Question

12．化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考察“高錳酸鉀制取氧氣”．現(xiàn)摘錄某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下：
①選擇適當(dāng)儀器，組裝實(shí)驗(yàn)裝置；②檢查裝置氣密性；
③向集氣瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶底部出現(xiàn)氣泡；
④將藥品平鋪于干燥試管底部，在導(dǎo)管口放置蓬松的棉花團(tuán)，塞上橡皮塞，固定于鐵架臺(tái)上；
⑤點(diǎn)燃酒精燈加熱，待導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，立即用集氣瓶進(jìn)行收集；
⑥氣體收集完畢，用毛玻璃片將集氣瓶口蓋好，從水中取出并正放在桌面上；
⑦先熄滅酒精燈，后將導(dǎo)管從水槽中取出；
請回答下列問題：
（1）寫出用高錳酸鉀制氧氣的文字表達(dá)式：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（2）若裝置無破損，加熱一段時(shí)間后，觀察到高錳酸鉀已大量分解，但導(dǎo)管口仍未產(chǎn)生明顯氣泡，可能的原因是加入藥品后橡皮塞沒有塞緊；
（3）上述實(shí)驗(yàn)步驟中，可能導(dǎo)致集氣瓶中收集的氧氣不純凈（水蒸氣不計(jì)）的是③和⑤；（填序號）
（4）步驟④中固定試管時(shí)管口要略向下傾斜的原因是防止冷凝水倒流，試管炸裂；
（5）步驟⑦中的操作，可能引起倒吸；
（6）小明和幾位同學(xué)用下列裝置制取氣體：

寫出上圖中標(biāo)有①、②、的儀器名稱：①長頸漏斗  ②鐵架臺(tái)；  寫出實(shí)驗(yàn)室通過裝置A制取氧氣的文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣； 小明用高錳酸鉀制取氧氣，他選擇的發(fā)生裝置是B（填字母），你認(rèn)為該裝置中還缺少一團(tuán)棉花；要收集較純凈氧氣他選擇的收集裝置是E（填字母）；能用向上排空氣法收集氧氣的理由是氧氣的密度比空氣大，檢驗(yàn)氧氣是否收集滿的方法是帶火星的木條平放在集氣瓶口．
（7）最后同學(xué)們根據(jù)如圖所示氧氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，請閱讀小資料，回答下列問題．

圖1中反應(yīng)的文字表達(dá)式為鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵，集氣瓶中加入一些水目的是防止燃燒產(chǎn)生的熔融物濺落瓶底，使瓶底炸裂，某學(xué)生把細(xì)鐵絲盤成螺旋狀目的是增大鐵絲與氧氣的接觸面積和增大鐵絲的受熱面積，下端系一根火柴目的是引燃鐵絲，點(diǎn)燃火柴，立即插入盛氧氣的集氣瓶底，結(jié)果沒有出現(xiàn)火星四射現(xiàn)象．請找出引起實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因：
①氧氣不純；②鐵絲沒有除銹．
圖2中的反應(yīng)現(xiàn)象為發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放出大量的熱，產(chǎn)生一種具有刺激性氣味的氣體，反應(yīng)的文字表達(dá)式為硫+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$二氧化硫，集氣瓶中加入的液體可能是水其目的為吸收硫在氧氣中劇烈燃燒產(chǎn)生的二氧化硫，避免污染空氣．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理寫出反應(yīng)化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢查裝置的氣密性的方法，漏氣的原因進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置，操作步驟 連→查→裝→定→點(diǎn)→收→移→熄，及注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
（4）從實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的操作步驟，注意事項(xiàng)進(jìn)行解答．
（6）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；  通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；高錳酸鉀受熱時(shí)能夠分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；為了防止高錳酸鉀進(jìn)入導(dǎo)管，通常在試管口塞一團(tuán)棉花；根據(jù)排水法收集到的氣體比排空氣法收集到的氣體純，根據(jù)氧氣的性質(zhì)回答后面的問題；
（7）根據(jù)鐵絲、硫在氧氣中燃燒試驗(yàn)的操作、現(xiàn)象、注意事項(xiàng)進(jìn)行分析、判斷回答．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理可知反應(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）裝置無破損，加熱到高錳酸鉀已大量分解，導(dǎo)管口仍未產(chǎn)生明顯氣泡，則可能造成的原因是：加入藥品后橡皮塞沒有塞緊；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置，操作步驟、注意事項(xiàng)：
用排水法收集氧氣：集氣時(shí)導(dǎo)管伸入集氣瓶的位置是 剛過集氣瓶口，因?yàn)閯傞_始排出的是試管中的空氣；集氣瓶充滿水（不能有氣泡）后倒放入水槽中；要等到氣泡連續(xù)、均勻地放出時(shí)，再開始收集，否則收集到的氧氣不純，混有空氣；
由此可知題中步驟：③集氣瓶底部出現(xiàn)氣泡；⑤導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，立即用集氣瓶進(jìn)行收集；導(dǎo)致收集的氧氣不純；正確的方法是：③集氣瓶底部不能出現(xiàn)氣泡；⑤要等到氣泡連續(xù)、均勻地放出時(shí)，再開始收集，故答案為：③⑤；
（4）試管口要略向下傾斜，防止藥品中的水分受熱后變成水蒸氣，再冷凝成水珠倒流回試管底部，使試管炸裂．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作：連→查→裝→定→點(diǎn)→收→移→熄、及注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)完畢后，要先把導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈，防止因熄滅酒精燈而引起試管內(nèi)溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然減小，水槽中的水沿導(dǎo)管進(jìn)入試管，使試管炸裂；故答案為：倒吸（或大試管破裂）
（6）①是長頸漏斗；②是鐵架臺(tái)．采用裝置B制取氧氣時(shí)，其試管中應(yīng)放的藥品是過氧化氫溶液和二氧化錳，所發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．用高錳酸鉀制取純凈的氧氣時(shí)，是固體加熱型，所以用B裝置，裝置中還缺少一團(tuán)棉花，目的是防止高錳酸鉀進(jìn)入導(dǎo)管；因?yàn)榕潘�法收集到的氣體比排空氣法收集到的氣體純，所以要收集較純凈的氧氣最好用排水法收集；向上排空氣法收集氧氣是利用氧氣的密度比空氣大，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，說明氧氣具有助燃性，能支持燃燒．檢驗(yàn)集氣瓶中氧氣是否收集滿要用帶火星的木條，且要平放在集氣瓶口．
（7）鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，文字表達(dá)式是：鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；為防止燃燒產(chǎn)生的熔融物濺落瓶底，使瓶底炸裂，集氣瓶內(nèi)要預(yù)先裝少量水或鋪一層細(xì)沙；為了增大鐵絲與氧氣的接觸面積和增大鐵絲的受熱面積，要將鐵絲繞成螺旋狀；鐵絲前端要系一根火柴的作用是引燃鐵絲；用細(xì)鐵絲做燃燒實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒有出現(xiàn)火星四射現(xiàn)象的原因可能是：氧氣不純，鐵絲沒有除銹，溫度沒有達(dá)到鐵的著火點(diǎn)．
硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放出大量的熱，產(chǎn)生一種具有刺激性氣味的氣體．硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫，文字表達(dá)式是：硫+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$二氧化硫，在氧氣中燃燒時(shí)，要在集氣瓶中預(yù)先放少量水，其目的是：吸收硫在氧氣中劇烈燃燒產(chǎn)生的二氧化硫，避免污染空氣；
故答案為：
（1）高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；（2）加入藥品后橡皮塞沒有塞緊；（3）③⑤；（4）防止冷凝水倒流，試管炸裂（5）倒吸（或大試管破裂）
（6）長頸漏斗；鐵架臺(tái)；過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；B；一團(tuán)棉花；E；氧氣的密度比空氣大；帶火星的木條平放在集氣瓶口；（7）鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；防止燃燒產(chǎn)生的熔融物濺落瓶底，使瓶底炸裂；增大鐵絲與氧氣的接觸面積和增大鐵絲的受熱面積；引燃鐵絲；氧氣不純；鐵絲沒有除銹；發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放出大量的熱，產(chǎn)生一種具有刺激性氣味的氣體；硫+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$二氧化硫；水；吸收硫在氧氣中劇烈燃燒產(chǎn)生的二氧化硫，避免污染空氣．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室氧氣的制取的裝置，步驟，注意事項(xiàng)進(jìn)行分析解題的能力；要求同學(xué)們加強(qiáng)對基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備，以便靈活應(yīng)用．