下列装置常用于实验室制取气体。请根据给出的装置回答下列问题。
( 1)写出仪器①的名称 _____ 。
( 2)实验室用氯酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 _____ (填序号),化学方程式是 _____ ,若用 C装置收集氧气,当观察到 _____ 时,开始收集。
( 3)用B和E装置制取并收集CO 2 ,反应的化学方程式为 _____ 。选择装置 B作为制取CO 2 气体的发生装置,其突出优点是 _____ ,若改用 F装置收集二氧化碳,则气体应从 ____ (填 “a”或“b”)端进入。制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体和水蒸气,欲使用G、H装置将以上杂质气体除去,则装置正确的连接顺序是:混合气体→ _____ (用导气管端口字母表示)
长颈漏斗 A 2KClO 3 2KCl + 3O 2 ↑ 气泡均匀连续的放出 CaCO 3 +2HCl==CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑ 可以控制反应的发生和停止 b efcd
【分析】
根据用氯酸钾制氧气 、 实验室制二氧化碳原理 , 操作方法进行分析解答。
【详解】
( 1) 仪器 ①的名称为长颈漏斗;
( 2 )如果用氯酸钾制氧气 , 氯酸钾是固体且需要加热,应选用装置 A, 氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式是 2KClO 3 2KCl + 3O 2 ↑ ;若用 C 装置收集氧气,若一有气泡就收集,得到的气体混有空气,为了得到较纯的氧气,当观察到:气泡均匀连续的放出时,开始收集;
( 3 )实验室制取 CO 2 ,是在常温下,用大理石 ( 或石灰石 ) 和稀盐酸制取的,大理石 ( 或石灰石 ) 的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,该反应的化学方程式是 CaCO 3 +2HCl==CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ↑ ;选择装置 B 作为制取 CO 2 气体的发生装置时 , 大理石 ( 或石灰石 ) 放在多孔隔板上,盐酸从长颈漏斗中加入 , 关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把盐酸压入长颈漏斗,大理石(或石灰石)和盐酸分离,反应停止,打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,大理石(或石灰石)和盐酸混合,反应进行,所以选择装置 B 作为制取 CO 2 气体的发生装置,其突出优点是:可以控制反应的发生和停止;二氧化碳的密度比空气大 , 若改用 F 装置收集二氧化碳,则气体应从 b 进入;制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体和水蒸气,碳酸氢钠与盐酸反应生成物氯化钠、水和二氧化碳,碳酸氢钠溶液可除去氯化氢气体,浓硫酸具有吸水性,可除去水蒸气,要先除杂质后干燥,并且长进短出 , 所以欲使用 G、H 装置将以上杂质气体除去,则装置正确的连接顺序是:混合气体 →efcd。
【点睛】
本题主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写、气体的干燥和除杂等,综合性比较强。气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。
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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