Question

實驗室常用下列裝置制取氣體，請你根據所學知識回答下列問題．

（1）寫出編號所指儀器的名稱：①

長頸漏斗

；②

集氣瓶

．
（2）以上裝置圖中共有兩處明顯的錯誤，請你找出錯誤的地方并把改正的結果填在下列橫線上：①

錯誤：試管口向上傾斜，改正：試管口稍向下傾斜．

；②

錯誤：向上排空氣法收集氣體的導管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導管應伸入到接近瓶底．

．
上述裝置改進后，請繼續回答下列問題．
（3）你和小明一起進行實驗室制取二氧化碳的探究．
①選擇藥品．小明對三組藥品進行了研究，實驗記錄如下：

組別	藥品	實驗現象
①	塊狀石灰石和稀鹽酸	產生氣泡速率適中
②	塊狀石灰石和稀硫酸	產生氣泡速率緩慢并逐漸停止
③	碳酸鈉粉末和稀鹽酸	產生氣泡速率很快

從制取和收集的角度分析，一般選擇第①組藥品，該組藥品發生反應的文字表達式為

碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+二氧化碳+水

；
不選擇第③組藥品的原因是

產生氣體速率很快，不易收集

．
②選擇裝置．通過對制取氣體裝置的分析，他選擇用B或者C的發生裝置．你認為他選擇的依據是

固液常溫下反應制取氣體

．比較這兩個裝置的不同，指出B裝置的一個突出優點

可以控制反應的發生和停止

．
③制取氣體．將藥品裝入所選裝置制取氣體，并用裝置E來收集二氧化碳氣體，驗滿方法是

將燃著的木條伸入瓶口處，若木條熄滅，則證明收集滿了

．
有一名同學欲用G來代替E，則氣體應從導管口

a

通入．
（4）小亮發現：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）時，能使帶火星的木條復燃．那么，使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對此展開探究：
第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，按要求收集氣體．將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象．
小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二、三組實驗，三組實驗的數據和現象見表．

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的O2占容積的體積分數（%）	l0	20	30	40	50	3l	33	35	37	39	34
帶火星木條的狀況	微亮	亮	很亮	復燃	復燃	很亮	很亮	復燃	復燃	復燃	很亮

請根據實驗回答下列問題：
①為了達到實驗目的必須用排水法收集氧氣．請你幫小亮選出制取氧氣的發生和收集裝置

B

，寫出制取氧氣的化學反應文字表達式

2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O

．若用G來代替收集裝置，則氣體應從導管口

a

通入．
②使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：

否

（填“是”或“否”）．
③集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×

21

%．
④收集的氧氣占容積的體積分數最低為

35

%時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中氧氣分數是

49

%（計算結果保留整數）．
⑤用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產生的氧氣時，往往難以復燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產生大量水蒸汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數隨溫度變化的曲線如下圖所示．若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在

82

℃．

⑥采取“半值法”探究能減少實驗次數．例如：第一組實驗若按③、④的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在30%～40%之間，從而省去編號為①、②、⑤的實驗．同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為

①、④、⑤

．

Answer 1

分析：（1）熟悉常用儀器的名和用途．
（2）根據給試管里的固體加熱的注意事項、向上排空法收集氣體的注意事項分析．
（3）①根據反應寫出反應的方程式，反應太快是不易收集氣體；
②根據裝置的特點分析確定的因素．觀察B裝置分析優點．
③根據二氧化碳的性質分析驗滿的方法．
④根據二氧化碳與空氣的密度關系分析用G裝置收集二氧化碳的進氣口．
（4）①根據可以隨時控制反應選擇發生裝置和藥品，寫出反應的方程式．根據氧氣與空氣的密度關系分析用G裝置收集氣體的進氣口；
②根據使帶火星的木條復燃的體積分數分析判斷；
③根據空氣中氧氣的體積分數計算．
④根據表中的數據找出是帶火星木條復燃的最低體積分數并計算出氧氣的體積分析；
⑤根據圖象查出溫度；
⑥“半值法”的應用可以減少實驗的次數，節約時間，確定時采用的一般是中間值．據此分析．

解答：解：（1）由圖示可知可知，標號儀器的名稱：①是長頸漏斗；②集氣瓶．
（2）由上述裝置圖可知：①錯誤：試管口向上傾斜，改正：試管口稍向下傾斜；②錯誤：向上排空氣法收集氣體的導管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導管應伸入到接近瓶底．
（3）①用碳酸鈣與稀鹽酸制取二氧化碳的反應文字表達式是：碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+二氧化碳+水；③組藥品反應的速率太快，不易收集這是不用第③組藥品的原因．
②選擇用B或者C的發生裝置．選擇的依據：固液常溫下反應制取氣體．比較這兩個裝置可知，B裝置的一個突出優點可以控制反應的發生和停止．
③由于二氧化碳不支持燃燒，所以驗滿的方法是：將燃著的木條伸入瓶口處，若木條熄滅，則證明收集滿了
（4）①根據題意為了可以控制的反應的發生和停止，可選用裝置B，屬于固液常溫下反應制取氣體，可用過氧化氫和二氧化錳的混合物制取氧氣，反應的方程式2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O．由于氧氣的密度略大于空氣的密度，用G裝置收集氧氣體的進氣口是a；
②通過實驗可以看出，氧氣含量達到35%帶火星的木條就可以復燃，所以用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠．
③集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×空氣中氧氣的體積分數21%．
④由圖中可知，當氧氣的體積分數達到35%時，帶火星的木條復燃．．此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為：14%+35%=49%．
⑤只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，則氧氣的含量需要在49%左右，分析坐標，可知道溫度大約在82°左右；
⑥采取“半值法”探究能減少實驗次數，實際上就是通過實驗數據的分析，減少不必要的實驗，第二組實驗若按②、③的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在33%～35%之間，從而省去編號①、④、⑤的實驗．
故答案為：（1）：①長頸漏斗；②集氣瓶．（2）①錯誤：試管口向上傾斜，改正：試管口稍向下傾斜．；②錯誤：向上排空氣法收集氣體的導管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導管應伸入到接近瓶底．（3）①碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+二氧化碳+水；產生氣體速率很快，不易收集．②固液常溫下反應制取氣體；可以控制反應的發生和停止．③將燃著的木條伸入瓶口處，若木條熄滅，則證明收集滿了；a．（4）①B；2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O；a．②否；③21；④35；49．⑤82．⑥①、④、⑤．

點評：設計實驗時，要明確實驗的目的，要注意控制一些變量，本題還采用了“半值法”，從而可減少實驗的次數，減少實驗的過程．