Question

12．根據下列裝置圖回答問題

（1）寫出標號儀器的名稱：①試管，②鐵架臺，③水槽．
（2）若實驗室用加熱高錳酸鉀來制取氧氣，則該反應的基本反應類型為分解反應，應選擇的發生裝置為B，實驗時要在試管口放一團棉花，以防加熱時高錳酸鉀進入導管；可選用的收集裝置是C（或E、F）（任填一種即可），因為氧氣具有不易溶于水（或密度比空氣大）的性質．
（3）如果用過氧化氫和二氧化錳的混合物制取并收集純凈的氧氣，可選用的裝置組合是AC，二氧化錳在該反應中起催化作用，它還可以回收再利用，從反應后的混合物中回收二氧化錳，需要進行的實驗操作是過濾．
（4）在實驗室中可用圖2所示裝置用雙氧水制取氧氣（通過分液漏斗玻璃活塞的“開”“關”，可隨時向錐形瓶中滴加雙氧水）．寫出該反應的文字表達式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水和氧氣．如果在實驗室中用此方法代替氯酸鉀和二氧化錳共熱制氧氣，其優點有哪些？裝置簡單、操作簡便；不需加熱，節約能源；H₂O₂可根據需要隨時補充可隨時控制反應的發生和停止等．
（5）實驗室可用鋅粒和稀硫酸溶液常溫反應制取氫氣，選用的發生和收集裝置組合可以是AC（或AD、AF）（填一組即可），如果用F裝置收集氫氣，則發生裝置的導氣管應連接F裝置的a（填“a”或“b”）端．

Answer 1

分析 （1）根據儀器用途寫名稱；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，一種物質生成三種物質，屬于分解反應，反應需要加熱，屬于固體加熱型，故選發生裝置B，實驗時試管口要放棉花，是為了防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，并據氧氣的密度和溶解性選擇收集裝置；
（3）過氧化氫和二氧化錳的混合物制取并收集純凈的氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置A，收集純凈的氣體用排水法；二氧化錳在此反應中起催化作用，二氧化錳不溶于水，所以可用過濾的方法回收二氧化錳；
（4）據過氧化氫分解的反應物和生成物寫文字表達式，并根據過氧化氫在二氧化錳作催化劑的條件下不用加熱；裝置中的分液漏斗能隨時補充過氧化氫也可控制反應的發生和停止分析解答；
（5）實驗室可用鋅粒和稀硫酸溶液常溫反應制取氫氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置A，氫氣不溶于水、密度比空氣小，所以可用排水法或向下排空氣法收集，并選擇進氣口．

解答 解：（1）標號儀器分別是試管、鐵架臺、水槽；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，一種物質生成三種物質，屬于分解反應，反應需要加熱，屬于固體加熱型，故選發生裝置B，實驗時試管口要放棉花，是為了防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，氧氣不易溶于水，所以可用排水法收集，密度比空氣大，所以可用向上排空氣法收集，若是雙導管收集氣體，應從長管進氣，短管便于排盡空氣；
（3）過氧化氫和二氧化錳的混合物制取氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置A，氧氣不易溶于水，所以收集純凈的氣體可用排水法；二氧化錳在此反應中起催化作用，二氧化錳不溶于水，所以可用過濾的方法回收二氧化錳；
（4）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水和氧氣，用稀的雙氧水加少量二氧化錳與高錳酸鉀制取氧氣相比較其優點是：過氧化氫在二氧化錳作催化劑的條件下不用加熱，節省燃料；且裝置簡單，操作方便，裝置中的分液漏斗能隨時補充過氧化氫也可控制反應的發生和停止；
（5）實驗室可用鋅粒和稀硫酸溶液常溫反應制取氫氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置A，氫氣不溶于水、相對分子質量 是2＜29，所以密度比空氣小，所以可用排水法或向下排空氣法收集，若是雙導管收集氣體，應從短管進氣，長管便于排盡空氣；
故答案為：（1）試管、鐵架臺、水槽；
（2）分解反應；B；一團棉花；加熱時高錳酸鉀進入導管；C（或E、F）；不易溶于水（或密度比空氣大）；
（3）AC；催化；過濾；
（4）過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水和氧氣；裝置簡單、操作簡便；不需加熱，節約能源；H₂O₂可根據需要隨時補充  可隨時控制反應的發生和停止等；
（5）AC（或AD、AF）；a．

點評 本題主要考查了常用氣體的制取，反應原理、注意事項等知識，掌握相關知識才會結合實驗、問題情景信息，細致地分析題意和實驗圖等來組裝、選配、判斷或者選擇氣體的制取裝置．