Question

根据下列装置如图1回答问题：

（1）某同学用氯酸钾和二氧化锰共热制备和收集氧气，他应选用的气体发生装置是

 

（填序号）来制取．用装置E来收集，其原因的

 

，收集氧气的适宜时刻是

 

．用化学式简要表示其反应

 

．
（2）通常用如图2所示的方法进行气密性检查，如果装置不漏气，可以看到导管口有气泡冒出，将手松开一段时间后（导管仍插入水中），可以看到的现象是

 

．
（3）若选用C收集氧气，你认为验满的方法是

 

．
（4）实验结束拆除装置后，发现试管炸裂，试分析造成此后果的可能原因

 

（要求答出两点即可）．
（5）过去实验室制氧气，常用氯酸钾与二氧化锰混合加热制取，从预热到收集满一瓶（250mL）氧气大约需8～10分钟，从反应后剩余的固体中回收二氧化锰比较困难，曾有同学去闻自己收集到的氧气，想找找吸氧的感觉，结果却闻到刺激性气味（少量氯酸钾发生副反应生成有毒的氯气）．现行教材已改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，你认为这样做的优点都有哪些？
（1）

 

（2）

 

（3）

 

．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,氧气的检验和验满,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：根据图示可分析得：A为固体加热制取气体的装置；C为向上排空气法收集气体的装置，所收集的气体密度比空气大且不与空气中的成分反应．D为向下排空气法收集气体的装置，所收集的气体密度比空气小且不与空气中的成分反应．E为排水法收集气体的装置，所收集气体要不溶于水不与水反应，图1是检查装置气密性；而改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，其优点有很多，如常温反应，不需加热（或操作简便）；反应速率快；便于回收二氧化锰；制得的氧气纯净（或无污染）．．

解答：解：（1）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；用排水法收集较纯净氧气的适宜时间是：当导管口有连续均匀气泡冒出时；
因为氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，故其反应的化学方程式是：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑
（2）通常用如图1所示的方法进行气密性检查，如果装置不漏气，可以看到导管口有气泡冒出，将手松开一段时间后（导管仍插入水中）可以看到的现象导管内高出水平面上升一段水柱；
（3）若选用C收集氧气，你认为验满的方法是用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明收集的氧气已满；
（4）实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行分析，造成试管炸裂的原因可能是：试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热等；
（5）由题意，比较可知：氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气，用时间多，收集二氧化锰困难，得到的氧气不纯，污染环境；而改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，其优点有很多，如常温反应，不需加热（或操作简便）；反应速率快；便于回收二氧化锰；制得的氧气纯净（或无污染）．
故答案为：
（1）A、氧气不易溶于水，且不与水反应、产生连续均匀气泡、2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑；
（2）导管内高出水平面上升一段水柱；   
（3）用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明收集的氧气已满；
（4）试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯；
（5）常温反应，不需加热、反应速率快、制得的氧气纯净．

点评：该题考查了实验室制取氧气的原理、方法、装置的选择，属于基础性的综合题，有利于学生掌握实验基础知识．