Question

实验室制取氧气和二氧化碳，是初中化学学习的重要内容．下图所示为实验室常用的实验装置．

（1）写出标有字母的仪器名称：a是

 

，b是

 

．
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取CO₂应选择的气体发生装置是

 

（填序号，下同）；既可用来收集CO₂，又可用来收集O₂的气体收集装置是

 

．
（3）实验室可用B装置制取O₂，写出一个用B装置制取O₂的化学方程式

 

；用C装置收集的O₂进行实验时，发现O₂不纯，其原因除与水接触产生水蒸气外，另一原因可能是

 

．
（4）测得用来收集氧气的集气瓶实际容积为300mL，要求收集的氧气占集气瓶容积的体积分数为50%（即空气占50%），可选用

 

装置收集（选填装置序号）．请简述实验操作方法：

 

．
完成实验后，集气瓶中氧气的体积分数为

 

．（已知空气中氧气的体积分数为21%）

Answer 1

分析：（1）化学实验室有完善的设备、仪器和药品供我们做实验，只有很好的认识它们，做试验才能得心应手；
（2）根据反应物的状态和是否需要加热选择反应装置；收集气体要考虑气体的密度和水溶性等方面；
（3）加热制取氧气的反应：氯酸钾或高锰酸钾正确氧气；了解收集氧气的注意事项；
（4）排水法可以直观的观察收集到的氧气体积；集气瓶中氧气的体积有两部分：收集的氧气和原空气中的氧气．

解答：解：（1）熟记常用仪器，标有字母的仪器名称为：a锥形瓶，b铁架台；
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取CO₂应选择的气体发生装置，不需要加热，所以选择A装置；因为二氧化碳与氧气的密度大于空气，且二氧化碳可溶于水，所以既可用来收集CO₂，又可用来收集O₂的气体收集装置，用向上排空气法的D装置；
（3）实验室可用B装置制取O₂，即加热制取氧气的反应：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；用C装置收集的O₂进行实验时，而发现O₂不纯，其原因除与水接触产生水蒸气外，另一原因可能是导管口刚有气泡冒出时立即收集
（4）测得用来收集氧气的集气瓶实际容积为300mL，要求收集的氧气占集气瓶容积的体积分数为50%（即空气占50%），可选用排水法收集的C装置；实验操作方法：在集气瓶中装150mL水，盖上玻璃片，倒立在水槽中，用排水法收集到满；
已知空气中氧气的体积分数为21%，所以集气瓶内的氧气：为150mL收集的氧气和150mL空气中所含的氧气，则纯氧气的体积为：150+150×21%=181.5mL，故氧气的体积分数为：

181.5

300

×100%=60.5%
故答为：（1）a锥形瓶，b铁架台；（2）A；D；（3）2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；导管口刚有气泡冒出时立即收集；
（4）C；在集气瓶中装150mL水，盖上玻璃片，倒立在水槽中，用排水法收集到满；60.5%

点评：了解气体制取装置的选择和连接方法；掌握氧气的正确装置和注意点及步骤、二氧化碳和氢气的实验室制取原理和检验方法．