Question

20．根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题．

（1）请写出图中标号仪器的名称：①长颈漏斗；②试管．
（2）实验室用过氧化氢制取少量氧气时，发生装置最好选用C，收集装置选用E或F；如需随时控制生产气体的量并节约药品，发生装置最好选用B（填编号），写出该反应的化学反应表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用D（填编号）；写出其反应的表达式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（4）如用E装置收集O₂，检验O₂是否收集满的方法是将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，证明已收集满氧气．
（5）如图H，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，而瓶底预先放入少量水的目的是防止溅落的火星炸裂集气瓶．
（6）注射器G可用于检查装置A的气密性，步骤如下：
①向锥形瓶中加入少量水至水没过长颈漏斗口下端   处．②将注射器C连接到装置A的导管口处．
③缓慢拉动注射器G的活塞，观察到长颈漏斗口下端有气泡冒出，表示装置A的气密性良好．
（7）实验室用装置A制取氧气时，如用注射器G替换长颈漏斗，优点是节约药品，可以控制反应速率．
（8）若用装置F收集的氧气不纯，其原因可能是（请写两种原因）：
①排水法收集氧气的时刻过早；②集气瓶没有装满水．
（9）在学生实验课上，小林用高锰酸钾制取并收集了一瓶氧气，呈浅红色，在做细铁丝燃烧实验时，未见细铁丝燃烧．而小红异常兴奋，实验成功了，但实验结束后，拿了集气瓶怯生生地走到了老师旁，说：我的集气瓶碎了．分析两位同学实验操作中出现的问题．
小林：①试管口没有放棉花；②氧气浓度过低，
小红：集气瓶地没有预留少量的水．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器解答；
（2）根据试管体积小，制取少量氧气时，可以用试管和导管直接组装制取氧气，氧气难溶于水，密度比空气大，分液漏斗可以控制滴加液体的多少和速率，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析；
（3）根据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反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
（4）根据氧气有助燃性进行分析；
（5）根据铁丝在氧气燃烧的现象和所加水的作用进行分析；
（6）根据检验A装置的气密性的正确操作进行分析；
（7）根据装置特点进行分析解答；
（8）根据排水法收集氧气的时刻过早，集气瓶没有装满水都会导致收集的氧气不纯进行分析．
（9）根据用高锰酸钾制取氧气及做铁丝燃烧实验的注意事项分析解答．

解答 解：
（1）根据实验室常用仪器可知：①长颈漏斗；②试管；
（2）试管体积小，制取少量氧气时，可以用试管和导管直接组装制取氧气，氧气难溶于水，密度比空气大，分液漏斗可以控制滴加液体的多少和速率，所以实验室用过氧化氢制取少量氧气时，发生装置最好选用C，收集装置最好选用E或F，如需随时控制生产气体的量并节约药品，发生装置最好选用B，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置应选用D，高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）氧气有助燃性，所以检验O₂是否收集满的方法是：将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，证明已收集满氧气；
（5）铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，而瓶底预先放入少量水的目的是防止溅落的火星炸裂集气瓶；
（6）①向锥形瓶中加入少量水至水没过长颈漏斗口下端处；
②将注射器C连接到装置A的导管口处；
③缓慢拉动注射器G的活塞，观察到长颈漏斗口下端有气泡冒出，表示装置A的气密性良好；
（7）注射可以控制液体的滴加速率和用量，所以实验室用装置A制取氧气时，如用注射器G替换长颈漏斗，优点是：节约药品，可以控制反应速率；
（8）排水法收集氧气的时刻过早，集气瓶没有装满水都会导致收集的氧气不纯；
（9）用高锰酸钾制取并收集了一瓶氧气，呈浅红色，在做细铁丝燃烧实验时，未见细铁丝燃烧，说明试管口没有放棉花，高锰酸钾粉末进入导管，氧气浓度过低，铁不能和氧气反应；铁和氧气反应生成的四氧化三铁温度高，玻璃是热的不良导体，所以集气瓶破裂的原因是：集气瓶地没有预留少量的水．
故答案为：（1）长颈漏斗，试管；
（2）C，E或F，B，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）D，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，证明已收集满氧气；
（5）火星四射，防止溅落的火星炸裂集气瓶；
（6）①水没过长颈漏斗口下端；
③长颈漏斗口下端有气泡冒出；
（7）节约药品，可以控制反应速率；
（8）排水法收集氧气的时刻过早；集气瓶没有装满水；
（9）小林：试管口没有放棉花；氧气浓度过低；
小红：集气瓶地没有预留少量的水

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．