题目内容
1．从事科学实验的重要环节是进行科学实验的设计，科学实验的正确步骤是：①明确实验目的；
②收集有关资料；
③设计合理方案；
④进行科学实验．
请按照以上四个步骤完成以下的实验设计，根据装置图回答问题．
【明确实验目的】实验室制取氧气
【收集有关资料】过氧化氢是液态，二氧化锰催化作用下，迅速产生氧气，高锰酸钾是一种黑紫色的固体，写出一种制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O2↑+2H2O（2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑）．
【设计实验方案】用过氧化氢制取氧气时，可以选择AD或AE（填序号）组装一套装置制取氧气．选择制取气体的发生装置的方法的依据是反应物的状态和反应条件．
【进行科学实验】
（1）用过氧化氢制取氧气时，要先检验装置的气密性，其方法是夹住导气管，向长颈漏斗中注水，长颈漏斗中形成稳定的水柱，说明装置不漏气．
（2）若用高锰酸钾制取氧气，用D收集氧气，验证收集满的方法是用带火星的木条放在瓶口，木条复燃，说明收集满．
（3）若用E收集氧气，发现制得到的氧气不纯，可能的原因是集气瓶没有装满水或刚有气泡冒出就立即收集了（写一条即可）．实验完毕，要先把导管取出，再熄灭酒精灯．否则导致的后果是水槽中水倒流到试管中，使试管炸裂．
（4）若用高锰酸钾制取氧气，实验室需要16g氧气进行性质实验，至少要加入多少高锰酸钾？
分析 【收集有关资料】根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气写出反应的化学方程式即可；
【设计实验方案】根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据生成气体的密度和溶解性选择收集装置；
【进行科学实验】（1）根据检查装置的气密性有多种方法，原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡进行分析；
（2）根据氧气验满的方法进行分析；
（3）根据用高锰酸钾制氧气时的注意事项进行分析；
（4）根据化学方程式和氧气的质量进行计算．
解答 解：【收集有关资料】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
【设计实验方案】过氧化氢是液体，二氧化锰是固体，反应条件是常温，可选用的发生装置是A；氧气不易溶于水，密度比空气大，因此收集方法可用排水法或向上排空气法，故选择的收集装置可以是D或E；
【进行科学实验】（1）用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好；
（2）检验氧气集满的方法是将带火星木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满；
（3）若用E收集氧气，发现制得到的氧气不纯，可能的原因是集气瓶没有装满水或刚有气泡冒出就立即收集了；实验完毕，要先把导管取出，再熄灭酒精灯．否则导致的后果是水槽中水倒流到试管中，使试管炸裂；
（4）设需要高锰酸钾的质量为x
2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 16g
$\frac{316}{x}$=$\frac{32}{16g}$
x=15.8g．
故答案为：【收集有关资料】2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O2↑+2H2O（2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑）；
【设计实验方案】AD或AE，反应物的状态和反应条件；
【进行科学实验】（1）夹住导气管，向长颈漏斗中注水，长颈漏斗中形成稳定的水柱，说明装置不漏气；
（2）用带火星的木条放在瓶口，木条复燃，说明收集满；
（3）集气瓶没有装满水或刚有气泡冒出就立即收集了；水槽中水倒流到试管中，使试管炸裂；
（4）15.8g．
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．
水在实验室中应用也很广泛，水在化学实验中的作用不可忽视．如图中六个实验分别用到水，请回答：
图表示几种物质之间的转化关系，“→”表示一种物质通过化学反应可生成另一种物质（反应的条件、其它反应物或生成物已经略去）．请回答问题：