Question

4．某化学兴趣小组利用下列装置进行氧气的实验室制法和有关性质的研究，实验室提供以下常用仪器，供完成下列气体制取实验时选用．

（1）写出相应编号仪器的名称：②酒精灯．
（2）实验室若用高锰酸钾及装置A制取氧气，此时对A装置应做的一点改进是在试管口放一团棉花，该反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰；可用C装置收集氧气的原因是氧气不易溶于水，此时出现氧气不纯的可能原因是集气瓶内没有装满水或没等到气泡连续均匀冒出时收集．此时实验结束时，应先将导管从水中撤离（填“将导管从水中撤离”或“熄灭酒精灯”），目的是以防水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂．
（3）实验室若用过氧化氢溶液制取氧气则应选用的发生装置是B，反应的文字表达式为过氧化$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；若要用D装置收集氧气，请你改正其错误．导气管需要深入到集气瓶底部，用改进后的D装置收集氧气时，如何证明氧气已收集满？将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满．
（4）化学兴趣小组的同学经认真思考后，认为可选用图F装置进行收集氧气，若F中装满水用来收集氧气，进气口应是b（填“a”或“b”）．
（5）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）：图丙中的现象为澄清石灰水变浑浊，该实验的目的是说明木炭燃烧的产物有二氧化碳．
（6）某同学制取氢气，得知氢气难溶于水，且密度比空气小，实验室常用金属锌粒与稀硫酸溶液混合常温反应来制取氢气，应选用图B；作发生装置，可用图C或E作收集装置．

Answer 1

分析 （1）依据实验室常用仪器的认识进行分析．
（2）根据加热高锰酸钾制取氧气时的实验过程及注意事项分析：高锰酸钾加热分解产生了锰酸钾、二氧化锰和氧气；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，为防止高锰酸钾顺着导管进入水槽，导管口要放一团棉花；试管口略向下倾斜的目的是：防止冷凝水倒流引起试管的炸裂；实验时应在试管口放一团棉花，其作用是：防止高锰酸钾颗粒进入导气管；用排水法收集氧气的合适时机是：气泡连续均匀冒出时收集，以防收集的氧气不纯等进行分析；
（3）根据用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热进行分析；根据排空气法收集气体导气管需要深入到集气瓶底部进行分析；根据氧气的助燃性进行分析；
（4）根据氧气的密度比水小进行分析；
（5）根据木炭在氧气中燃烧时发出耀眼的白光，放出大量的热，生成二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析；
（6）根据锌和稀硫酸常温下反应生成氢气，反应物是固体和液体混合物，反应条件常温不需要加热选择氢气的发生装置；根据氢气的密度和溶解性选择收集方法．

解答 解：（1）图中仪器②是酒精灯；
（2）利用高锰酸钾制氧气是固体加热，装置是A；为防止高锰酸钾粉末受热进入导管，堵塞导管，实验时应在试管口放一团棉花；高锰酸钾加热分解产生了锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰；氧气能用排水法收集，是因为氧气不易溶于水；用排水法收集的氧气不纯的可能的原因是：集气瓶内没有装满水或没等到气泡连续均匀冒出时收集而混有空气；实验结束停止加热时，要先移出导管，然后再熄灭酒精灯；防止水倒流而炸裂试管；
为防止高锰酸钾粉末受热飞溅进入导管，堵塞导管，实验时应；实验中收集到的氧气不纯，可能的原因是刚开始冒气泡就收集，实验完毕应先将导管移出水面，防止因熄灭酒精灯而引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂；
（3）用双氧水和二氧化锰制氧气不需要加热，故应选用的B作为发生装置；过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，反应的文字表达式为为：过氧化$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；排空气法收集气体导气管需要深入到集气瓶底部；因为氧气有助燃性，证明氧气已收集满的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃说明收集满了；
（4）因为氧气的密度比水小，若F中装满水用来收集氧气，则气体应从b端通入；
（5）图丙中的现象为：澄清石灰水变浑浊，该实验的目的是说明木炭燃烧的产物有二氧化碳；
（6）实验室常用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气，属于固体与液体不加热制取气体的反应，故选择装置B；氢气密度比空气小，难溶于水，所以收集装置可用C或E．
故答案为：（1）酒精灯；（2）在试管口放一团棉花；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰；氧气不易溶于水；集气瓶内没有装满水或没等到气泡连续均匀冒出时收集；将导管从水中撤离；以防水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂；（3）B；过氧化$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；导气管需要深入到集气瓶底部；将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满；（4）b；（5）澄清石灰水变浑浊；说明木炭燃烧的产物有二氧化碳；（6）B；C或E．

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．