Question

13．繪制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖是填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告常用的一項(xiàng)重要技能．如圖1是某同學(xué)正在繪制的實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的裝置圖．

（1）請你幫他將裝置圖補(bǔ)充完整：
（2）寫出用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）用收集到的氧氣完成如圖2實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到：在空氣中加熱鐵絲只能發(fā)生紅熱現(xiàn)象．但在氧氣中卻能劇烈燃燒，原因是空氣中氧氣含量相對較少，所以鐵絲在氧氣中燃燒的更劇烈_．
（4）如圖3是某同學(xué)用足量紅磷探究空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置．回答下列問題：
集氣瓶事先放有少量水的原因是吸熱、降溫、減壓防止膠塞彈開；待裝置冷卻至室溫，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象水沿導(dǎo)管流入集氣瓶，約占瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$；請用物理和化學(xué)知識(shí)解釋原因紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體，使瓶中氣體減少，氣壓變小，小于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差作用下，水流入集氣瓶中，又由于氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，所以水流入約瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置將裝置圖補(bǔ)充完整；
（2）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)空氣中的氧氣含量較低進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)水能夠吸收熱量，從而能夠降低溫度，紅磷燃燒時(shí)放出大量的熱，能使集氣瓶中的壓強(qiáng)大于外界大氣壓等知識(shí)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）由圖1和實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的裝置可知，在圖1中，試管口還缺少一團(tuán)棉花，帶導(dǎo)管的單口橡皮塞，所以，補(bǔ)充如下

（2）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）在空氣中加熱鐵絲只能發(fā)生紅熱現(xiàn)象．但在氧氣中卻能劇烈燃燒，原因是：空氣中氧氣的含量（或濃度）相對較少，因此在空氣中只能發(fā)生紅熱現(xiàn)象，而在氧氣中氧氣的濃度大，能與氧氣充分接觸，能劇烈燃燒；
（4）集氣瓶事先放有少量的水，能夠吸熱降溫減壓、吸收生成的五氧化二磷，從而使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行；待裝置冷卻至室溫，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象水沿導(dǎo)管流入集氣瓶，約占瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$，原因是：紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體，使瓶中氣體減少，氣壓變小，小于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差作用下，水流入集氣瓶中，又由于氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，所以水流入約瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$．
故答案為：（1）

（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）空氣中氧氣含量相對較少，所以鐵絲在氧氣中燃燒的更劇烈；
（4）吸熱、降溫、減壓防止膠塞彈開；
水沿導(dǎo)管流入集氣瓶，約占瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$；
紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體，使瓶中氣體減少，氣壓變小，小于外界大氣壓，在壓強(qiáng)差作用下，水流入集氣瓶中，又由于氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，所以水流入約瓶中氣體體積的$\frac{1}{5}$．

點(diǎn)評 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置和鐵絲在氧氣中燃燒的注意事項(xiàng)，屬于基礎(chǔ)的知識(shí)，難度不大．應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)的能力．