Question

8．結(jié)合圖示裝置回答下列問題：

（1）儀器①的名稱是：集氣瓶．
（2）如果要收集比較干燥的氧氣，則選用C裝置收集；實驗室若用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，可選用的發(fā)生裝置是B．
（3）若用高錳酸鉀選擇A和D裝置制取并收集氧氣，則對A裝置進行的改進是試管口略向下傾斜、試管口放一團棉花．實驗結(jié)束時應(yīng)先撤離導管再熄滅酒精燈，否則會導致試管炸裂；檢驗一瓶氧氣是否收滿的方法是在集氣瓶口放一帶火星的木條，看是否復燃．
（4）若收集某氣體時只能選用E裝置，則可推知該氣體的性質(zhì)除密度比空氣小外，還有：溶于水或者易溶于水且不和空氣的成分反應(yīng)．
（5）實驗室往往用B裝置制取氣體，與下圖比較，其優(yōu)點是：便于控制反應(yīng)．
（6）某初三化學興趣小組同學，在對氧氣性質(zhì)進行探究時，設(shè)計了如下實驗：
①小李同學取一段鐵絲窗網(wǎng)上的細鐵絲，在自己收集到的氧氣中做“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗，結(jié)果沒有觀察到“火星四射”的現(xiàn)象．造成此實驗失敗的原因可能是鐵絲生銹或者氧氣不純；另一同學用收集的氧氣做鐵絲燃燒實驗后發(fā)現(xiàn)集氣瓶底炸裂，出現(xiàn)該現(xiàn)象原因是沒有在集氣瓶底放少量的水或細砂，該反應(yīng)文字表達式為鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵，該反應(yīng)所屬的基本反應(yīng)類型是化合反應(yīng)．
②小王同學將用排水法收集滿氧氣的兩個集氣瓶按如圖所示放置，并分別同時迅速插入一根帶火星的木條，甲乙兩個裝置中的現(xiàn)象不同點是甲中燃燒比乙中更旺更持久．
③從某網(wǎng)頁上查閱到如下信息：能使帶火星的木條復燃所需氧氣的最低體積分數(shù)應(yīng)在30%～50%之間．為探究更加具體和準確的數(shù)據(jù)，興趣小組的同學用排空氣法向集氣瓶中通入一定體積的氧氣，通入氧氣的體積占集氣瓶容積的體積分數(shù)和有關(guān)實驗現(xiàn)象如下表：這時，小張同學脫口而出：“氧氣約占36%時就是帶火星的木條復燃的最低體積分數(shù)”，而其他同學立即反對，理由是該瓶中還有體積為64%的空氣，空氣中也有氧氣，你認為能使帶火星木條復燃所需氧氣的最低體積分數(shù)為49%（實驗數(shù)據(jù)均取整數(shù)）．

1號瓶 （通入34%的氧氣）	2號瓶（通入35%的氧氣）	3號瓶（通入36%的氧氣）	4號瓶（通入37%的氧氣）
不復燃	不復燃，但很亮	很亮，復燃	立即復燃

（7）為保證潛水員長時間在水中工作，潛水艇里要配備氧氣再生裝置．下列幾種制取氧氣的方法：①加熱高錳酸鉀制取氧氣；②水通電制取氧氣；③氧化汞加熱制取氧氣；④過氧化鈉+二氧化碳→碳酸鈉+氧氣，你認為最適合在潛水艇里制取氧氣的方法是④，與其他方法相比，該方法的優(yōu)點是能將呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣且不需要加熱或通電．

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）收集干燥的氧氣用排空氣法，用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置 B；
（3）據(jù)高錳酸鉀制取氧氣的注意事項，氧氣的助燃性分析解答；
（4）氣體只能用向下排空氣法收集說明密度比空氣小，氣體易溶于水且不和空氣的成分反應(yīng)；
（5）注射器可逐滴加入藥品，可控制反應(yīng)速率、節(jié)約藥品；
（6）①做鐵絲在氧氣中燃燒這個實驗時．要注意：鐵絲不能太粗；鐵絲不能生銹；鐵絲要在純氧中燃燒；鐵絲的下端要用火柴引燃；集氣瓶的底部要放水或鋪沙子等．
②氧氣的驗證：能使帶火星木條復燃．密度大于空氣的氣體，存放時集氣瓶應(yīng)正放，減少氣體的逸散．
③分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為36%時木條就可復燃，根據(jù)空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數(shù)．
（7）根據(jù)潛水艇里的環(huán)境及對供給氧氣反應(yīng)的要求，分析所涉及反應(yīng)的特點，判斷出最適合潛水艇里供給氧氣的反應(yīng)原理即可．

解答 解：（1）標號儀器是收集氣體的集氣瓶；
（2）氧氣的密度比空氣大，所以收集干燥的氧氣可用向上排空氣法，用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置 B；
（3）利用高錳酸鉀制取氧氣時試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管炸裂，試管口要放一團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管；實驗結(jié)束時應(yīng)先撤離導管再熄滅酒精燈，否則會導致水倒吸引起試管炸裂；檢驗一瓶氧氣是否收滿的方法是：在集氣瓶口放一帶火星的木條，若復燃說明收集滿了；
（4）氣體只能用向下排空氣法收集說明該氣體密度比空氣小，氣體易溶于水且不和空氣的成分反應(yīng)；
（5）注射器可逐滴加入藥品，可控制反應(yīng)速率、節(jié)約藥品；
（6）①做“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗．沒有觀察到“火星四射”的現(xiàn)象，實驗失敗的可能原因是：鐵絲已經(jīng)生銹；收集的氧氣不純；溫度沒有達到鐵的著火點等．防止濺落的熔化物炸裂瓶底；集氣瓶的底部要放水或鋪沙子．
鐵在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，反應(yīng)的文字表達式是：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵．該反應(yīng)由兩種物質(zhì)生成了一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)．
故答案為：鐵絲生銹；鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；化合反應(yīng)．
②氧氣的密度比空氣的密度大，收集后要用瓶口向上．如果瓶口向下的話，則收集的氧氣可能會逸出．甲圖中瓶口向上，而乙圖瓶口向下，故乙圖中的氧氣含量少．氧氣又能使帶火星的木條復燃．因而在甲中燃燒比在乙更旺．故答案為：氧氣的密度比空氣的密度大；氧氣能助燃（能支持燃燒）．
③因該瓶中還有體積為64%的空氣，空氣中也有氧氣，所以這位同學的觀點不正確．觀察實驗記錄，收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為36%，帶火星的木條復燃，此時空氣還占64%，所以空氣中有氧氣的量為：64%×21%≈13%，所以此時瓶內(nèi)共有氧氣的分數(shù)為：13%+36%=49%．
故答案為：該瓶中還有體積為64%的空氣，空氣中也有氧氣；49%；
（1）方法①：高錳酸鉀需要在加熱的條件下才能放出氧氣，而加熱時也會消耗氧氣，不適宜在潛水器里供給氧氣．
方法②：水通電分解需要通電，消耗電能，不適宜在潛水器里供給氧氣．
方法③：氧化汞需要在加熱的條件下才能放出氧氣，且生成的汞有毒，不適宜在潛水器里供給氧氣．
方法④：過氧化鈉固體與二氧化碳反應(yīng)，常溫下即可發(fā)生反應(yīng)，且可把空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，供給氧氣的同時吸收了人呼出的二氧化碳，適宜在潛水器里供給氧氣．與其它三種方法相比，這種方法不用加熱、不用通電，操作簡單，還能將人呼吸產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)楹粑�所需的氧氣�?br />答案：
（1）集氣瓶； 
（2）C、B；
（3）試管口略向下傾斜、試管口放一團棉花；試管炸裂；在集氣瓶口放一帶火星的木條，看是否復燃．
（4）溶于水或者易溶于水且不和空氣的成分反應(yīng)；
（5）便于控制反應(yīng)；
（6）①鐵絲生銹或者氧氣不純；沒有在集氣瓶底放少量的水或細砂；鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；化合反應(yīng)；
②甲中燃燒比乙中更旺更持久；
③該瓶中還有體積為64%的空氣，空氣中也有氧氣；49%
（7）④；能將呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣且不需要加熱或通電．
優(yōu)點是能將呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣且不需要加熱或通電．

點評 本題難度不大，解答時一般從原理要科學、嚴謹、合理，裝置和操作要安全、簡便，藥品要易得、經(jīng)濟、環(huán)保節(jié)能，還要注意要結(jié)合實際情境進行分析．