Question

5．完成下列基础的学生实验，根据如图装置图，回答有关问题．

（1）写出装置图中标号仪器的名称：a试管，b锥形瓶．
（2）写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，可选用的发生装置是B（填字母）．
（3）写出实验室用氯酸钾制取氧气的文字表达式氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气，如图E装置来收集氧气，当导管口气泡连续均匀放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶中，开始收集．
实验Ⅰ：实验室制氧气．
【实验装置】如图2所示．
【实验步骤】①检查装置气密性；
②向锥形瓶中加入二氧化锰，塞紧带导管和已抽取好了一定量双氧水的注射器的双孔橡皮塞，将导管放入底部有少量黄沙的集气瓶中，盖上玻璃片；
③缓慢推动注射器活塞，逐滴滴加双氧水，收集氧气并验满．
（1）步骤①中，检查装置气密性的方法是将导管的一端浸入水中，双手紧握锥形瓶的外壁，若导管口有气泡产生，证明装置气密性良好；
（2）步骤③中，塞紧双孔橡皮塞的方法是用力转动；
（3）步骤③中，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满．
（4）若用如图3所示装置收集氧气，则氧气由a端通入（填“a”或“b”）．
实验Ⅱ：铁丝在氧气中燃烧．
（1）该反应的文字表达式为铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（2）该反应的现象为：放热，火星四射，生成黑色固体．
（3）实验表明：改用加热高锰酸钾制取、并用向上排空气法收集的氧气进行本试验，成功率更高，原因可能是收集的氧气比较干燥；如图4是用排水法收集氧气的装置图，请回答：
①指出装置图中的一处错误是试管口未放一团棉花，这处错误将导致的后果是加热时，高锰酸钾粉末进入导管；
②写出该反应的文字表达式高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
③实验结束，停止加热时要先移导管，其理由是防止水进入热的试管，炸裂试管．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，反应条件是常温进行分析；
（3）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，以及收集氧气的正确时刻进行分析；
实验Ⅰ：（1）根据检验装置气密性的正确操作进行分析；
（2）根据组装橡胶塞和锥形瓶的正确操作进行分析；
（3）根据氧气有助燃性进行分析；
（4）根据氧气不易溶于水进行分析；
实验Ⅱ：（1）根据铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁进行分析；
（2）根据铁和氧气反应生成四氧化三铁进行分析；
（3）根据实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口，需要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，以及实验结束的正确操作进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是试管，b是锥形瓶；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，该反应的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以可选用的发生装置是B；
（3）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，文字表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气，E装置来收集氧气，当导管口气泡连续均匀放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶中，开始收集；
实验Ⅰ：（1）步骤①中，检查装置气密性的方法是：将导管的一端浸入水中，双手紧握锥形瓶的外壁，若导管口有气泡产生，证明装置气密性良好；
（2）步骤③中，塞紧双孔橡皮塞的方法是：用力转动；
（3）氧气有助燃性，所以步骤③中，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满；
（4）氧气不易溶于水，所以用如图3所示装置收集氧气，则氧气由a端通入；
实验Ⅱ：（1）铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，文字表达式为：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（2）铁和氧气反应生成四氧化三铁，所以该反应的现象为：放热，火星四射，生成黑色固体；
（3）改用加热高锰酸钾制取、并用向上排空气法收集的氧气进行本试验，成功率更高，原因可能是收集的氧气比较干燥，
实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口，需要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管，
高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
实验结束，停止加热时要先移导管，其理由防止水进入热的试管，炸裂试管．
故答案为：（1）试管，锥形瓶；
（2）过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，B；
（3）氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气，连续均匀；
实验Ⅰ：（1）将导管的一端浸入水中，双手紧握锥形瓶的外壁，若导管口有气泡产生，证明装置气密性良好；
（2）用力转动；
（3）a；
实验Ⅱ：（1）铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
（2）黑；
（3）收集的氧气比较干燥，
试管口需要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管；
高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
移导管，防止水进入热的试管，炸裂试管．

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．