Question

15．某兴趣小组围绕“实验室制取氧气”进行了一系列探究活动：
（1）药品选择：下列物质中不能单独作为实验室制取氧气反应物的是C（填字母）
A．过氧化氢（H₂O₂） B．氯化钾（KCl）   C．高锰酸钾（KMnO₄）
原因是氯化钾中无氧元素．
（2）装置连接，所需的一些实验装置如图1所示：

仪器①的名称是分液漏斗；仪器②的名称是锥形瓶；
仪器③的名称是试管；仪器④的名称是水槽；
实验室利用高锰酸钾制取O₂应选择图1中的发生装置是B，反应的符号表达式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，该实验要在试管口放一团蓬松的棉花，其作用是：防止高锰酸钾粉末进入导管；选择气体收集方法时，气体的下列性质：A．颜色  B．可燃性  C．溶解性  D．密度，必须考虑的是CD（填字母）；用排空气法收集氧气，应选用C、D中的C装置收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满．能用E收集的原因是氧气不易溶于水，开始收集的时机是气泡连续均匀冒出时，收集满的现象是集气瓶口有大量气泡冒出，如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用E装置收集氧气时应注意集气瓶底部留一些水．
（3）气体检验：如图2甲装置中带火星的木条很难复燃，乙装置中带火星的木条较易复燃，说明加热也能加快过氧化氢产生氧气的速率，写出该反应的符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（4）实验探究：如图3所示，向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液，观察可见：实验①中无明显现象，实验②中产生气泡，实验③中产生气泡更快，据此你能得出的结论是硫酸铜和氧化铁能加快过氧化氢的分解．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，制取氧气，反应物中必须有氧元素解答；根据实验室中制取氧气的原理、干燥收集方法以及氧气的验满方法来分析；
（2）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用，实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，实验时要在试管口放一团蓬松的棉花，其作用是：防止高锰酸钾粉末进入导管，依据气体的密度和溶解性选择收集装置，氧气的密度比空气大，氧气有助燃性，以及收集氧气得正确时机等知识进行分析；
（3）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气进行分析；
（4）根据促进反应加快的因素解答．

解答 解：（1）依据质量守恒定律可知，制取氧气，反应物中必须有氧元素，氯化钾中无氧元素，故选：C；
（2）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是分液漏斗，②是锥形瓶，③是试管，④是水槽；实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置选B，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，实验时要在试管口放一团蓬松的棉花，其作用是：防止高锰酸钾粉末进入导管，依据气体的密度和溶解性选择收集装置，故选：CD，氧气的密度比空气大，所以用排空气法收集氧气，应选用C、D中的C装置收集，氧气有助燃性，所以验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满，能用E收集的原因是氧气不易溶于水，开始收集的时机是气泡连续均匀冒出时，收集满的现象是集气瓶口有大量气泡冒出，如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用E装置收集氧气时应注意集气瓶底部留一些水；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）如图3所示，向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液，观察可见：实验①中无明显现象，实验②中产生气泡，实验③中产生气泡更快，据悉你能得出的结论是硫酸铜和氯化铁能加快过氧化氢的分解．
给答案为：（1）C，氯化钾中无氧元素；
（2）分液漏斗，锥形瓶，试管，水槽；B，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，防止高锰酸钾粉末进入导管，CD，C，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满，氧气不易溶于水，气泡连续均匀冒出，集气瓶口有大量气泡冒出，集气瓶底部留一些水；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）硫酸铜和氧化铁能加快过氧化氢的分解．

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．