Question

4．某化学兴趣小组利用下列装置（图1）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（不可重复选用）．

（1）写出有编号仪器的名称：①试管，②酒精灯；
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热来制取氧气，该反应的文字表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；发生装置可选用A（填代号），收集一瓶较纯净的氧气可选用C；若实验结束时，应先把导管从水中移出，再熄灭酒精灯；否则会引起水倒吸炸裂试管．
（3）用过氧化氢制取氧气时，发生装置应选用B（填代号），实验中除过氧化氢外还需二氧化锰（填药品名称），能否用高锰酸钾制氧后的剩余固体代替该物质能，理由是因为高锰酸钾分解能生成二氧化锰．
（4）化学兴趣小组的同学经认真思考后，认为可选用图2装置进行收集氧气．若集气瓶中的气体是空气，那么进气口应是a（填“a”或“b”）；医院里给病人输氧为了给氧气加湿和观察氧气的输出速度，也可以在氧气瓶和病人之间连接该装置，在集气瓶装半瓶水，将a端接氧气钢瓶，通过观察气泡的产生速率就知道氧气的输出速度．
（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-丁）：
实际操作中，用坩埚钳夹持木炭在酒精灯上点燃，然后（填快速、缓慢）缓慢地由上到下伸入集气瓶；木炭在图乙中燃烧的现象是剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热；．
图丙中的现象为澄清石灰水变浑浊，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木炭+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
【学以致用】
（6）常温下，硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的气体，实验室可用硫化亚铁固体和稀硫酸反应制得，则应选择B来作发生装置．
（7）一氧化氮气体难溶于水，密度略大于空气，易与氧气反应，则应选择C装置来收集．

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器的名称进行分析；
（2）根据氯酸钾在二氧化锰作催化剂加热的条件下分解为氯化钾和氧气写出该反应的文字表达式即可；根据实验室用氯酸钾和二氧化锰混合来制取氧气时需要加热选择发生装置即可；根据用排水法收集的气体比较纯净进行分析；根据用排水法收集氧气时的注意事项进行分析；
（3）根据实验室用过氧化氢制取氧气需要用二氧化锰作催化剂，高锰酸钾分解会生成二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析；
（4）根据氧气的密度比空气的大，氧气不易溶于水，如果通入水中会产生气泡，据此进行分析解答；
（5）根据把红热的木炭由瓶口向下缓慢插入可以使木炭与氧气充分反应解答；木炭能够在氧气中剧烈地燃烧，生成二氧化碳，二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，据此分析回答；
（6）根据反应物的状态和反应条件来选择反应的发生装置；
（7）根据一氧化氮的性质分析收集的方法及装置．

解答 解：（1）图中标号的仪器名称：①是试管；②是酒精灯．
故填：试管；酒精灯．
（2）氯酸钾在二氧化锰作催化剂加热的条件下分解为氯化钾和氧气，该反应的文字表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；实验室用用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气需要加热，应该用A装置作为发生装置；因为氧气不易溶于水且密度比空气大，所以可以用排水法或向上排空气来收集，用排水法收集的气体比较纯净，要收集一瓶较纯净的氧气应选用的装置是C；加热氯酸钾并用排水法收集氧气实验结束要先将导管从水中移出来再熄灭酒精灯，防止水倒吸炸裂试管；
故填：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；A；C；把导管从水中移出；熄灭酒精灯；水倒吸炸裂试管．
（3）用过氧化氢制取氧气不需要加热，应选用的发生装置是B装置，还需要用到二氧化锰作催化剂，因为高锰酸钾分解能生成二氧化锰，所以高锰酸钾制取氧气后的剩余物可以代替二氧化锰，用作过氧化氢分解的催化剂．
故填：B；二氧化锰；能；因为高锰酸钾分解能生成二氧化锰．
（4）用图2装置收集氧气时，因为氧气的密度比空气的大，氧气应从a端通入，将空气从短导管排出；医院里给病人输氧为了给氧气加湿和观察氧气的输出速度也可以在氧气瓶和病人之间连接该装置，在集气瓶装半瓶水，将a端接氧气钢瓶，通过观察产生气泡的快慢就知道氧气的输出速度．
故填：a；a；气泡的产生速率．
（5）做“木炭的燃烧”实验时，用坩埚钳夹持木炭在酒精灯上点燃，然后缓慢地由上到下伸入集气瓶；木炭在图乙中燃烧的现象是：剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热；图丙中的现象为：澄清石灰水变浑浊，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：木炭+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
故填：坩埚钳；缓慢；剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热；澄清石灰水变浑浊；二氧化碳；木炭+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
（6）根据题中信息“实验室可用硫化亚铁固体和稀硫酸反应制得”可知该反应的反应物是固体和液体且在常温下反应，发生装置应选B．
故填：B．
（7）由于一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，只能用排水法收集，收集装置是C．
故填：C．

点评 本题主要考查仪器的用途、文字表达式的书写，实验装置的选择，选择发生装置时，要考虑反应物的状态、反应条件等因素；选择收集装置时，要考虑气体的水溶性、能否和水发生化学反应、密度、能否和空气中的物质发生化学反应等因素．