Question

4．如圖1是實驗室常用氣體制備裝置，據(jù)圖回答問題

（1）實驗室用高錳酸鉀制一瓶純凈的氧氣，反應的化學方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，應選擇的收集裝置是D或F（填字母代號）；如果選用圖2裝置收集氧氣，氣體應從a（填“a”或“b”）端導入．
（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制備氧氣的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，某化學小組同學用20%的過氧化氫溶液和二氧化錳，并選用B裝置來制備氧氣．實驗室中，同學們發(fā)現(xiàn)不能得到平穩(wěn)的氧氣流．大家提出從兩個方面加以改進：
一是把發(fā)生裝置由B改為C，其理由是可以控制液體流量來控制反應速率
一是將過氧化氫溶液加水稀釋．溶液的稀釋需要經(jīng)過計算、量取、混勻三個步驟．如果把50克質(zhì)量分數(shù)為20% 的過氧化氫溶液稀釋成5%的過氧化氫溶液，需加水的質(zhì)量為150克；在整個過程中，除了燒杯外，還需要用到的儀器有①⑤⑥（填數(shù)字序號）
?①量筒?②鑰匙?③試管④酒精燈⑤滴管⑥玻璃棒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)高錳酸鉀制取氧氣的原理寫出反應的化學方程式，并據(jù)氧氣的密度和溶解性確定收集裝置，氧氣密度比空氣大，所以應從長管進氣；
（2）根據(jù)實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣的反應寫出化學方程式；利用注射器加入液體時能控制加入液體的量；根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量不變原理計算加入水的質(zhì)量，根據(jù)稀釋的操作分析用到的玻璃儀器．

解答 解：（1）高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，反應的化學方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，因氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，所以收集裝置可選用D或F；如果選用圖2裝置收集氧氣，氣體應從長管進入，因為氧氣的密度比空氣大；
（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，某化學小組同學用20%的過氧化氫溶液和二氧化錳，并選用B裝置來制氧氣．實驗中，同學們發(fā)現(xiàn)不能得到平穩(wěn)的氧氣流．大家提出從兩個方面加以改進：一是把發(fā)生裝置由B改為C，原因是用注射器注入過氧化氫溶液，可以逐滴滴加液體，控制液體的流量，從而可控制產(chǎn)生氧氣的速率；二是將過氧化氫溶液加水稀釋．溶液的稀釋需要經(jīng)過計算需要的水的量、量筒量取液體、將要稀釋的溶液與水混勻三個步驟，
如果把50g質(zhì)量分數(shù)為20%的過氧化氫溶液稀釋成5%的過氧化氫溶液，稀釋過程中溶質(zhì)的質(zhì)量不變，設需加水的質(zhì)量為為x，則50g×20%=（50g+x）×5%，解得 x=150g；在稀釋過程中，除了燒杯外，還需要用到的儀器有：量取液體的量筒、定容用的滴管、用來攪拌的玻璃棒．
故答案為：（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，D（或F），a；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可以控制液體流量來控制反應速率，150，①⑤⑥．

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．