结合如图实验装置,回答下列问题。
(1)图中 a、b 仪器的名称:a_______,b_______。
(2)用高锰酸钾固体制较纯净的氧气选用的制取装置是_______,反应的化学方程式_______;若用 D 装置收集 O2,则气体收集完毕时,应怎样操作才合理?_______(填序号:①先熄灭酒精灯再将导管移出水面。②将导管移出水 面再熄灭酒精灯);若用 E 装置收集 O2,则气体应从_______端通入(填“c”或“d”)。
(3)在常温条件下用块状固体和液体制取气体时,改用 C 装置(多孔隔板用来放块状固体)代替 B 装置的优点是_______。下列反应适用于该装置的是_______(填序号)。
①大理石和稀盐酸②碳酸钠固体粉末和稀硫酸③锌粒与稀硫酸④过氧化氢溶液与二氧化锰
(4)已知过氧化钠(Na2O2)是淡黄色粉末固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气,如果用这种方法制取氧气,发生装置应选择_______,有关反应化学方程式为_______。
酒精灯 长颈漏斗 AD 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ② c 可以控制反应的发生和停止 ①③ B 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【解析】
分析实验室制取氧气的装置、操作及扩展。
【详解】
(1)仪器的名称:a酒精灯,b长颈漏斗。
(2)用高锰酸钾固体制取氧气,反应需要加热,选择加热制气装置,为得到较纯净的氧气需选排水法收集,所以制取装置是AD,反应的化学方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;用排水法收集 O2,则气体收集完毕时,应将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒流进入试管,使试管破裂;用 E 装置收集 O2,氧气的密度比空气的大,则气体应从c端通入,d端出气。
(3)在常温条件下用块状固体和液体制取气体时,选用C 装置,当关闭活塞时,反应容器内气压增大,液体被压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,当打开活塞时,气体排出,容器内压强变小,液体与固体接触,反应进行。因此,改用 C 装置代替 B 装置的优点是可以控制反应的发生和停止。适用于该装置的是大理石与稀盐酸和锌粒与稀硫酸,因为它们都是属于颗粒固体和液体反应。而碳酸钠固体粉末与稀硫酸和过氧化氢溶液与二氧化锰,固体属于粉末状,会穿过多孔隔板,无法控制反应停止。
(4)因为过氧化钠和水在常温下反应生成氢氧化钠和氧气,发生装置应是固-液不加热装置,选择B,反应化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
【点睛】
在初中化学中,制取气体的装置有两大类:1、是固-固加热制气装置;2、是固-液不加热制气装置。选择发生装置时,要考滤反应物状态和反应条件。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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