Question

14．從事實(shí)探究的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)探究的正確步驟為：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模虎谑占�有關(guān)證據(jù)；③設(shè)計(jì)合理方案；④進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你按照以上四步，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)如圖回答問題：

（1）在實(shí)驗(yàn)室中，可用過氧化氫溶液和二氧化錳混合來制取氧氣，二氧化錳起催化作用．
①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸趯?shí)驗(yàn)室里制取氧氣．
②收集資料：寫出過氧化氫溶液分解制取氧氣的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，氧氣的密度大于（填“大于”或“小于”）空氣的密度，且不易溶于水（填“不易”或“易”）．
③設(shè)計(jì)合理方案：發(fā)生裝置選用B（填裝置字母序號(hào)，下同），收集一瓶比較純凈的氧氣選用的裝置是D；若收集到的氧氣不純，可能的原因是ABC．（填序號(hào)）
A、導(dǎo)管口一有氣泡馬上就收集  B、裝置漏氣   C、收集氣體的集氣瓶未充滿水
④進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)的第一步是檢查裝置的氣密性．檢查上述所選用的發(fā)生裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)氣管一端浸入水中，用手握住錐形瓶外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則氣密性良好，檢驗(yàn)氣體是氧氣的方法是用帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復(fù)燃，證明是氧氣．
（2）在實(shí)驗(yàn)室中用加熱氯化銨與氫氧化鈣固體混合物的方法可制得氨氣，試完成如下設(shè)計(jì)：
①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸趯?shí)驗(yàn)室制取氨氣；
②收集資料：制取氨氣化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂═CaCl₂+H₂O+2NH₃↑；氨氣的密度比空氣小，極易溶于水．
③設(shè)計(jì)合理方案：F發(fā)生裝置選用A（填裝置字母序號(hào)，下同），收集裝置選用E．
④進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)
（3）工業(yè)上常用氮?dú)夂蜌錃庠诟邷�、催化劑作用下合成氨氣，�?qǐng)寫出工業(yè)上合成氨氣的化學(xué)方程式N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過氧化氫分解能生成水和氧氣；根據(jù)反應(yīng)物、生成物的性質(zhì)可以選擇發(fā)生裝置和收集裝置以及檢查裝置氣密性的方法；根據(jù)氧氣的性質(zhì)選擇檢驗(yàn)氧氣的方法．
（2）根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的反應(yīng)原理配平化學(xué)方程式，選擇發(fā)生裝置、收集裝置；
（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的原理來書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．其中二氧化錳起到催化作用；反應(yīng)不需要加熱，可以選擇B裝置制取氧氣，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，可以用向上排空氣法或排水法收集，排水法收集的氧氣比較純凈．檢驗(yàn)B裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)氣管一端浸入水中，用手握住錐形瓶外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則氣密性良好．檢驗(yàn)氧氣是用帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復(fù)燃，證明是氧氣．故填：①催化；②2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；大于；不易；③B；D；ABC；④；關(guān)閉分液漏斗的活塞，將導(dǎo)氣管一端浸入水中，用手握住錐形瓶外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則氣密性良好；用帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復(fù)燃；
（2）在實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的反應(yīng)是加熱氯化銨與氫氧化鈣固體混合物，發(fā)生裝置屬于固固加熱型，選A，由于氨氣易溶于水，密度小于空氣，應(yīng)選應(yīng)用向下排空氣法；
故填：①在實(shí)驗(yàn)室制取氨氣；③A；E；
（3）氫氣和氧氣在催化劑和高溫高壓的條件下生成氨氣，故填：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見氣體的制取裝置、收集方法等的選擇，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，關(guān)鍵是明確發(fā)生裝置、收集方法選擇的依據(jù)．