Question

17．在学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如图所示的四种：

请回答问题：
（1）工业上常采用途径丁来制取氧气，这种方法是物理（填“物理”或“化学”）变化．以绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，乙（填“甲”、“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求．
（2）下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题：

①写出 a、b仪器的名称：a试管，b锥形瓶．
②实验室采用途径丙制取氧气，应选用的发生装置是A（填编号），理由不用填是反应物是固体，反应条件是加热．可用E装置收集氧气，理由是氧气不易溶于水，当气泡连续均匀冒出时开始收集，该反应的文字表达式是氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
③采用途径乙制取氧气，如需随时控制生成气体的量并节约药品，发生装置最好选用B（填编号），如用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则收集满了．
④F装置中充满水时，也可以作为氧气的收集装置，则氧气应从d（填“c”或“d”） 端通入．
（5）若用E装置收集一瓶氧气，将细铁丝伸入氧气中，发现没有燃烧，可能的原因有：收集的氧气不纯，铁丝表面没有除去铁锈（填两条）．

Answer 1

分析 （1）根据工业上分离液态空气制取氧气是利用液态氧和液态氮的沸点不同而分离出氧气分析变化；
（2）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根据实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，依据反应物的状态，反应条件选择反应装置，E装置是排水法收集氧气，原因是：氧气不易溶于水，收集氧气的正确时刻，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气进行分析；
③根据注射器可以控制液体的滴加速率，氧气有助燃性进行分析；
④根据氧气不易溶于水、密度比水小进行分析；
⑤根据氧气的纯度，铁丝表面的铁屑都会影响铁丝在氧气中的燃烧现象进行分析．

解答 解：（1）工业上分离液态空气制取氧气，根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离出氧气，所以是物理变化；甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，加热氯酸钾和二氧化锰或加热高锰酸钾制取氧气需要加热，浪费能源还污染环境，过氧化氢制取氧气，装置操作简单、安全，不需加热，生成物是水和氧气，无污染，更能体现化学实验的绿色化追求；
（2）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实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以应选用的发生装置是A，理由是：反应物是固体，反应条件是加热，E装置是排水法收集氧气，原因是：氧气不易溶于水，当气泡连续均匀冒出时开始收集，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，文字表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；
③注射器可以控制液体的滴加速率，氧气有助燃性，所以需随时控制生成气体的量并节约药品，发生装置最好选用B，如用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则收集满了；
④氧气不易溶于水、密度比水小，所以F装置中充满水时，也可以作为氧气的收集装置，则氧气应从d端通入；
⑤氧气的纯度，铁丝表面的铁屑都会影响铁丝在氧气中的燃烧现象，所以若用E装置收集一瓶氧气，将细铁丝伸入氧气中，发现没有燃烧，可能的原因有：收集的氧气不纯，铁丝表面没有除去铁锈．
故答案为：（1）物理变化，乙；
（2）①试管，锥形瓶；
②A，反应物是固体，反应条件是加热，氧气不易溶于水，气泡连续均匀冒出，氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；
③B，将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则收集满了；
④d；
⑤收集的氧气不纯，铁丝表面没有除去铁锈．

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．