Question

13．结合如图1所示装置，回答有关问题．
（1）写出编号所指仪器的名称：a试管；b酒精灯．
（2）实验室中，用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发生装置可选用A（填标号）；化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．在试管口放一小团棉花的作用是：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管．
（3）用向上排空气法收集氧气，应如何验满？将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则满．
（4）用D装置来收集气体，导管要伸入到集气瓶底部的理由是为了把空气充分排出来．
（5）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是开始出来的气体中混有装置内的空气；而开始收集氧气的适宜时刻是气泡连续、均匀冒出时．当集气瓶口有大气泡冒出时，表明该瓶内的氧气已收集满，此时需要将玻璃片在水面下盖住集气瓶口，把集气瓶移出水面后放置在实验室上，放置的方法是正放，原因是氧气密度比空气大，停止加热后，先将导管从水槽中移出然后熄灭酒精灯，其原因是防止水倒吸入热的试管，引起试管炸裂．
（6）用排水法收集氧气的原因是氧气不易溶于水；氧气还可以用向上排空气方法；
（7）试管加热之前要预热，试管口向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流引起试管炸裂；
（8）小红也用此装置制取氧气，实验结束后，发现收集的氧气不纯，原因是集气瓶未装满水（或未等气泡连续、均匀冒出就开始收集）．
（9）实验后发现试管炸裂，则可能的原因有哪些？试管外壁有水未擦干（合理均可）（至少答一种可能）
（10）用D装置收集氧气的依据是氧气密度比空气大，
（11）用过氧化氢制取氧气时，二氧化锰可以连续反复使用，理由是二氧化锰的质量和化学性质不变；
（12）氢气是最清洁的燃料，它的密度比空气小，难溶于水，实验室常用锌粒与稀硫酸反应来制得．其化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．收集氢气的装置可选用C或E．（填标号）
（13）该化学兴趣小组的同学接着进行有关氧气性质的实验（实验如图2）：该图是木炭燃烧的图示，图丙中的现象为澄清的石灰水变浑浊，说明木炭燃烧的产物有二氧化碳；木炭燃烧这个反应的文字表达式为碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，并据反应原理书写方程式，试管口放棉花是为了防止加热时 高锰酸钾粉末进入导管；
（3）验满氧气的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；
（4）排空气法收集气体，导管伸入瓶底是为了排尽瓶内空气；
（5）据排水法收集气体的注意事项解答；
（6）排水法收集氧气是因为氧气不易溶于水，氧气密度比空气大，还可用向上排空气法收集；
（7）据给试管加热的注意事项解答；
（8）排水法收集氧气不纯，可能是瓶内未装满水或未等气泡连续、均匀冒出就开始收集，导致瓶内混入空气；
（9）试管炸裂的可能原因有：试管外壁有水未擦干，加热时未预热，收集外壁先熄灯后移导管等；
（10）氧气能用向上排空气法收集，是因为其密度比空气大；
（11）二氧化锰是反应的催化剂，反应前后其质量和化学性质不变，所以可循环使用；
（12）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，据此书写方程式，并据氢气密度和溶解性选择收集装置；
（13）向瓶内倒入澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，并据反应原理书写文字表达式．

解答 解：（1）标号仪器分别是试管和酒精灯；
（2）加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，反应方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，试管口放棉花是为了防止加热时 高锰酸钾粉末进入导管；
（3）验满氧气的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；
（4）排空气法收集气体，导管伸入瓶底是为了排尽瓶内空气；
（5）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是开始出来的气体中混有装置内的空气，会导致收集的氧气不纯；而开始收集氧气的适宜时刻是 气泡连续、均匀冒出时．当集气瓶口有 大气泡冒出时，表明收集满了，此时需要将玻璃片在水面下盖住集气瓶口，把集气瓶移出水面后正放在桌子上，因为氧气的密度比空气大，停止加热后，先 移导管后熄灯，防止水倒吸引起试管炸裂；
（6）排水法收集氧气是因为氧气不易溶于水，氧气密度比空气大，还可用向上排空气法收集；
（7）试管加热之前要预热，防止受热不均试管炸裂；试管口向下倾斜是为了防止冷凝水倒流引起试管炸裂；
（8）排水法收集氧气不纯，可能是瓶内未装满水或未等气泡连续、均匀冒出就开始收集，导致瓶内混入空气；
（9）试管炸裂的可能原因有：试管外壁有水未擦干，加热时未预热，收集外壁先熄灯后移导管等；
（10）氧气能用向上排空气法收集，是因为其密度比空气大；
（11）二氧化锰是反应的催化剂，反应前后其质量和化学性质不变，所以可循环使用；
（12）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应方程式是Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，氢气密度比空气小且难溶于水，所以可用向下排空气法或排水法收集；
（13）向瓶内倒入澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，反应的文字表达式是：碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳；
故答案为：（1）试管；酒精灯；
（2）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；
（3）将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则满；
（4）为了把空气充分排出来；
（5）开始出来的气体中混有装置内的空气；气泡连续、均匀冒出时；大气泡；正放；氧气的密度比空气大；将导管从水槽中移出；熄灭酒精灯；防止水倒吸入热的试管，引起试管炸裂；
（6）氧气不易溶于水；向上排空气；
（7）预热；防止冷凝水倒流引起试管炸裂；
（8）集气瓶未装满水（或未等气泡连续、均匀冒出就开始收集）；
（9）试管外壁有水未擦干（合理均可）；
（10）氧气的密度比空气大；
（11）二氧化锰的质量和化学性质不变；
（12）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；C；E；
（13）澄清的石灰水变浑浊；二氧化碳；碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．

点评 本考点综合考查了仪器的名称、反应原理、气体的制取装置和收集装置的选择，注意事项、氧气的验满和注意事项等，气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．