Question

18．現有下列初中化學常用的制取氣體部分裝置．請完成以下各題：

（1）寫出如圖中儀器a的名稱：錐形瓶．
（2）以高錳酸鉀為原料制取氧氣，應選用A和C裝置（填字母）來制取并收集，如圖發生裝置還應做的改進是在試管口放一棉花團，目的是防止高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管繼續進入水槽，使水槽中的水變紅，反應的化學方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）某小組同學進行上述實驗時，發現“一同學不慎碰倒裝滿氧氣的集氣瓶，迅速扶起后，瓶中剩余的氧氣仍能使帶火星的木條復燃”；對此，老師讓該同學往集氣瓶裝入半瓶水，再用排水法收集$\frac{1}{2}$集氣瓶的氧氣，發現瓶中的氧氣也能使帶火星木條復燃．
①用下列方案收集“$\frac{1}{2}$集氣瓶的氧氣”，其中最合理的是a（填字母）．

②用排水法收集氣體時，判斷集氣瓶中氣體已收集滿的標志是觀察到集氣瓶口旁有氣泡向外逸出．
③空氣中氧氣的體積分數約為21%．本實驗中，集氣瓶內的氧氣約占總體積的60.5%，所以用“使帶火星木條復燃”來檢驗集氣瓶中充滿氧氣的方法不可靠．

Answer 1

分析 （1）根據常用儀器的名稱和作用進行分析；
（2）根據高錳酸鉀制取氧氣的反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置，據氧氣的密度選擇收集裝置；根據高錳酸鉀制取氧氣時的注意事項進行分析；根據加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣寫出反應的化學方程式即可；
（3）①根據排水法收集氣體的方法回答；
②利用排水法收集氣體時，若瓶口有氣泡冒出說明收集滿了；
③可設一瓶氣體的體積為1L，再結合所學知識進行計算．

解答 解：（1）圖中儀器a的名稱是錐形瓶；
（2）以高錳酸鉀為原料制取氧氣，需要加熱，故選發生裝置A；氧氣的密度比空氣大，所以用向上排空氣法收集；制取氧氣時，由于高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管繼續進入水槽，使水槽中的水變紅，為避免這一現象的發生，往往會要在試管口放一棉花團；加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應的化學方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）①用排水法收集氣體時，要用彎導管，且不能伸入集氣瓶內，故選a；
②利用排水法收集氣體時，若瓶口有氣泡冒出說明收集滿了；
③可設一瓶氣體的體積為1L，則實驗中，集氣瓶內的氧氣約占總體積的體積分數是：$\frac{21%×\frac{1}{2}L+\frac{1}{2}L}{1L}$×100%=60.5%；
故答案為：（1）錐形瓶；（2）A；C； 在試管口放一棉花團；防止高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管繼續進入水槽，使水槽中的水變紅；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（3）①a； ②觀察到集氣瓶口旁有氣泡向外逸出； ③60.5．

點評 實驗室制取氣體時，發生裝置的選擇取決于反應物的狀態和反應條件；收集裝置的選擇取決于水溶性和氣體的密度． 考查了實驗室制取氧氣的反應原理，及注意事項，是考試的重點也是中考的重點．