【解读“氧气的实验室制法”的装置选择】实验室制氧气的装置

时间：2018-12-24 03:19:42　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　《化学课程标准》指出：义务教育阶段化学课程中的“科学探究”，是学生主动获取知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。“科学探究”是一种重要的学习方式，其中二级主题“学习基本的实验技能”下的“初步学习运用选择简单装置制取某些气体”内容，是每年全国各地中考命题的重点和热点，而“氧气的实验室制法”是同学们第一次接触此块内容，为帮助同学们更好地掌握这些知识，特整理如下：
　　实验室制取氧气的常见装置如下：
　　装置A、B为气体发生装置，选择的依据是根据反应物的状态和反应条件的不同。如反应物为固体，反应条件需要加热，则发生装置应选A（习惯将装置A命名为“固体加热型”），所以实验室用高锰酸钾制氧气的发生装置应选A（一般要在试管口放一团棉花），因为高锰酸钾是固体，而该反应的发生要加热；如反应物中有液体和固体，反应在常温下就能进行，则发生装置应选B（习惯将装置B命名为“固液常温型”），所以实验室用过氧化氢制氧气的发生装置应选B，因为反应前过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，而该反应在常温下就能发生。
　　装置C、D、E为气体收集装置，选择的依据是根据实验室制备的气体的物理性质（密度及溶解性）和化学性质（能否与水及空气中的氧气反应）的不同。如气体的密度比空气大且不与氧气反应，则气体收集装置应选择装置D（习惯将装置D命名为“向上排气法”），所以实验室制备氧气的收集装置可以选择装置D，因为氧气的密度比空气略大；如气体的密度比空气小且不与氧气反应，则气体收集装置应选择装置E（习惯将装置E命名为“向下排气法”）；如气体不易或难溶于水且不与水反应，则气体收集装置应选择装置C（习惯将装置C命名为“排水集气法”），所以实验室制氧气的收集装置也可以选择装置C，因为氧气不易溶于水且不与水发生反应。
　　实验室制备气体的发生装置还有如下图所示：
　　与装置C相比：装置F具有“能随时控制反应的发生和停止”的功能，但由于有孔塑料板上一般放置块状固体，而二氧化锰是粉末状固体，所以一般不用装置F制备氧气；装置G可通过分液漏斗上的活塞控制液体流下的速度来控制化学反应的速度（长颈漏斗不具有此作用），实验室用过氧化氢制备氧气大都用此装置；装置H具有“节约液体用量”的功能，因为装置C在使用过程中，长颈漏斗的下端要伸至液面以下，所以用装置C实验时所需液体的量往往比较大。
　　实验室制备气体的收集装置还有如下图所示：
　　一般来说，排水法比排气法得到的气体更加纯净些，而排气法比排水法得到的气体则更加干燥些。用装置I收集气体时，密度比集气瓶中气体密度比大的气体应从导管e通入，密度比集气瓶中气体密度比小的气体应从导管f通入；用装置J收集气体时，气体一定要从导管f通入；用装置K收集气体时，气体也要从导管f通入，其中植物油的作用是可以防止气体溶于水或与水发生反应。
　　用装置I、J、K收集气体时，大多是因为实验时需考虑除获得气体外的其他问题，如有时要考虑实验时尽可能不让气体扩散到空气中（因为实验室制备的气体有些对环境是有污染的），有时要测量制得气体的体积等，这时往往需要在收集装置前后再连接其他装置，组成较为复杂的装置如下图所示：
　　练一练
　　实验室常用下列装置制取气体，请根据所学知识回答下列问题。
　　（1）写出仪器a的名称；
　　（2）用装置A制取氧气的文字表示达式为。
　　（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合制取氧气，选用装置C比选装置B做气体发生装置，其优点是什么。
　　（4）汽车尾气中的一氧化氮是一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体，实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是（填序号）。
　　参考答案：（1）集气瓶（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气（3）可控制反应的速度（4） D

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