過高而發生危險，所以該做法不可行．
故答案為：否；由于廣口瓶被橡皮塞密封后，瓶內的氣壓會隨液體的排入而增大，使試管中的液體不能在關閉閥門時排入廣口瓶中，因而不能使反應隨時停止，甚至會由于容器中氣壓過高而發生危險．

點評：本題考查了氣體發生裝置，難度不大，注意鋁和氫氧化鈉的反應中水是反應物不是生成物，且反應后生成偏鋁酸鹽．