Question

7．某研究性學習小組欲利用如圖1的裝置進行氧氣制取的探究，請你分析并填空．

（1）寫出帶標號儀器的名稱：①長頸漏斗．
（2）若實驗室用高錳酸鉀制取較干燥的氧氣，則選用的制取裝置組合是AD，在固定試管時，試管口必須略向下傾斜，這是為了防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管．用此方法收集氧氣證明氧氣已集滿的方法是將帶火星的木條放在瓶口，木條復燃，證明集滿．若用F裝置收集氧氣，則氧氣從a端（填“a”或“b”）進入，該反應的符號表達式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）實驗室常用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物的方法制取氨氣（NH₃），同時得到氯化鈣和水．已知氨氣是一種無色的有刺激性氣味的氣體，極易溶于水，密度比空氣�。�制取氨氣時應選用的實驗裝置組合為AC．
（4）某興趣小組要收集一瓶（100mL）含氧氣的體積分數(shù)約為80%的氣體，收集氣體的裝置如圖．收集方法是：在100mL集氣瓶里裝滿水，塞緊膠塞并關閉活塞b，打開活塞a通入氧氣，把瓶里的水排入量筒，當量筒內的水達到設定的體積后立即關閉活塞a，然后打開活塞b通入空氣，把瓶里的水全部排入量筒．則通入氧氣的體積和通入空氣的體積比約為3：1．（填最簡整數(shù)比）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（2）根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，向上排空氣法收集的氧氣純凈，在固定試管時，試管口必須略向下傾斜，這是為了防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管，氧氣有助燃性，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進行分析；
（3）根據(jù)實驗室制取氨氣的反應物是固體，反應條件是加熱，氨氣極易溶于水，密度比空氣小進行分析；
（4）根據(jù)需要考慮到空氣中也含有氧氣，氧氣約占空氣總體積的五分之一，氧氣的總體積應是通入的氧氣的體積加上通入的空氣中含有的氧氣的體積；然后根據(jù)氧氣的體積分數(shù)約為40%，列等式進行計算．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是長頸漏斗；
（2）高錳酸鉀是固體，反應條件是加熱，因此發(fā)生裝置選擇A，氧氣密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，且排空氣法收集的干燥，所以選用的制取裝置組合是 AD，在固定試管時，試管口必須略向下傾斜，這是為了防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管，證明氧氣已集滿的方法是 帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明集滿；用G裝置排水法收集氧氣，氧氣從 a端進入，將水從b端排出，化學方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）實驗室制取氨氣的反應物是固體，反應條件是加熱，氨氣極易溶于水，密度比空氣小，所以制取氨氣時應選用的實驗裝置組合為AC；
（4）要考慮空氣中也有氧氣，氧氣約占空氣總體積的五分之一；
設通入氧氣后量筒內水的體積為x，
$\frac{[x+（100mL-x）×\frac{1}{5}]}{100mL}$×100%═80%
解得x═75mL，所以通入空氣的體積為75mL，則通入氧氣的體積和通入空氣的體積比約為75mL：25mL=3：1．
故答案為：（1）長頸漏斗；
（2）AD，略向下傾斜，防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管，證明氧氣已集滿的方法是 帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明集滿； a2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）AC；
（4）3：1．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．