Question

2．從事科學實驗的重要環(huán)節(jié)是進行科學實驗設計．科學實驗的正確步驟應為：①明確實驗目的；②收集有關資料；③設計合理方案；④進行科學實驗．請你按照以上四個步驟，完成以下實驗設計，根據(jù)圖回答問題：

（1）寫出儀器a、b的名稱．a是酒精燈；b是分液漏斗．
（2）在實驗室中用過氧化氫（H₂O₂）制取氧氣．
【明確實驗目的】用過氧化氫在實驗室里制取氧氣．
【收集有關資料】過氧化氫是一種無色液體，在二氧化錳的作用下，迅速分解出氧氣，其反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【設計合理方案】發(fā)生裝置選用B（填序號，下同），收集裝置選用C或E．
【進行科學實驗】
（3）在實驗室中，可以用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣．
①【明確實驗目的】．
②【收集有關資料】氯酸鉀是白色的固體，二氧化錳是黑色的固體．且二氧化錳在反應中起作用．其反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
③【設計合理方案】發(fā)生裝置選用，若選用C收集裝置收集氧氣，你驗證集氣瓶中是否已收集滿的方法是把帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明集滿．
（4）氫氣是密度小于空氣、難溶于水的氣體，實驗室用鋅粒、稀硫酸混合制取氫氣．制取氫氣的發(fā)生裝置應選擇B，收集裝置應選D或E．鋅粒與稀硫酸反應的化學方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．

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）【收集有關資料】根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣進行分析；
【設計合理方案】根據(jù)實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，氧氣不易溶于水，密度比空氣大進行分析；
（3）②【收集有關資料】根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣進行分析；
③【設計合理方案】根據(jù)實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，氧氣有助燃性進行分析；
（4）根據(jù)實驗室制取氫氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，氫氣的密度比空氣小，難溶于水，鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣進行分析．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，a是酒精燈，b是分液漏斗；
（2）【收集有關資料】過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【設計合理方案】實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，氧氣不易溶于水，密度比空氣大，所以發(fā)生裝置選用B，收集裝置選用C或E；
（3）②【收集有關資料】氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
③【設計合理方案】實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，所以發(fā)生裝置選用A，氧氣有助燃性，所以驗證集氣瓶中是否已收集滿的方法是：把帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明集滿；
（4）實驗室制取氫氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，氫氣的密度比空氣小，難溶于水，鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，所以制取氫氣的發(fā)生裝置應選擇B，收集裝置應選D或E，化學方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
故答案為：（1）酒精燈，分液漏斗；
（2）【收集有關資料】2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【設計合理方案】B，C或E；
（3）②【收集有關資料】2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
③【設計合理方案】A，把帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明集滿；
（4）B，D或E，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．

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．