Question

20．实验室中利用下列如图1装置可以制取氧气，请回答下列问题．

（1）写出带标号的仪器的名称：①酒精灯；②分液漏斗．
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检查装置气密性．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；应选用的发生装置是B；检验收集的气体是否是氧气的方法为将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明该气体是氧气，试管口要放一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管．
（4）若用B、G装置制取氧气，观察到集气瓶口有气泡冒出时，证明G图瓶中氧气已经收集满；实验完毕后的操作是先撤导管再熄灭酒精灯，防止冷水倒流，炸裂试管．
（5）选用E装置收集氧气的原因是氧气密度比空气大．
（6）实验室利用上述发生装置制备氧气，其原理环境较友好的是C、D（选填装置编号，下同）；如需要制备较多量的氧气，建议采用的发生装置是D．如果利用收集的气体进行铁丝在氧气中燃烧的实验，则建议采用的收集装置是G．
（7）如图2所示，用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入盛满氧气的集气瓶，木条都复燃，且在甲中燃烧比在乙中剧烈．上述现象说明氧气具有的性质是：助燃性、氧气密度比空气大．

（8）如图3甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据图中所发生的化学反应现象及化学反应原理．写出下列反应的符号表达式：
能发出蓝紫光的并生成刺激性气味气体的是S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂；
能生成黑色固体的是3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，反应类型化合反应；
能生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；
其中甲、丙中必须放少许水或细沙，原因分别是吸收二氧化硫，防止污染环境，防止溅落的熔化物炸裂瓶底．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检验装置气密性进行分析；
（3）根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，氧气有助燃性，需要试管口要放一团棉花，目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管进行分析；
（4）根据氧气不易溶于水，密度比水小，排水法收集氧气时，实验完毕后的操作是先撤导管，再熄灭酒精灯，防止冷水倒流，炸裂试管进行分析；
（5）根据E装置收集氧气的方法是向上排空气法进行分析；
（6）根据环境友好化学是提高原子的利用率，使原料中所有的原子全部转化到产品中，实现“零排放”，铁和氧气反应生成高温的四氧化三铁，玻璃是热的不良导体进行分析；
（7）根据题中的现象进行分析；
（8）根据硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，二氧化硫有刺激性气味；
铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色固体；
碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是酒精灯，②是分液漏斗；
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检验装置气密性；
（3）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，所以应选用的发生装置是B，氧气有助燃性，所以检验收集的气体是否是氧气的方法为：将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明该气体是氧气，需要试管口要放一团棉花，目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管；
（4）氧气不易溶于水，密度比水小，所以用B、G装置制取氧气，观察到集气瓶口有气泡冒出时，证明G图瓶中氧气已经收集满，排水法收集氧气时，实验完毕后的操作是先撤导管，再熄灭酒精灯，防止冷水倒流，炸裂试管；
（5）E装置收集氧气的方法是向上排空气法，所以选用E装置收集氧气的原因是：氧气密度比空气大；
（6）环境友好化学是提高原子的利用率，使原料中所有的原子全部转化到产品中，实现“零排放”，所以其原理环境较友好的是C、D，需要制备较多量的氧气，建议采用的发生装置是D，铁和氧气反应生成高温的四氧化三铁，玻璃是热的不良导体，所以利用收集的气体进行铁丝在氧气中燃烧的实验，则建议采用的收集装置是G；
（7）用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入盛满氧气的集气瓶，木条都复燃，且在甲中燃烧比在乙中剧烈，上述现象说明氧气具有的性质是：助燃性、氧气密度比空气大；
（8）硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，二氧化硫有刺激性气味，化学方程式为：S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂；
铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色固体，化学方程式为：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，该反应属于化合反应；
碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂．
甲、丙中必须放少许水或细沙，原因分别是：吸收二氧化硫，防止污染环境，防止溅落的熔化物炸裂瓶底．
故答案为：（1）酒精灯，分液漏斗；
（2）检查装置气密性；
（3）高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，B，将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明该气体是氧气，防止高锰酸钾粉末进入导管；
（4）集气瓶口有气泡冒出，撤导管，熄灭酒精灯；
（5）氧气密度比空气大；
（6）C、D，D，G；
（7）助燃性、氧气密度比空气大；
（8）S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂；
3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，化合反应；
C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂．
吸收二氧化硫，防止污染环境，防止溅落的熔化物炸裂瓶底．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．