Question

4．某化學興趣小組利用下列裝置進行氧氣的實驗室制法和有關性質(zhì)的研究，實驗室提供以下常用儀器，供完成下列氣體制取實驗時選用．

（1）寫出相應編號儀器的名稱：②酒精燈．
（2）實驗室若用高錳酸鉀及裝置A制取氧氣，此時對A裝置應做的一點改進是在試管口放一團棉花，該反應的文字表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；可用C裝置收集氧氣的原因是氧氣不易溶于水，此時出現(xiàn)氧氣不純的可能原因是集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水或沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集．此時實驗結束時，應先將導管從水中撤離（填“將導管從水中撤離”或“熄滅酒精燈”），目的是以防水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂．
（3）實驗室若用過氧化氫溶液制取氧氣則應選用的發(fā)生裝置是B，反應的文字表達式為過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；若要用D裝置收集氧氣，請你改正其錯誤．導氣管需要深入到集氣瓶底部，用改進后的D裝置收集氧氣時，如何證明氧氣已收集滿？將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明已集滿．
（4）化學興趣小組的同學經(jīng)認真思考后，認為可選用圖F裝置進行收集氧氣，若F中裝滿水用來收集氧氣，進氣口應是b（填“a”或“b”）．
（5）該化學興趣小組的同學接著進行有關氧氣性質(zhì)的實驗（實驗如圖2）：圖丙中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，該實驗的目的是說明木炭燃燒的產(chǎn)物有二氧化碳．
（6）某同學制取氫氣，得知氫氣難溶于水，且密度比空氣小，實驗室常用金屬鋅粒與稀硫酸溶液混合常溫反應來制取氫氣，應選用圖B；作發(fā)生裝置，可用圖C或E作收集裝置．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)實驗室常用儀器的認識進行分析．
（2）根據(jù)加熱高錳酸鉀制取氧氣時的實驗過程及注意事項分析：高錳酸鉀加熱分解產(chǎn)生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集，為防止高錳酸鉀順著導管進入水槽，導管口要放一團棉花；試管口略向下傾斜的目的是：防止冷凝水倒流引起試管的炸裂；實驗時應在試管口放一團棉花，其作用是：防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管；用排水法收集氧氣的合適時機是：氣泡連續(xù)均勻冒出時收集，以防收集的氧氣不純等進行分析；
（3）根據(jù)用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱進行分析；根據(jù)排空氣法收集氣體導氣管需要深入到集氣瓶底部進行分析；根據(jù)氧氣的助燃性進行分析；
（4）根據(jù)氧氣的密度比水小進行分析；
（5）根據(jù)木炭在氧氣中燃燒時發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，生成二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行分析；
（6）根據(jù)鋅和稀硫酸常溫下反應生成氫氣，反應物是固體和液體混合物，反應條件常溫不需要加熱選擇氫氣的發(fā)生裝置；根據(jù)氫氣的密度和溶解性選擇收集方法．

解答 解：（1）圖中儀器②是酒精燈；
（2）利用高錳酸鉀制氧氣是固體加熱，裝置是A；為防止高錳酸鉀粉末受熱進入導管，堵塞導管，實驗時應在試管口放一團棉花；高錳酸鉀加熱分解產(chǎn)生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應的表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；氧氣能用排水法收集，是因為氧氣不易溶于水；用排水法收集的氧氣不純的可能的原因是：集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水或沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集而混有空氣；實驗結束停止加熱時，要先移出導管，然后再熄滅酒精燈；防止水倒流而炸裂試管；
為防止高錳酸鉀粉末受熱飛濺進入導管，堵塞導管，實驗時應；實驗中收集到的氧氣不純，可能的原因是剛開始冒氣泡就收集，實驗完畢應先將導管移出水面，防止因熄滅酒精燈而引起試管內(nèi)溫度降低，導致試管內(nèi)壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂；
（3）用雙氧水和二氧化錳制氧氣不需要加熱，故應選用的B作為發(fā)生裝置；過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，反應的文字表達式為為：過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；排空氣法收集氣體導氣管需要深入到集氣瓶底部；因為氧氣有助燃性，證明氧氣已收集滿的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，若木條復燃說明收集滿了；
（4）因為氧氣的密度比水小，若F中裝滿水用來收集氧氣，則氣體應從b端通入；
（5）圖丙中的現(xiàn)象為：澄清石灰水變渾濁，該實驗的目的是說明木炭燃燒的產(chǎn)物有二氧化碳；
（6）實驗室常用鋅粒與稀硫酸反應來制取氫氣，屬于固體與液體不加熱制取氣體的反應，故選擇裝置B；氫氣密度比空氣小，難溶于水，所以收集裝置可用C或E．
故答案為：（1）酒精燈；（2）在試管口放一團棉花；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；氧氣不易溶于水；集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水或沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集；將導管從水中撤離；以防水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂；（3）B；過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；導氣管需要深入到集氣瓶底部；將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明已集滿；（4）b；（5）澄清石灰水變渾濁；說明木炭燃燒的產(chǎn)物有二氧化碳；（6）B；C或E．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．