Question

10．如图1是实验室制取气体的常用装置．
（1）加热高锰酸钾制取氧气，选择的装置是A和C（或E）（填字母）组合，装置A应采取的措施是在试管口放一团棉花，作用为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；  反应的文字或符号表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑），该反应的基本化学反应类型是分解反应．
（2）如何验证一瓶无色气体是氧气？
（3）实验室中得到较纯净的氧气用排水法收集，用该方法收集，停止加热时，要先将导管从水槽中移出
（4）用如图2所示的装置测定空气中氧气含量实验中，测出氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$，请你帮助分析原因．（答两点即可）

Answer 1

分析 （1）氧气密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集，加热时试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管，并据反应原理书写表达式，据反应特点判断反应类型；
（2）验证氧气可将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃则是氧气；
（3）用排水法收集氧气，停止加热时，要先将导管移出水面，防止水倒吸引起试管炸裂；
（4）据测定空气中氧气含量时：要保证药品过量，要保证装置的气密性良好，同时一定要等到温度恢复到室温再打开止水夹让外界液体进入装置内，据此进行分析解答．

解答 解：（1）氧气密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集，加热时试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管，反应的文字表达式或符号表达式是：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，该反应由一种物质生成三种物质，属于分解反应；
（2）验证氧气可将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃则是氧气；
（3）用排水法收集氧气，停止加热时，要先将导管移出水面，防止水倒吸引起试管炸裂；
（4）红磷量不足，氧气没有完全消耗；装置漏气，空气会进入装置；实验没有等到装置冷却至室温就打开止水夹，由于瓶内气体温度偏高，气压偏大；三项操作均会导致测得的氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$；
故答案为：（1）C（或E）；在试管口放一团棉花；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑）；分解反应；
（2）将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃则是氧气；
（3）将导管从水槽中移出；
（4）红磷不足；装置漏气（合理均可）．

点评 了解制取氧气的反应原理、注意书写、检验方法、反应类型的判断、空气中氧气含量测定等知识，才能结合题意顺利解答．