Question

17．圖1是研究實驗室制取氧氣的裝置圖，請按要求回答下列問題．

（1）寫出圖中標號儀器的名稱：①酒精燈；②錐形瓶．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，應選用的發(fā)生裝置是A（填字母序號，下同），反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，若要收集一瓶干燥的氧氣，應選擇的收集裝置是E．
（3）實驗室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧氣，其中MnO₂起催化作用，同學們利用B和F裝置，通過排水量來測定生成氧氣的體積，反應結束后，發(fā)現(xiàn)量筒內收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量標準），其主要原因是從分液漏斗流入的過氧化氫溶液占有一定的體積（或反應放熱，氣體膨脹）．
（4）若用圖2所示醫(yī)用塑料袋排空氣法收集H₂，則H₂導入端為b（填“a”或“b”）．
（5）用圖2所示的礦泉水瓶進行對比實驗，可以證明CO₂與NaOH溶液確實發(fā)生了反應，應作的對比實驗是將氫氧化鈉溶液換成等體積的水，CO₂與NaOH溶液反應的化學方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，據(jù)反應原理書寫方程式，收集干燥的氣體用排空氣法，結合氧氣的密度比空氣大進行分析；
（3）用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧氣，其中MnO₂作為催化劑，起催化作用；發(fā)現(xiàn)量筒內收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量標準），其主要原因可能是所收集水的體積包含了過氧化氫溶液的體積，或反應放熱，氣體體積膨脹；
（4）氫氣的密度比空氣小，所以應從長管進氣，將空氣擠壓到短管排出；
（5）根據(jù)水和氫氧化鈉溶液對二氧化碳吸收能力的不同設計對比實驗，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，據(jù)此書寫方程式．

解答 解：（1）編號儀器分別是：①是酒精燈；②是錐形瓶；
（2）用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；氧氣的密度比空氣大，所以收集干燥的氧氣可用向上排空氣法；
（3）用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧氣，其中MnO₂起催化作用；根據(jù)題意，水的體積測量準確，而收集到的水的體積總是比理論值偏大，說明進入F裝置的氣體的量要大于實際反應產(chǎn)生的氣體，結合圖示分析可知，當雙氧水從分液漏斗中流入錐形瓶時，會將錐形瓶中的一部分空氣排出并進入F裝置，故所收集水的體積包含了過氧化氫溶液的體積；也可能是過氧化氫分解放熱，使氣體的體積膨脹；
（4）氫氣的密度比空氣小，所以應從長管b進氣，將空氣擠壓到短管排出；
（5）礦泉水瓶變扁，可以是二氧化碳溶于水使瓶內的氣壓變小，也可以是二氧化碳與氫氧化鈉反應使瓶內的氣壓變小的結果，所以要證明CO₂與NaOH溶液確實發(fā)生了反應，可以通過對塑料瓶變扁的程度對比來完成，所以應做的對比實驗是將氫氧化鈉溶液再換成等體積的水對比；CO₂與NaOH溶液反應產(chǎn)生碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：
（1）①酒精燈；②錐形瓶；
（2）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；E；
（3）催化；  從分液漏斗流入的過氧化氫溶液占有一定的體積（或反應放熱，氣體膨脹）；
（4）b；
（5）將氫氧化鈉溶液換成等體積的水；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．

點評 熟記氧氣的實驗室制法、原理和操作注意事項，是解題的關鍵；此外，本題的重點是常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置的選取方法，要學會根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應的條件選擇發(fā)生裝置，根據(jù)制取氣體的溶解性和密度的大小選擇收集氣體的方法．