Question

實驗室制取氧氣和二氧化碳，是初中化學學習的重要內容．下圖所示為實驗室常用的實驗裝置．

（1）寫出標有字母的儀器名稱：a是______，b是______．
（2）實驗室用大理石和稀鹽酸制取CO₂應選擇的氣體發生裝置是______（填序號，下同）；既可用來收集CO₂，又可用來收集O₂的氣體收集裝置是______．
（3）實驗室可用B裝置制取O₂，寫出一個用B裝置制取O₂的化學方程式______；用C裝置收集的O₂進行實驗時，發現O₂不純，其原因除與水接觸產生水蒸氣外，另一原因可能是______．
（4）測得用來收集氧氣的集氣瓶實際容積為300mL，要求收集的氧氣占集氣瓶容積的體積分數為50%（即空氣占50%），可選用______裝置收集（選填裝置序號）．請簡述實驗操作方法：______．
完成實驗后，集氣瓶中氧氣的體積分數為______．（已知空氣中氧氣的體積分數為21%）

Answer 1

解：（1）熟記常用儀器，標有字母的儀器名稱為：a錐形瓶，b鐵架臺；
（2）實驗室用大理石和稀鹽酸制取CO₂應選擇的氣體發生裝置，不需要加熱，所以選擇A裝置；因為二氧化碳與氧氣的密度大于空氣，且二氧化碳可溶于水，所以既可用來收集CO₂，又可用來收集O₂的氣體收集裝置，用向上排空氣法的D裝置；
（3）實驗室可用B裝置制取O₂，即加熱制取氧氣的反應：2KClO₃2KCl+3O₂↑；用C裝置收集的O₂進行實驗時，而發現O₂不純，其原因除與水接觸產生水蒸氣外，另一原因可能是導管口剛有氣泡冒出時立即收集
（4）測得用來收集氧氣的集氣瓶實際容積為300mL，要求收集的氧氣占集氣瓶容積的體積分數為50%（即空氣占50%），可選用排水法收集的C裝置；實驗操作方法：在集氣瓶中裝150mL水，蓋上玻璃片，倒立在水槽中，用排水法收集到滿；
已知空氣中氧氣的體積分數為21%，所以集氣瓶內的氧氣：為150mL收集的氧氣和150mL空氣中所含的氧氣，則純氧氣的體積為：150+150×21%=181.5mL，故氧氣的體積分數為：×100%=60.5%
故答為：（1）a錐形瓶，b鐵架臺；（2）A；D；（3）2KClO₃2KCl+3O₂↑；導管口剛有氣泡冒出時立即收集；
（4）C；在集氣瓶中裝150mL水，蓋上玻璃片，倒立在水槽中，用排水法收集到滿；60.5%
分析：（1）化學實驗室有完善的設備、儀器和藥品供我們做實驗，只有很好的認識它們，做試驗才能得心應手；
（2）根據反應物的狀態和是否需要加熱選擇反應裝置；收集氣體要考慮氣體的密度和水溶性等方面；
（3）加熱制取氧氣的反應：氯酸鉀或高錳酸鉀正確氧氣；了解收集氧氣的注意事項；
（4）排水法可以直觀的觀察收集到的氧氣體積；集氣瓶中氧氣的體積有兩部分：收集的氧氣和原空氣中的氧氣．
點評：了解氣體制取裝置的選擇和連接方法；掌握氧氣的正確裝置和注意點及步驟、二氧化碳和氫氣的實驗室制取原理和檢驗方法．