Question

11．某學習小組欲利用如圖裝置進行相關氣體制取的探究，請你分析并填空．

（1）寫出帶標號儀器的名稱：①長頸漏斗②集氣瓶
（2）若甲同學用高錳酸鉀制取較干燥的氧氣，則選用的制取裝置組合是AD，用此方法收集氧氣是利用了氧氣密度比空氣大的物理性質．證明集氣瓶中氧氣已收集滿的操作方法和現象是將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃．該化學反應表達式是高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．若用G裝置收集氧氣，則氧氣從a端（填a或b）進入．
（3）實驗室用F裝置與B裝置相比制取氧氣的優點是可控制反應速率，該化學反應表達式是過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（4）選用B裝置來制取氧氣時，小明是“將二氧化錳加入裝有過氧化氫溶液的錐形瓶中”，小亮是“把過氧化氫溶液緩緩加入盛有少量二氧化錳的錐形瓶中”，為得到平穩的氧氣流，小亮（填小明或小亮）的操作更好．
（5）化學上可通過下述反應得到氨氣（提示：氨氣極易溶于水，密度比空氣小）
氯化銨（固）+氫氧化鈣（固）$\stackrel{加熱}{→}$氯化鈣+氨氣+水
結合以上實驗裝置完成下列填空（以下均填序號）：
選用如圖中A作為反應的發生裝置，采用的收集裝置是C
（6）乙同學稱取一定質量的高錳酸鉀固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣．實驗結束時，乙同學發現用排水法收集到的氧氣大于理論產量．針對這一現象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想 I：反應生成的二氧化錳分解放出氧氣；
猜想 II：反應生成的錳酸鉀分解放出氧氣；
猜想 III：反應生成的錳酸鉀和二氧化錳分解都放出氧氣．
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
第一組同學取一定質量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得二氧化錳的質量不變，則猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
第二組同學取錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想 II正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃．
【拓展延伸】
實驗發現，氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀的分解速率大大加快．則高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應中否（是或否）作催化劑，因為高錳酸鉀在反應后的質量和性質發生了變化．

Answer 1

分析 （1）據常用儀器回答；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，收集干燥的氧氣用排空氣法，氧氣密度比空氣大；驗滿氧氣的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃則滿，并結合反應原理解答；
（3）F裝置中的注射器可控制液體的滴加速度，進而可控制反應速率；并據反應原理書寫表達式；
（4）把過氧化氫溶液緩緩加入盛有少量二氧化錳的錐形瓶中，可通過控制藥品加入的量而控制反應速度；
（5）據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置，據氣體密度和溶解性選擇收集裝置；
（6）根據催化劑的性質及氧氣的性質分析回答．

解答 解：（1）標號儀器分別是長頸漏斗和集氣瓶；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，氧氣密度比空氣大，所以收集干燥的氧氣可用向上排空氣法；驗滿氧氣的方法和現象是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃；該化學反應表達式是：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；若用G裝置收集氧氣，則氧氣從 a端進入，因為氧氣的密度比水小，長管便于排水；
（3）實驗室用F裝置與B裝置相比制取氧氣的優點是：注射器可控制液體的滴加速度，進而可控制反應速率；該化學反應表達式是過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣：
（4）小明是“將二氧化錳加入裝有過氧化氫溶液的錐形瓶中”，小亮是“把過氧化氫溶液緩緩加入盛有少量二氧化錳的錐形瓶中”，因此為得到平穩的氣流，應采取小亮的做法，可達到通過控制藥品加入量而控制反應速度的目的；
（5）制取氨氣的反應原理是：氯化銨（固）+氫氧化鈣（固）$\stackrel{加熱}{→}$氯化鈣+氨氣+水，屬于固體加熱型，故選發生裝置A，氨氣極易溶于水，密度比空氣小，所以只能用向下排空氣法收集；
（6）【實驗驗證】
在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃，說明猜想Ⅱ正確；
【拓展延伸】
【實驗反思】氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀分解速率大大加快，原因是高錳酸鉀加熱分解為錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解，但高錳酸鉀不是催化劑．因為高錳酸鉀在反應后的質量和性質發生了變化；
故答案為：（1）長頸漏斗；集氣瓶；
（2）AD；密度比空氣大；將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；a；
（3）可控制反應速率；過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）小亮；
（5）A；C；
（6）【實驗驗證】Ⅰ和Ⅲ；把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；
【拓展延伸】
否；高錳酸鉀在反應后的質量和性質發生了變化．

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學反應表達式的書寫和催化劑等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關