Question

11、如圖裝置在實驗室有多種用途．現有適量的水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸，請以H₂、CO₂、NH₃（易溶于水，其水溶液顯堿性）、SO₂（易溶于水、其水溶液顯酸性）、NO（難溶于水，易被空氣氧化）、Cl₂（能溶于水，其水溶液顯酸性）、N₂（難溶于水）、CH₄、CO等氣體為例，在不改變裝置的位置的前提下，設計實驗（注明進出口）：
（1）如何用此裝置來收集上述氣體（三種方法）：
（2）除此之外，該裝置還有何用途，請舉例說明（至少舉二例）

Answer 1

分析：（1）根據收集氣體的原理，當瓶內空氣由管口處于上方的B管排出時，該裝置為向上排空氣法收集氣體；當瓶內空氣由管口處于下方的A管排出時，該裝置則為向下排空氣法收集氣體；若在瓶內充滿水而氣體由B管進入水則從A管排出時，該項裝置則為排水法收集氣體；
（2）如果在裝置內加入氫氧化鈉溶液，利用某些氣體能被氫氧化鈉吸收的特點，該裝置可用于氣體的洗滌；如果在裝置內加入濃硫酸，利用濃硫酸的吸水性，該裝置又可對一些氣體進行干燥處理；若在裝置內先收集氣體，然后通過A管注入水排出瓶內氣體，該裝置又可用于氣體的儲存．

解答：解：（1）用此裝置進行收集氣體時，氣體從A管進入，瓶內空氣則從管口處于上方的B管排出，表現為向上排空氣收集氣體，一些密度大于空氣的氣體可使用該裝置進行收集，如CO₂、SO₂、Cl₂；氣體從B管進入，瓶內空氣則從管口處于下方的A管排出，表現為向下排空氣收集氣體，密度小于空氣的氣體可使用此裝置進行收集，如H₂、NH₃、CH₄；在瓶內盛滿水，氣體由B管進入，瓶內水則由A管排出，表現為排水法收集氣體，不溶于水或不易溶于水的氣體可使用此裝置進行收集，如H₂、NO、N₂、CH₄、CO；
（2）利用某些氣體能被氫氧化鈉吸收的特點、濃硫酸的吸水性，在裝置內加入氫氧化鈉溶液或濃硫酸，該裝置可用作洗氣裝置；通過A管向裝置內注入水，可排出瓶內氣體，因此該裝置還可用作儲氣裝置；
故答案為：
（1）收集氣體：氣體由A進入，向上排空氣法，可收集CO₂、SO₂、Cl₂；氣體由B進入，向下排空氣法，可收集H₂、NH₃、CH₄；瓶中裝滿水，氣體由B進，將水從A排出，用排水集氣法，可收集H₂、NO、N₂、CH₄、CO．
（2）儲氣瓶：水由A進入，將氣體從B管排出，從儲氣瓶中取用不溶于水的氣體：H₂、NO、N₂、CH₄、CO．
洗氣瓶：瓶內裝適量NaOH溶液，氣體由A進B出，可洗去氣體中的CO₂、SO₂、Cl₂．
瓶內裝適量濃H₂SO₄，氣體由A進B出，可洗去氣體中的NH₃、H₂O氣．
（若沒有標明氣體的進出口，不給分，其它合理答案也酌情給分）

點評：明確氣體的收集與氣體密度與溶解性相關，掌握收集氣體方法的基本原理，可以更好地把握本類問題的解答．