Question

13．某研究性學習小組欲利用如圖1的裝置進行相關氣體制取的探究，請你分析并填空．

（1）寫出圖1中儀器a、b的名稱 a試管，b集氣瓶．
（2）利用上述B、C裝置的組合可以制取的一種氣體是氧氣，寫出實驗室制取該氣體的化學反應符號表達式2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）實驗室制取二氧化碳的化學反應符號表達式是CaCO₃+HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．應選擇的氣體發生裝置是B，氣體收集裝置是D（或F）；驗滿的方法是將燃著的木條放在瓶口，若木條熄滅則滿．
（4）某同學欲收集一種難溶性氣體，認為F裝置可以代替C裝置．請簡述該同學應如何使用F裝置？F裝置充滿水后，然后將氣體由②端通入．
（5）實驗室加熱高錳酸鉀取氧氣時應選擇的發生裝置是A，若用C收集氧氣，實驗結束時要先將導氣管從水槽中取出，其理由是防止水槽中水倒吸入試管中，使試管破裂，此時發現水槽中的水變成了淺紫紅色，你認為產生該現象的原因可能是試管口處沒放一團棉花．
（6）小明同學探究B裝置時，對此裝置作了改進，改進的裝置如圖2所示．改進后該裝置的優點是可以隨時控制反應的發生和停止．
（7）實驗室在常溫下用塊狀電石與水反應制取微溶于水的乙炔氣體，該反應必須嚴格控制加水速度，以免劇烈反應放熱引起發生裝置炸裂．你認為B裝置應如何改進才符合要求？將B中長頸漏斗改為分液漏斗．

Answer 1

分析 （1）識別一些簡單儀器；
（2）根據發生裝置和收集裝置的選擇條件分析；
（3）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應，據反應原理書寫符號表達式，該反應屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大、能溶于水，所以用向上排空氣法收集；驗滿二氧化碳的方法是將燃著的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否熄滅進行判斷；
（4）根據排水法收集氣體的方法解答；
（5）高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，屬于固體加熱型，故選發生裝置A，并據注意事項解答；
（6）根據兩個裝置的不同點進行分析考慮本題；
（7）根據該反應必須嚴格控制加水速度進行分析解答．

解答 解：（1）a、b是實驗室制取氣體時常用的儀器：a是試管，b是集氣瓶；
（2）B屬于固液反應的發生裝置，C適于難溶于水或不易溶于水氣體的制取，故B、C裝置的組合可以制取的一種氣體是氧氣；實驗室通常以MnO₂作催化劑的條件下用過氧化氫制取氧氣，反應的符號表達式為：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應，反應的符號表達式為：CaCO₃+HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，該反應屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大、能溶于水，所以用向上排空氣法收集；驗滿二氧化碳的方法是將燃著的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否熄滅進行判斷；
（4）利用F裝置收集難溶于水的氣體，故可在F裝置充滿水后，然后將氣體由②端進入，長管便于排水；
（5）實驗室用高錳酸鉀制氧氣，反應物的狀態是固體，反應條件是加熱，發生裝置應選用A；若用C收集氧氣，實驗結束時要先撤導氣管離開水槽，再熄滅酒精燈，其理由是防止水倒流到試管炸裂試管；若發現水槽中的水變成了淺紫紅色，則產生該現象的原因可能是試管口處沒放一團棉花；
（6）由于B裝置與該裝置的區別是該裝置中有有孔塑料板和止水夾，關閉止水夾時試管內氣壓升高，固液分離，從而反應停止，因此改進后該裝置的優點是可以隨時控制反應的發生；
（7）依據該反應必須嚴格控制加水速度，以免劇烈反應放熱引起發生裝置炸裂，所以要調節液體的流速，控制反應的速度，將長頸漏斗改成分液漏斗即可；
故答案為：（1）試管；集氣瓶；
（2）氧氣；2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）CaCO₃+HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；B；D（或F）；將燃著的木條放在瓶口，若木條熄滅則滿；
（4）F裝置充滿水后，然后將氣體由②端通入；
（5）A；將導氣管從水槽中取出；防止水槽中水倒吸入試管中，使試管破裂；沒有在試管口堵一團棉花；
（6）可以隨時控制反應的發生和停止；
（7）將B中長頸漏斗改為分液漏斗．

點評 要熟記常見儀器的名稱，制取氧氣的裝置圖和反應原理，了解改裝后的裝置的優點，爭取在今后做實驗時用改裝后的裝置既節約了藥品，又操作簡單安全，考查比較綜合，能較好培養學生分析、解決問題的能力．