Question

實驗室常用下列裝置制取氣體，請你根據(jù)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(jié)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(dǎo)管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導(dǎo)管應(yīng)伸入到接近瓶底．

．
上述裝置改進后，請繼續(xù)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(xiàn)象
①	塊狀石灰石和稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡速率適中
②	塊狀石灰石和稀硫酸	產(chǎn)生氣泡速率緩慢并逐漸停止
③	碳酸鈉粉末和稀鹽酸	產(chǎn)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(fā)生反應(yīng)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(chǎn)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(fā)生裝置．你認為他選擇的依據(jù)是

固液常溫下反應(yīng)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(yōu)點

可以控制反應(yīng)的發(fā)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(yīng)從導(dǎo)管口

a

通入．
（4）小亮發(fā)現(xiàn)：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(fù)燃．那么，使帶火星的木條復(fù)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(xiàn)象．
小亮在前一組實驗的基礎(chǔ)上又做了第二、三組實驗，三組實驗的數(shù)據(jù)和現(xiàn)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(shù)（%）	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(fù)燃	復(fù)燃	很亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮

請根據(jù)實驗回答下列問題：
①為了達到實驗?zāi)康谋仨氂门潘�法收集氧氣．請你幫小亮選出制取氧氣的發(fā)生和收集裝置

B

，寫出制取氧氣的化學反應(yīng)文字表達式

2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O

．若用G來代替收集裝置，則氣體應(yīng)從導(dǎo)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(shù)=收集的氧氣占容積的體積分數(shù)+瓶中空氣占容積的體積分數(shù)×

21

%．
④收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為

35

%時，可使帶火星的木條復(fù)燃，這時集氣瓶中氧氣分數(shù)是

49

%（計算結(jié)果保留整數(shù)）．
⑤用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產(chǎn)生的氧氣時，往往難以復(fù)燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線如下圖所示．若只考慮氧氣的體積分數(shù)對實驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)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(shù)．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(shù)應(yīng)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(jù)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(jù)反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式，反應(yīng)太快是不易收集氣體；
②根據(jù)裝置的特點分析確定的因素．觀察B裝置分析優(yōu)點．
③根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)分析驗滿的方法．
④根據(jù)二氧化碳與空氣的密度關(guān)系分析用G裝置收集二氧化碳的進氣口．
（4）①根據(jù)可以隨時控制反應(yīng)選擇發(fā)生裝置和藥品，寫出反應(yīng)的方程式．根據(jù)氧氣與空氣的密度關(guān)系分析用G裝置收集氣體的進氣口；
②根據(jù)使帶火星的木條復(fù)燃的體積分數(shù)分析判斷；
③根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)計算．
④根據(jù)表中的數(shù)據(jù)找出是帶火星木條復(fù)燃的最低體積分數(shù)并計算出氧氣的體積分析；
⑤根據(jù)圖象查出溫度；
⑥“半值法”的應(yīng)用可以減少實驗的次數(shù)，節(jié)約時間，確定時采用的一般是中間值．據(jù)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(dǎo)管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導(dǎo)管應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(fā)生裝置．選擇的依據(jù)：固液常溫下反應(yīng)制取氣體．比較這兩個裝置可知，B裝置的一個突出優(yōu)點可以控制反應(yīng)的發(fā)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(jù)題意為了可以控制的反應(yīng)的發(fā)生和停止，可選用裝置B，屬于固液常溫下反應(yīng)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(yīng)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(fù)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(shù)=收集的氧氣占容積的體積分數(shù)+瓶中空氣占容積的體積分數(shù)×空氣中氧氣的體積分數(shù)21%．
④由圖中可知，當氧氣的體積分數(shù)達到35%時，帶火星的木條復(fù)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(nèi)共有氧氣的分數(shù)為：14%+35%=49%．
⑤只考慮氧氣的體積分數(shù)對實驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)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(shù)，實際上就是通過實驗數(shù)據(jù)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(shù)應(yīng)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(dǎo)管未伸入到接近瓶底，改正：向上排空氣法收集氣體的導(dǎo)管應(yīng)伸入到接近瓶底．（3）①碳酸鈣+鹽酸→氯化鈣+二氧化碳+水；產(chǎn)生氣體速率很快，不易收集．②固液常溫下反應(yīng)制取氣體；可以控制反應(yīng)的發(fā)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(shè)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(shù)，減少實驗的過程．