Question

4．某興趣小組利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取和收集氣體的實(shí)驗(yàn)，請回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的符號KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂表達(dá)式（即反應(yīng)物、生成物都用化學(xué)式表示）為KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂，屬于分解反應(yīng)（填“化合”、“分解”）．選用的氣體發(fā)生裝置是A（填裝置序號，下同），選用D裝置可以收集到比較純凈的氧氣．若這一套裝置改用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生裝置有一處需要改進(jìn)，你的改進(jìn)是：在試管口放一團(tuán)棉花．
（2）高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)生裝置A若用D裝置收集氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要先先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈，其目的是防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂
圖1中D裝置導(dǎo)管端在實(shí)驗(yàn)時(shí)的放置位置，最合理的是a（填圖2中字母）．
（3）若用F裝置進(jìn)行排空氣法收集氧氣，氧氣應(yīng)從a（填“a”、“b”）口通入，這時(shí)檢
驗(yàn)氧氣是否收集滿的方法是在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿．
（4）小明用圖3的方法檢查裝置的氣密性，但沒有看到氣泡，其原因可能是下列選項(xiàng)中的b．
a．先將導(dǎo)管一端放入水中，后用手捂住試管一段時(shí)間；
b．先用手捂住試管一段時(shí)間，后將導(dǎo)管一端放入水中．
接著，用圖4方法檢查裝置的氣密性，先將注射器活塞緩慢向右拉，看到儀器a下端有氣泡逸出，再將注射器活塞向左推，看到儀器a下方會形成一段穩(wěn)定的水柱（填現(xiàn)象），說明裝置氣密性良好．
（5）小明用上述收集到的氧氣做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有看到預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因之一是鐵絲生銹．若實(shí)驗(yàn)成功，請你寫出鐵絲在氧氣中燃燒的符號表達(dá)式（即反應(yīng)物、生成物都用化學(xué)式表示）是Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氯化鉀和氧氣寫出符號表達(dá)式和反應(yīng)類型即可；可用排水法收集純凈的氧氣；根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)加熱高錳酸鉀制取氧氣的注意事項(xiàng)分析解答；
（3）根據(jù)氧氣的密度比空氣大，故應(yīng)從長導(dǎo)管進(jìn)氣進(jìn)行分析；根據(jù)氧氣的助燃性進(jìn)行驗(yàn)滿；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行解答；根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．

解答 解：（1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的符號表達(dá)式為：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；該反應(yīng)符合“一變多”的特征，屬于分解反應(yīng)；用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣需要加熱，所選用的發(fā)生裝置為A裝置；氧氣不易溶于水，所以可用排水法收集純凈的氧氣；若這一套裝置改用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生裝置需要改進(jìn)的是在試管口放一團(tuán)棉花；
故填：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；分解； A；D；在試管口放一團(tuán)棉花；
（2）高錳酸鉀制取氧氣應(yīng)選擇發(fā)生裝置A；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束候，要先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈的目的是防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂法；用排水法收集氧氣時(shí)，導(dǎo)管只要放進(jìn)瓶口就可以；
故填：應(yīng)選擇發(fā)生裝置A；先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈；防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂；a；
（3）氧氣的密度比空氣大，故應(yīng)從長導(dǎo)管進(jìn)氣；根據(jù)氧氣的助燃性，驗(yàn)滿的方法：在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿；
故填：a；在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿；
（4）檢查置氣密性的方法是：連接好裝置，把導(dǎo)管的一端放入水中，用手緊握試管，觀察水中導(dǎo)管口有沒有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置不漏氣，在檢查裝置的氣密性時(shí)沒有看到氣泡，其原因可能是先用手捂住試管一段時(shí)間，后將導(dǎo)管一端放入水中；用圖4方法檢查裝置的氣密性，先將注射器活塞緩慢向右拉，看到儀器a下端有氣泡逸出，再將注射器活塞向左推，看到儀器a下方會形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好；
故填：b；會形成一段穩(wěn)定的水柱；
（5）做細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有看到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因是：鐵絲生銹，溫度沒有達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)，收集到的氧氣量太少或純度太低等；鐵絲在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，反應(yīng)的符號表達(dá)式為：Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．
故填：鐵絲生銹；Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．

點(diǎn)評 本題主要考查了氧氣的反應(yīng)裝置、收集方法、操作步驟和注意事項(xiàng)及方程式的書寫；關(guān)鍵是明確氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．