化学是一门以实验为基础的科学。根据如图所示的装置,回答下列问题。
注:浓硫酸可以吸收水蒸气,用作气体干燥剂。
( 1 )图中标有序号 ① 的仪器名称是 ________ 。
( 2 )实验室用 A 装置制取氧气,发生反应的文字表达式是 _______ ,在试管口放棉花团的作用是 ________ 。
( 3 )用向上排空气法收集氧气时,以 _______ 为氧气集满的标准;
( 4 )向上排空气法收集到的氧气浓度只有 80% 左右的原因有 ______ 。
A 氧气的密度与空气的密度接近
B 加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有 80% 左右
C 当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气
D 当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散
( 5 )用双氧水制取氧气,探究石蜡燃烧的产物,应选择装置 B 与 ________ 、 ________ (填字母)组合。
( 6 )确定实验室制取气体的反应原理时,下列因素中不需要考虑的是 ___ (选填字母序号)。
A 药品容易获得,能生成所要制取的气体
B 反应条件易于控制,反应速率适中
C 操作简便易行,安全可靠,节能环保
D 所要制取气体的颜色和气味
集气瓶 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管 将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃 ACD E F D
【详解】
( 1 )图中标有序号 ① 的仪器名称是:集气瓶;
( 2 ) A 装置适用于固体加热反应制取氧气,且试管口有一团棉花,故适用于高锰酸钾加热制取氧气,高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气;在试管口放棉花团的作用是:防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管;
( 3 )用向上排空气法收集氧气时,氧气的验满方法是:将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气满了;
( 4 )向上排空气法收集到的氧气浓度只有 80% 左右的原因有:氧气的密度与空气的密度接近;当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气;当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散;故答案为: ACD ;
( 5 )氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,石蜡燃烧生成二氧化碳和水,为了不影响对石蜡燃烧产物的干扰,收集的氧气应干燥,浓硫酸具有吸水性,且不与氧气反应,可用浓硫酸进行干燥,为了得到干燥的氧气,应用向上排空气法收集,故应选择 B 与 F 、 E ;
( 6 ) A 、需考虑药品是否容易获得,能否生成所要制取的气体, A 正确;
B 、需考虑反应条件是否易于控制,反应速率适中, B 正确;
C 、需考虑操作简便易行,安全可靠,节能环保, C 正确;
D 、不需考虑要制取气体的颜色和气味,气体的颜色和气味是物理性质,与制取气体的方法、原理和操作过程没有关系, D 不正确。
故选 D 。
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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