Question

4．老师为同学们提供了实验室制取氧气的如下实验装置：

（1）写出仪器a、b的名称．a是酒精灯，b是集气瓶．
（2）组装仪器时，将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，先把玻璃管口用水润湿，然后稍稍用力旋转，将其插入．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是A，而不用其他发生装置的理由该反应需要加热，试管口放入一团疏松棉花的理由是防止加热时固体粉末进入导管．氧气的收集方法有D、F填编号）；若要收集较纯的氧气，可选用的收集装置是（填编号）F，收集氧气的时机是导管口气泡连续并均匀冒出时．
（4）实验室也可以选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，但反应非常剧烈，最好选用发生装置C（填编号）
（5）小伟在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，没有看到铁丝“剧烈燃烧，火星四射”的现象，可能的原因是（答两点即可）铁丝太粗、铁丝表面的铁锈没有除去（或氧气浓度太低或螺旋状铁丝下面的火柴太长，消耗瓶内氧气太多等等）．小红做铁丝在氧气中燃烧的实验后，发现集气瓶底炸裂了，可能的原因是集气瓶底没有预先放入少量水（或集气瓶底没有预先铺一层细沙）．铁丝在氧气中燃烧的化学方程式是（用化学式表示）3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）依据实验室常用仪器的认识解决此题；
（2）根据组装仪器的方法分析；
（3）由于是加热固体制取气体，所以发生装置应为A，由于氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集，由于氧气的密度比空气大，所以可用向上排空气法收集；实验室用加热分解高锰酸钾的方法制取氧气时，要试管口放一棉花团；用排水法收集时，收集到的氧气更纯去分析；用排水法收集氧气时，当气泡连续并均匀冒出时，冒出的才是氧气；
（4）C装置可通过注射器控制反应物的量，进而控制反应速率；
（5）根据铁丝燃烧实验的注意事项分析．

解答 解：（1）A是酒精灯，B是集气瓶；故填：酒精灯； 集气瓶；  
（2）将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，要先把玻璃管口用水润湿，减小摩擦，然后稍稍用力旋转，将其插入；故填：用水润湿；
（3）由于是加热固体制取气体，所以发生装置应为A；实验室用加热分解高锰酸钾的方法制取氧气时，由于高锰酸钾粉末会随着氧气流进入导管继续进入水槽，使水槽中的水变红，为避免这一现象的发生，往往会要试管口放一棉花团；由于氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集，由于氧气的密度比空气大，所以可用向上排空气法收集；用向上排空气法收集时，集气瓶口是一个敞开环境，外面的空气可能进入集气瓶内，而用排水法收集时，由水形成的密闭环境，故收集到的氧气更纯；用排水法收集氧气时，刚开始冒出的气泡是试管内残存的空气，只有在当气泡连续并均匀冒出时，冒出的才是氧气；
故填：该反应需要加热； 防止加热时固体粉末进入导管；  D、F； F；导管口气泡连续并均匀冒出时；
（4）C装置可通过注射器控制反应物的量，进而控制反应速率，并可节约药品；故填：C
（5）铁丝表面的铁锈没有除去（或氧气浓度太低或螺旋状铁丝下面的火柴太长，消耗瓶内氧气太多等等）；若集气瓶底没有预先放入少量水（或集气瓶底没有预先铺一层细沙），会导致过热的生成物炸裂集气瓶的底部；铁和氧气点燃产生四氧化三铁．
故答案为：铁丝太粗或铁丝表面的铁锈没有除去（或氧气浓度太低或螺旋状铁丝下面的火柴太长，消耗瓶内氧气太多等等）；集气瓶底没有预先放入少量水（或集气瓶底没有预先铺一层细沙）；3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．

点评 掌握实验室制取氧气的反应原理、注意事项、常用仪器等知识，才能结合题意灵活解答，能用排水法收集的气体难溶于水，向上排空气法收集密度比空气大的气体，向下排空气法收集密度比空气小的气体．