三、实验与探究题(共27分)
21(11分)化学实验是进行科学探究的重要方式。某兴趣小组进行了如下探究。
【探究一】气体的制取。
如图甲所示为实验室中常见的气体制备和收集装置,请回答下列问题：
第21题图甲
(1) 写出上述标号仪器的名称:①
试管
。
(2) 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置选用C,你认为C装置的优点是
可以控制反应速率
。
(3) 若用A装置作高锰酸钾制氧气的发生装置,还需要改进的地方是
在试管口放一团棉花
,加热高锰酸钾制氧气的化学方程式为
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
。
(4) 欲使用E装置收集二氧化碳气体,将气体从
a
(填“a”或“b”)端通入,检验二氧化碳收集满的方法是
将燃着的木条放在导管b端,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满
。
(5) 实验室用无水醋酸钠固体与碱石灰固体混合加热制得甲烷,其反应的化学方程式为$\ce{CH_{3}COONa + NaOH\xlongequal{\Delta}CH_{4}\uparrow + Na_{2}CO_{3}}}$,发生装置选用
A
(填字母),选用F装置收集甲烷,当观察到
集气瓶口有大气泡向外冒出
时,甲烷已收集满。
【探究二】燃烧的条件。
(6) 用如图乙实验验证可燃物燃烧的条件。已知:红磷着火点为$260\ °\mathrm{C}$,白磷着火点为$40\ °\mathrm{C}$。
① 一段时间后,a处红磷不燃烧,b处白磷燃烧,此现象可验证可燃物燃烧的条件是
温度达到可燃物着火点
。
② 要验证可燃物燃烧的另一个条件,c处的物质是
白磷
。
解析：
【分析】
本题为化学实验综合题，分为气体制取和燃烧条件探究两部分。解题时需结合常见化学仪器识别、气体制备装置选择依据（反应物状态和反应条件）、气体收集方法（密度、溶解性）、实验操作注意事项、燃烧条件的对比实验设计逐一分析：先回忆对应知识点，再结合题目要求明确变量、操作要点，最终得出答案。
【解析】
(1) 标号①的仪器是实验室常用的反应容器，为试管；
(2) C装置使用分液漏斗，可通过控制液体药品的滴加速度，调控过氧化氢与二氧化锰的反应速率，故优点是可以控制反应速率；
(3) 高锰酸钾加热时，粉末易随气流进入导管，因此需在试管口放一团棉花；加热高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；
(4) 二氧化碳密度比空气大，用E装置（向上排空气法）收集时，气体应从长管a端通入；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满时将燃着的木条放在短管b端，若木条熄灭则收集满；
(5) 实验室制甲烷是固体加热型反应，发生装置选A；用排水法（F装置）收集甲烷时，当观察到集气瓶口有大气泡向外冒出时，说明已收集满；
(6) ① a处红磷和b处白磷均与氧气接触、温度相同，红磷着火点高不燃烧，白磷着火点低燃烧，验证了可燃物燃烧需要温度达到着火点；② 验证燃烧需要氧气，需控制其他变量相同，c处应放白磷，使其隔绝氧气，与b处白磷燃烧形成对比。
【答案】
(1) 试管 (2) 可以控制反应速率 (3) 在试管口放一团棉花；$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$ (4) a；将燃着的木条放在导管b端，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满 (5) A；集气瓶口有大气泡向外冒出 (6) ① 温度达到可燃物着火点 ② 白磷
【知识点】
气体制备与收集、燃烧条件探究、氧气制取
【点评】
本题考查初中化学核心实验知识，涵盖仪器识别、气体制取装置选择、实验操作要点及燃烧条件的实验探究，注重基础与实验分析能力，是典型的实验综合题。
【难度系数】
0.7
