Question

15．某研究性学习活动小组，从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水法收集氧气．

（1）写出图中有标号的仪器的名称：①铁架台；②集气瓶．
（2））把上面分解KMnO₄制取氧气的仪器装配好后，检验该装置气密性的操作方法为：先把导管的一端放入水中，然后两手紧握试管的外壁，观察导管口是否有气泡冒出．
（3）实验室里用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集氧气实验时，待气泡放出时，不宜立即收集，其原因是开始排出的氧气不纯；应待导管口有连续均匀气泡冒出时再收集．实验结束时对酒精灯和导气管的处理是应先移出导管，后熄灭酒精灯，原因是防止水倒流，使试管炸裂；集满氧气的集气瓶应正放在桌上并盖上玻璃片．
（4）实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是因为高锰酸钾粉末进入E装置并溶于水中的缘故．为了防止试验过程中出现上述现象，相应的改进措施是试管口放一团棉花．
（5）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下实验探究：
【提出问题】出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
猜想Ⅲ：可能是二氧化锰和锰酸钾都放出氧气．
做出以上猜想的理由是二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素．
【实验验证】（每种方法只限用一次）
实验一：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变．证明猜想Ⅰ错误．
实验二：取少量锰酸钾于试管中加，热一段时间，冷却后测得锰酸钾的质量变小．证明猜想Ⅱ正确．

Answer 1

分析 铁架台是常用的夹持仪器，集气瓶是收集气体的仪器；检验装置的气密性的方法是：先把导管的一端放入水中，然后两手紧握试管的外壁，观察导管口是否有气泡冒出．制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．应待气泡放出时，不宜立即收集，其原因是：开始排出的氧气不纯；实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试管炸裂；集满氧气的集气瓶应：正放在桌上并盖上玻璃片，因为氧气的密度比空气大；实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是因为试管口没有放棉花团．猜想Ⅲ：可能是二氧化锰和锰酸钾都放出氧气；做出以上猜想的理由是：二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素；实验一：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明猜想Ⅰ错误；实验二：取少量锰酸钾于试管中加热一段时间，冷却后测得锰酸钾的质量变小，证明猜想Ⅱ正确．

解答 解：（1）铁架台是常用的夹持仪器，集气瓶是收集气体的仪器，故答案为：铁架台；集气瓶；
（2）检验装置的气密性的方法是：先把导管的一端放入水中，然后两手紧握试管的外壁，观察导管口是否有气泡冒出；故答案为：先把导管的一端放入水中，然后两手紧握试管的外壁，观察导管口是否有气泡冒出；
（3）应待气泡放出时，不宜立即收集，其原因是：开始排出的氧气不纯；实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试管炸裂；集满氧气的集气瓶应：正放在桌上并盖上玻璃片，因为氧气的密度比空气大；故答案为：开始排出的氧气不纯；导管口有连续均匀气泡冒出；移出导管；熄灭酒精灯；防止水倒流，使试管炸裂；正；
（4）加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管；故答案为：高锰酸钾粉末；试管口放一团棉花；
（5）猜想Ⅲ：可能是二氧化锰和锰酸钾都放出氧气；做出以上猜想的理由是：二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素；实验一：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明猜想Ⅰ错误；实验二：取少量锰酸钾于试管中加热一段时间，冷却后测得锰酸钾的质量变小，证明猜想Ⅱ正确；故答案为：可能是二氧化锰和锰酸钾都放出氧气；二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素；Ⅰ；Ⅱ；

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了注意事项、检查装置的气密性等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．