Question

8．從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟應(yīng)為：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；②收集有關(guān)資料；③設(shè)計(jì)合理方案；④進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你按照以上四個(gè)步驟，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)室中用過(guò)氧化氫（H₂O₂）制取氧氣．
【明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚河眠^(guò)氧化氫在實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣．
【收集有關(guān)資料】過(guò)氧化氫是一種無(wú)色液體，在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，其反應(yīng)的文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
【設(shè)計(jì)合理方案】：發(fā)生裝置選用B（填序號(hào)，下同），收集裝置選用C（或E）．
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】寫出指定儀器的名稱：①試管 ②集氣瓶
（2）在實(shí)驗(yàn)室中，可以用加熱KMnO₄的方法制取氧氣．
①【明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚河眉訜酜MnO₄的方法制取氧氣．
其反應(yīng)的文字表達(dá)式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．
②【設(shè)計(jì)合理方案】：發(fā)生裝置選用A，若選用C收集裝置收集氧氣，你驗(yàn)證集氣瓶中是否已收集滿的方法是將帶 火星的木條放于集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說(shuō)明收集滿了．
③【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】：小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中看到水槽中的水變成了紅色，可能原因是試管口未放棉花．
（3）與A裝置相比，用B裝置制O₂的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便；不需加熱，節(jié)約能源（合理均可）（至少寫兩點(diǎn)）．
（4）若用F裝置收集氧氣，氧氣應(yīng)該從a（填字母）

Answer 1

分析 （1）據(jù)反應(yīng)原理書寫表達(dá)式；據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，據(jù)氣體的密度和溶解性選擇收集裝置；
（2）①該實(shí)驗(yàn)的目的是利用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，據(jù)反應(yīng) 原理書寫表達(dá)式；
②加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，驗(yàn)滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
③水槽中的水變紅，可能是試管口未放棉花，高錳酸鉀粉末進(jìn)入水槽引起的；
（3）B裝置具有不需加熱，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；
（4）氧氣密度比空氣大，所以應(yīng)從長(zhǎng)管進(jìn)氣，將空氣擠壓到集氣瓶上部排出．

解答 解：（1）【收集有關(guān)資料】過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成氧氣好水，反應(yīng)的文字表達(dá)式是：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
【設(shè)計(jì)合理方案】：該反應(yīng)不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，氧氣密度比空氣大、不易溶于水，所以可用向上排空氣法或排水法收集；
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】指定儀器分別是試管和集氣瓶；
（2）①該實(shí)驗(yàn)的目的是利用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，加熱高錳酸鉀生成 錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式是：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
②加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，驗(yàn)滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
③水槽中的水變紅，可能是試管口未放棉花，高錳酸鉀粉末進(jìn)入水槽引起的；
（3）B裝置具有不需加熱，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便，環(huán)保、可隨時(shí)添加過(guò)氧化氫溶液等優(yōu)點(diǎn)；
（4）氧氣密度比空氣大，所以應(yīng)從長(zhǎng)管進(jìn)氣，將空氣擠壓到集氣瓶上部排出；
故答案為：（1）過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
B； C或E；   
試管；  集氣瓶；
（ 2 ） ①用加熱KMnO₄的方法制取氧氣；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
②A； 將帶 火星的木條放于集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說(shuō)明收集滿了；
③試管口未放棉花；
（3）操作簡(jiǎn)便；不需加熱，節(jié)約能源（合理均可）；
（4）a．

點(diǎn)評(píng) 了解制取氧氣的反應(yīng)原理、驗(yàn)滿、注意事項(xiàng)等知識(shí)，即可 順利解答，難度不大．