Question

3．请根据下列装置图，回答有关问题：

（1）写出装置图中标号仪器的名称：a试管，b集气瓶．
（2）实验室采用C和G装置制取氧气，发生反应的表达式是过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，若将C装置换成D装置，则优点是可以得到比较平稳的气流、便于控制反应的剧烈程度等．选用G装置收集氧气的原因是氧气不易溶于水且不与水反应．当集气瓶收满氧气后，应先将导管从瓶口移开，在水中盖上玻璃片，移出水面，正放在桌面上．停止加热时，应A（填字母），以防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂．
A．先从水槽中移出导管，后熄灭酒精灯    B．先熄灭酒精灯，后从水槽中移出导管
（3）实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气，选用的制取装置是BE（填字母），发生反应的表达式是高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，验满的方法是将一根带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满．
（4）选用A和G中装置制取氧气时，发生反应的表达式是氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
（5）二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，其中一项实验是加热红色氧化汞粉末得到汞和氧气，该反应示意图如图2：

下列说法正确的是AD（填字母）
A．氧化汞分解过程中，原子的个数没有发生改变    B．氧化汞、汞、氧气都是化合物
C．氧化汞分解过程中，分子的种类没有发生改变    D．该反应为分解反应
（6）利用图3的装置，可以粗略测定出空气氧气的体积分数．实验过程是：
第1步：在一个容积为V毫升的集气瓶加V1毫升（少量）的水，量筒中预先装入V₂毫升的水．
第2步：点燃燃烧匙内的红磷，并迅速伸入集气瓶中再塞紧塞子．
第3步：待反应结束并冷却后，松开止水夹．此时水进入集气瓶，
最终量筒中的水面停止在刻度V₃毫升处．
请回答下列问题：
①在此设计方案中，能否用木炭代替红磷不能；
②实验中红磷必须要过量，目的是：耗尽集气瓶中的氧气；
③该方案中计算空气中氧气的体积分数的数学表达式为：（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．

Answer 1

分析 （1）根据常用仪器的名称和用途分析；
（2）根据采用装置C制取氧气时，属于固液常温型，采用的是分解过氧化氢溶液的方法，据此进行分析解答；根据装置制取气体过程的优点进行分析；根据氧气不易溶于水且不与水反应进行分析；反应实验室制取氧气时的注意事项进行分析；
（3）根据实验室用高锰酸钾制取氧气，是固体的加热反应来选择反应装置；根据高锰酸钾分解产生了锰酸钾、二氧化锰和氧气写出反应的文字表达式即可；然后根据氧气的密度大于空气的密度和要收集干燥氧气的条件，选择收集装置；根据氧气的密度比空气的大进行分析；
（4）实验室用A装置制取氧气，属于固体加热型，试管口没有放一团棉花，采用的加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法，据此进行分析解答；
（5）根据反应物、生成物及反应特征分析；
（6）根据实验现象、反应原理及注意事项分析．

解答 解：（1）由常用仪器的名称和用途可知，带标号器名称：a是酒精灯，b是锥形瓶；
（2）采用装置C制取氧气时，属于固液常温型，采用的是分解过氧化氢溶液的方法，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；若将C装置换成D装置，则优点是可以得到比较平稳的气流、便于控制反应的剧烈程度等；A；选用G装置收集氧气的原因是氧气不易溶于水且不与水反应；当集气瓶收满氧气后，应先将导管从瓶口移开，在水中盖上玻璃片，移出水面，正放在桌面上；停止加热时，应先从水槽中移出导管，后熄灭酒精灯，以防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，是固体的加热反应，所以我们可以用B作为发生装置；反应的文字表达式是：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，要收集干燥的气体可用排空气法收集，即用E装置收集；用排空气法收集氧气时，检验氧气是否收集满的方法是将一根带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃，证明收集满了；
（4）实验室用A装置制取氧气，属于固体加热型，试管口没有放一团棉花，采用的加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；
（5）根据质量守恒定律，氧化汞分解过程中，原子的个数没有发生改变；氧化汞是化合物，但生成的汞、氧气都是单质；由于反应是化学反应，氧化汞分解过程中，分子的种类发生了改变；该反应符合“一变多”特征，为分解反应；
（6）①在此设计方案中，不能用木炭代替红磷，因为木炭燃烧生成物为气体，不能测定消耗的氧气量；
②实验中红磷必须要过量，目的是耗尽集气瓶中的氧气；
③该方案中计算空气中氧气的体积分数的数学表达式为（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．
故答案为：（1）试管；集气瓶；（2）过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；可以得到比较平稳的气流、便于控制反应的剧烈程度等；氧气不易溶于水且不与水反应；在水中盖上玻璃片，移出水面；A；（3）BE；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；将一根带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满；（4）氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气； （5）AD；（6）①不能；②耗尽集气瓶中的氧气；③（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和注意事项等，综合性比较强．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．