Question

4．結(jié)合如圖1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(jìn)行的改進(jìn)是試管口略向下傾斜、試管口放一團(tuán)棉花．實驗結(jié)束時應(yīng)先撤離導(dǎo)管再熄滅酒精燈，否則會導(dǎo)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，若復(fù)燃說明收集滿了．
（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，與圖2比較，其優(yōu)點是：便于控制反應(yīng)速率，節(jié)約藥品等（合理均可）．
（6）某初三化學(xué)興趣小組同學(xué)，在對氧氣性質(zhì)進(jìn)行探究時，設(shè)計了如下實驗：
①小李同學(xué)取一段鐵絲窗網(wǎng)上的細(xì)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表面的銹未打磨干凈（合理均可）；另一同學(xué)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)象的原因是沒有在集氣瓶底放少量的水或細(xì)沙，該反應(yīng)的文字表達(dá)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(xué)將用排水法收集滿氧氣的兩個集氣瓶按如圖3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(fù)燃所需氧氣的最低體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在30%～50%之間．為探究更加具體和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，興趣小組的同學(xué)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?jǐn)?shù)和有關(guān)實驗現(xiàn)象如下表：

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(fù)燃	不復(fù)燃，但很亮	很亮，復(fù)燃	立即復(fù)燃

這時，小張同學(xué)脫口而出：“氧氣約占36%時就是帶火星的木條復(fù)燃的最低體積分?jǐn)?shù)”，而其他同學(xué)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(rèn)為能使帶火星木條復(fù)燃所需氧氣的最低體積分?jǐn)?shù)為49%（實驗數(shù)據(jù)均取整數(shù)）．
（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(rèn)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據(jù)鐵絲燃燒的注意事項、反應(yīng)原理、反應(yīng)特點分析解答；
②根據(jù)實驗的現(xiàn)象判斷氧氣的性質(zhì)；
③分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為36%時木條就可復(fù)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?jǐn)?shù)；
（7）從操作是否簡便，是否節(jié)約藥品、是否污染空氣、是否方便使用等角度分析．

解答 解：（1）標(biāo)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(tuán)棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管；實驗結(jié)束時應(yīng)先撤離導(dǎo)管再熄滅酒精燈，否則會導(dǎo)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(fù)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小李實驗失敗的原因可能是鐵絲表面的鐵銹未打磨干凈、氧氣不純等；實驗后發(fā)現(xiàn)集氣瓶底炸裂，是因為未在集氣瓶底放一些水或細(xì)沙，該反應(yīng)的文字表達(dá)式是鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；該反應(yīng)由兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，是化合反應(yīng)；
②分別向集氣瓶中插入一根帶火星的木條，會發(fā)現(xiàn)木條均復(fù)燃，且甲中燃燒比乙中更旺．說明氧氣具有助燃性，并且氧氣的密度大于空氣的密度；
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(xué)的觀點不正確．觀察實驗記錄，收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為36%，帶火星的木條復(fù)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?jǐn)?shù)為：13%+36%=49%；
（7）①高錳酸鉀需要在加熱的條件下才能放出氧氣，消耗能源，不簡便，不適宜在潛水器里供給氧氣；
②水通電分解需要通電，消耗電能，不簡便，不適宜在潛水器里供給氧氣；
③氧化汞需要在加熱的條件下才能放出氧氣，不簡便，且生成的汞有毒，不適宜在潛水器里供給氧氣；
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；與其它兩種方法相比，這種方法在常溫下反應(yīng)，不用加熱，不用通電，操作簡便，還能將人呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣；
故答案為：（1）集氣瓶；
（2）C；B；
（3）試管口略向下傾斜、試管口放一團(tuán)棉花；  試管炸裂；  在集氣瓶口放一帶火星的木條，若復(fù)燃說明收集滿了；
（4）溶于水（易溶于水且不和空氣的成分反應(yīng)）；
（5）便于控制反應(yīng)速率，節(jié)約藥品等（合理均可）；
（6）①鐵絲表面的銹未打磨干凈（合理均可）；   沒有在集氣瓶底放少量的水或細(xì)沙；  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．

點評 本題考查知識較為全面，了解裝置選取、實驗注意事項、鐵絲燃燒實驗等知識，并能對實驗方案進(jìn)行正確評價，能較好考查學(xué)生分析、解決問題的能力．