Question

如图是实验室制取氧气的装置图1，根据装置图回答下列问题：

（1）写出装置图1中标有①②序号的仪器名称：①

 

；②

 

．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是

 

（写出装置代号）；可选用的收集装置是

 

（写出装置代号）．该反应的文字表达式为

 

该反应的基本反应类型是

 

．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时可分为以下步骤：a点燃酒精灯，加热试管；b检查装置的气密性；c将药品装入，用带导管的塞子塞紧试管，并固定在铁架台上；d用排水法收集氧气；e熄灭酒精灯；f将导管从水槽中取出，正确的操作顺序是

 

．
（4）实验室用装置B制取氧气时，该反应的文字表达式为

 

．
（5）实验室制氧气时：①把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中；②把过氧化氢溶液缓慢加入少量二氧化锰的试管中，在上述两种方法中第

 

（填序号）种方法可以得到平稳的氧气流．
（6）某初三化学兴趣小组同学，在对氧气性质进行研究时，设计了如下实验：
①小李同学取一段铁丝窗网上的细铁丝，在自己收集到的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象．造成此实验失败的原因可能是

 

，另一同学用收集的氧气做铁丝燃烧实验后发现集气瓶底炸裂，出现该现象的原因是

 

，该反应的文字表达式为

 

该反应的基本反应类型是

 

．
②小王同学将用排水法收集满氧气的两个集气瓶按如图2所示放置，并分别同时迅速插入一根带火星的木条，发现木条均复燃，且甲中燃烧比乙中更旺，该实验说明氧气具有的性质是

 

、

 

．
③在实验探究的过程中组长有同学提出：能使带火星的木条复燃所需氧气的最低体积分数是多少？
小组同学查阅资料得出的结论是：能使带火星木条复燃所需氧气的最低体积分数应在30%～50%之间．
这时小陆同学又提出：能否使实验数据更加具体和准确些？小组同学又略经讨论，进行实验，得到的现象如图3所示：

1号瓶（收集34%的氧气）	2号瓶（收集35%的氧气）	3号瓶（收集36%的氧气）	4号瓶（收集37%的氧气）
不复燃	不复燃，但很亮	很亮，复燃	立即复燃

这时，小张同学脱口而出：“氧气约占36%时就是带火星木条复燃的最低体积分数”，而其他同学立即反对，理由是

 

，你认为能使带火星木条复燃所需氧气的最低体积分数为

 

（实验数据均取整数）．
（7）为保证潜水艇长时间在水中，潜水艇里要配备氧气再生装置，下列几种制取氧气的方法：①加热高锰酸钾制取氧气；②水通电制取氧气；③氧化汞加热制取氧气；④过氧化 钠+二氧化碳→碳酸钠+水，你认为最适合在潜水艇里制取氧气的方法是

 

，与其他方法相比，该方法的优点是

 

．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的化学性质,氧气的收集方法,制取氧气的操作步骤和注意点,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）认识常见仪器的名称；
（2）发生装置主要由反应物的状态和反应条件决定；收集装置主要由气体的密度和溶水性决定；
（3）从实验室制取氧气的实验步骤和注意事项去分析解答；
（4）根据反应物和产物书写化学方程式；
（5）要得到平衡的气流，就需要使反应持续匀速地进行；通过控制液体药品过氢化氢溶液的加入速度及加入量，可达到控制反应速度的目的，而过氧化氢在二氧化锰催化下较快地分解，生成水和氧气．
（6）①做铁丝在氧气中燃烧这个实验时．要注意：铁丝不能太粗；铁丝不能生锈；铁丝要在纯氧中燃烧；铁丝的下端要用火柴引燃；集气瓶的底部要放水或铺沙子等．
②氧气的验证：能使带火星木条复燃．密度大于空气的气体，存放时集气瓶应正放，减少气体的逸散．
③分析表格可发现收集的氧气占容积的体积分数最低为36%时木条就可复燃，根据空气中原有的氧气和收集到的氧气，就可算出氧气的分数；
（7）根据潜水艇里的环境及对供给氧气反应的要求，分析所涉及反应的特点，判断出最适合潜水艇里供给氧气的反应原理即可．

解答：解：（1）①为试管，②为酒精灯；
（2）锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：高锰酸钾

加热

锰酸钾+二氧化锰+氧气，一变多，为分解反应；反应属于固体加热制气，可选用发生装置A．氧气是不溶于水的，所以可以选用排水收集，装置为C；氧气密度大于空气，所以可以选择向上排空气法收集，装置为D；
（3）解：第一步：要检查装置的气密性，如果装置漏气，就收集不到氧气，浪费药品；
第二步：检查完装置的气密性，如果装置的气密性好，就把药品装入试管，用带导管的塞子塞紧试管，准备加热制取；
第三步：由于加热过程试管的温度较高所以要把它固定在铁架台上；
第四步：点燃酒精灯，加热试管里面的药品；
第五步：由于氧气不易溶于水故可用排水法收集氧气；
第六步：将导管从水槽中取出；
第七步：熄灭酒精灯．
（4）实验室用装置B制取氧气时，是固液常温型，该反应的文字表达式为：过氧化氢

二氧化锰

水+氧气；
（5）操作①不能实现对药品用量及加入速度的控制，而操作②通过缓缓加入溶液的方法控制药品的加入速度及用品，从而达到了控制反应速度的目的，所以①②两种方法的实验现象不相同；因此，要得到平稳的氧气流应采取操作②的方法进行制取；
（6）①做“铁丝在氧气中燃烧”的实验．没有观察到“火星四射”的现象，实验失败的可能原因是：铁丝已经生锈；收集的氧气不纯；温度没有达到铁的着火点等．防止溅落的熔化物炸裂瓶底；集气瓶的底部要放水或铺沙子．
铁在氧气中燃烧生成了四氧化三铁，反应的文字表达式是：铁+氧气

点燃

四氧化三铁．该反应由两种物质生成了一种物质，属于化合反应．
②氧气的密度比空气的密度大，收集后要用瓶口向上．如果瓶口向下的话，则收集的氧气可能会逸出．甲图中瓶口向上，而乙图瓶口向下，故乙图中的氧气含量少．氧气又能使带火星的木条复燃．因而在甲中燃烧比在乙更旺．故答案为：氧气的密度比空气的密度大；氧气能助燃（能支持燃烧）．
③因该瓶中还有体积为64%的空气，空气中也有氧气，所以这位同学的观点不正确．观察实验记录，收集的氧气占容积的体积分数最低为36%，带火星的木条复燃，此时空气还占64%，所以空气中有氧气的量为：64%×21%≈13%，所以此时瓶内共有氧气的分数为：13%+36%=49%．
故答案为：该瓶中还有体积为64%的空气，空气中也有氧气；49%；
（7）方法①：高锰酸钾需要在加热的条件下才能放出氧气，而加热时也会消耗氧气，不适宜在潜水器里供给氧气．
方法②：水通电分解需要通电，消耗电能，不适宜在潜水器里供给氧气．
方法③：氧化汞需要在加热的条件下才能放出氧气，且生成的汞有毒，不适宜在潜水器里供给氧气．
方法④：过氧化钠固体与二氧化碳反应，常温下即可发生反应，且可把空气中的二氧化碳转化为氧气，供给氧气的同时吸收了人呼出的二氧化碳，适宜在潜水器里供给氧气．
与其它三种方法相比，④这种方法不用加热、不用通电，操作简单，还能将人呼吸产生的二氧化碳转变为呼吸所需的氧气
故答案为：
（1）①试管、②酒精灯；
（2）A、C或D；
高锰酸钾

加热

锰酸钾+二氧化锰+氧气、分解反应；
（3）bcadfe；
（4）过氧化氢

二氧化锰

水+氧气；
（5）②；
（6）①氧气不纯、事先未在集气瓶内放少量的水或沙子、铁+氧气

点燃

四氧化三铁、化合反应；
②助燃性、密度比空气大；
③瓶内空气中也有氧气、49%；
（7）④、操作方便．

点评：本题主要考查实验室制取氧气的有关知识，难度不大，可依据有关知识解决．