Question

3．下面是實驗室制取氧氣的裝置圖．請回答：

（1）寫出圖中儀器①的名稱：酒精燈．
（2）實驗室用方框內裝置A制取氧氣時，反應的文字表達式（或符號表達式，下同）為氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣（或2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑）．
（3）據氧氣的密度比空氣大（填“大”或“小”）和不易溶于水的物理性質，分別選擇的氣體收集裝置是D和C（填方框內裝置字母，下同）；欲收集一瓶氧氣，供“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗使用，最好選擇的氣體收集裝置是C，理由是實驗時集氣瓶底要放一些水．寫出鐵絲在氧氣中燃燒的文字表達式：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵．
（4）某同學在實驗室用“高錳酸鉀制取氧氣”，實驗步驟如下：①選擇適當儀器，組裝成如圖F所示的實驗裝置；②檢查裝置氣密性，裝置氣密性良好；③向集氣瓶中加大半瓶水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶 底部出現氣泡；④將藥品平鋪于干燥試管底部，在試管口放置蓬松的棉花團，塞上橡皮塞，固定于鐵架臺上；⑤點燃酒精燈加熱，待導管口有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集；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，后將導管從水槽中取出．請回答：
i．欲調整試管高度，應調節(jié)F圖中A、B、C哪個旋鈕：A．
ii．步驟②的操作觀察到的現象是：燒杯內導管口冒氣泡，松手后導管口形成穩(wěn)定的水柱．
iii．上述步驟中，可能導致集氣瓶中收集的氧氣不純凈（水蒸氣不計）的是③⑤（填步驟序號）．
iv．步驟⑦中的操作，可能引起水倒吸入試管，試管炸裂．
（5）實驗室若用圖G并用排水法收集氧氣，則要先在瓶中裝滿水，氧氣應從b（“a”或“b”）導氣管進入．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見儀器，了解名稱；
（2）裝置A是加熱固體制取氧氣，試管口無棉花，說明是用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，據此書寫表達式；
（3）據氧氣 的密度和溶解性確定氧氣的收集方法，并結合鐵絲燃燒實驗分析解答；
（4）i．依據鐵架臺上旋鈕的作用分析回答；
ii．依據檢查裝置氣密性的方法解答；
iii．依據排水法收集氣體的注意事項分析解答；
iv．先熄燈后移導管會引起水倒流入熱的試管，引起試管炸裂；
（5）氧氣密度比水小，所以應從短管進氣，長管便于排水．

解答 解：（1）圖中儀器是酒精燈；
（2）裝置A是加熱固體制取氧氣，試管口無棉花，是用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應的文字表達式、符號表達式分別是：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣、2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）氧氣密度比空氣大，所以可用向上排空氣法收集，不易溶于水，所以可用排水法收集；欲收集一瓶氧氣，供“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗使用，最好選擇排水法，因為該實驗要在集氣瓶底部放一些水，防止高溫生成物濺落炸裂瓶底，鐵和氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，反應的文字表達式是：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；
（4）i．圖中A是用來調節(jié)試管高度的，B可調節(jié)試管口高低，C是用來調節(jié)夾持試管的鐵夾的松緊度；
ii．檢查裝置氣密性時，將導管伸入燒杯中，燒杯內導管口冒氣泡，松手后導管口形成穩(wěn)定的水柱，則裝置氣密性良好；
iii．向集氣瓶中加大半瓶水，并倒置于盛有水的水槽中，集氣瓶 底部出現氣泡，說明集氣瓶中混入空氣，會使收集的氧氣不純；點燃酒精燈加熱，導管口開始出來的氣體是試管內的空氣，所以一有氣泡產生，立即用集氣瓶進行收集，會導致收集的氧氣不純；
iv．先熄燈后移導管會引起水倒流入熱的試管，引起試管炸裂；
（5）氧氣密度比水小，所以應從短管進氣，長管便于排水；
故答案為：
（1）酒精燈；
（2）氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣（或2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑）；
（3）大；不易；D；C；C；實驗時集氣瓶底要放一些水；鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；
（4）i．A；    ii． 燒杯內導管口冒氣泡，松手后導管口形成穩(wěn)定的水柱；   iii．③⑤；   iv．水倒吸入試管，試管炸裂；
（5）b．

點評 本題細致、全面的考查了制取氧氣的反應原理、裝置、注意事項，及鐵絲燃燒實驗等，掌握相關知識才能正確解答，難度不大．