Question

3．下面是实验室制取氧气的装置图．请回答：

（1）写出图中仪器①的名称：酒精灯．
（2）实验室用方框内装置A制取氧气时，反应的文字表达式（或符号表达式，下同）为氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气（或2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑）．
（3）据氧气的密度比空气大（填“大”或“小”）和不易溶于水的物理性质，分别选择的气体收集装置是D和C（填方框内装置字母，下同）；欲收集一瓶氧气，供“铁丝在氧气中燃烧”的实验使用，最好选择的气体收集装置是C，理由是实验时集气瓶底要放一些水．写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
（4）某同学在实验室用“高锰酸钾制取氧气”，实验步骤如下：①选择适当仪器，组装成如图F所示的实验装置；②检查装置气密性，装置气密性良好；③向集气瓶中加大半瓶水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶 底部出现气泡；④将药品平铺于干燥试管底部，在试管口放置蓬松的棉花团，塞上橡皮塞，固定于铁架台上；⑤点燃酒精灯加热，待导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；⑥气体收集完毕，用毛玻璃片将集气瓶口盖好，从水中取出并正放在桌面上；⑦先熄灭酒精灯，后将导管从水槽中取出．请回答：
i．欲调整试管高度，应调节F图中A、B、C哪个旋钮：A．
ii．步骤②的操作观察到的现象是：烧杯内导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱．
iii．上述步骤中，可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净（水蒸气不计）的是③⑤（填步骤序号）．
iv．步骤⑦中的操作，可能引起水倒吸入试管，试管炸裂．
（5）实验室若用图G并用排水法收集氧气，则要先在瓶中装满水，氧气应从b（“a”或“b”）导气管进入．

Answer 1

分析 （1）熟悉常见仪器，了解名称；
（2）装置A是加热固体制取氧气，试管口无棉花，说明是用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，据此书写表达式；
（3）据氧气 的密度和溶解性确定氧气的收集方法，并结合铁丝燃烧实验分析解答；
（4）i．依据铁架台上旋钮的作用分析回答；
ii．依据检查装置气密性的方法解答；
iii．依据排水法收集气体的注意事项分析解答；
iv．先熄灯后移导管会引起水倒流入热的试管，引起试管炸裂；
（5）氧气密度比水小，所以应从短管进气，长管便于排水．

解答 解：（1）图中仪器是酒精灯；
（2）装置A是加热固体制取氧气，试管口无棉花，是用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式、符号表达式分别是：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气、2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）氧气密度比空气大，所以可用向上排空气法收集，不易溶于水，所以可用排水法收集；欲收集一瓶氧气，供“铁丝在氧气中燃烧”的实验使用，最好选择排水法，因为该实验要在集气瓶底部放一些水，防止高温生成物溅落炸裂瓶底，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的文字表达式是：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（4）i．图中A是用来调节试管高度的，B可调节试管口高低，C是用来调节夹持试管的铁夹的松紧度；
ii．检查装置气密性时，将导管伸入烧杯中，烧杯内导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱，则装置气密性良好；
iii．向集气瓶中加大半瓶水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶 底部出现气泡，说明集气瓶中混入空气，会使收集的氧气不纯；点燃酒精灯加热，导管口开始出来的气体是试管内的空气，所以一有气泡产生，立即用集气瓶进行收集，会导致收集的氧气不纯；
iv．先熄灯后移导管会引起水倒流入热的试管，引起试管炸裂；
（5）氧气密度比水小，所以应从短管进气，长管便于排水；
故答案为：
（1）酒精灯；
（2）氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气（或2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑）；
（3）大；不易；D；C；C；实验时集气瓶底要放一些水；铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（4）i．A；    ii． 烧杯内导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱；   iii．③⑤；   iv．水倒吸入试管，试管炸裂；
（5）b．

点评 本题细致、全面的考查了制取氧气的反应原理、装置、注意事项，及铁丝燃烧实验等，掌握相关知识才能正确解答，难度不大．