Question

12．如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置．

请回答下列问题：
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置A（填字母序号），该装置存在不足之处，需要改进的是在试管口放一团棉花，目的是防止高锰酸钾进入导气管，该反应的文字（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↑．若用装置 D 收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则满．若用 F 收集氧气，需等导气管口有连续均匀气泡冒出时候才能收集．实验结束后，应先撤导管，后撤酒精灯，目的是防止水倒流入试管，将试管炸裂．
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用 C 做发生装置，你认为选用 C 的优点是，反应的文字（或符号）表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．其中二氧化锰起催化作用，因为二氧化锰的在反应前后没变．
（3）欲使用装置 E 用排空气法收集氧气，则气体应从a（填“a”或“b”）端通入；欲使用装置 E 用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从b（填“a”或“b”）端通入．
（4）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置F（填字母序号）．
（5）同学们用收集的纯净的氧气做木炭、硫、细铁丝的燃烧实验，发现木炭在氧气里燃烧比在空气里燃烧要剧烈，说明了氧气的浓度越高，燃烧越剧烈．为了使各物质与氧气完全反应，操作方法是将各物质自上而下缓慢伸入集气瓶中．其中做硫、细铁丝燃烧实验时，集气瓶底部都预先装少量水，目的是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气、防止高温熔融物炸裂瓶底．

Answer 1

分析 （1）加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，收集较纯的氧气用排水法，并据反应原理书写文字表达式，验满氧气的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；根据高锰酸钾制氧气的注意事项解答；
（2）据过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的反应原理书写文字表达式，用C可逐滴滴加液体，从而可控制反应速率，节约药品．
（3）根据氧气密度比空气大，所以应从长管进气解答；
（4）根据气体收集方法的确定因素进行分析解答；
（5）根据木炭在氧气中燃烧的现象进行分析判断．硫在氧气中燃烧能生成二氧化硫，二氧化硫是大气污染物；铁在氧气中燃烧能生成高温熔融物四氧化三铁．

解答 解：（1）加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，该装置存在不足之处，需要改进的是在试管口放一团棉花，目的是防止高锰酸钾进入导气管，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式是：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰，反应的符号表达式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；  若用装置 D 收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，如果木条复燃，则证明已满；若用 F 收集氧气，需等导气管口有连续均匀气泡冒出时候才能收集．实验结束后，应先撤导管，后撤酒精灯，目的是防止水倒流入试管，将试管炸裂；
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用 C 做发生装置，用C可逐滴滴加液体，从而可控制反应速率，节约药品；
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式是：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，反应方程式是：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；其中二氧化锰起催化作用；
（3）氧气密度比空气大，欲使用装置 E 用排空气法收集氧气，则气体应从a端通入；欲使用装置 E 用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，由于氧气的密度比水的小，再将气体从b端通入．
（4）已知一氧化氮气体难溶于水，可选用排水法收集；在空气中容易与氧气发生反应，不能选用排空气法收集；故收集一氧化氮气体时应选用排水法收集．
（5）同学们用收集的纯净的氧气做木炭、硫、细铁丝的燃烧实验，发现木炭在氧气里燃烧比在空气里燃烧要剧烈，说明了：氧气的浓度越高，燃烧越剧烈．为了使可燃物能与氧气充分反应，要将各物质自上而下缓慢伸入集气瓶中；
硫反应生成的二氧化硫是一种大气污染物，能和水反应生成亚硫酸，所以加入水可以防止二氧化硫气体逸出污染空气；铁丝在氧气中燃烧，生成了四氧化三铁，生成物如果直接落到瓶底，会炸裂瓶底．
故答案为：
（1）A；在试管口放一团棉花；防止高锰酸钾进入导气管；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+氧气+二氧化锰或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃则满；导气管口有连续均匀气泡冒出；导管；酒精灯；防止水倒流入试管，将试管炸裂；
（2）可控制反应速率，节约药品；过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；催化；
（3）a；b；
（4）F；
（5）氧气的浓度越高，燃烧越剧烈；将各物质自上而下缓慢伸入集气瓶中；吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气；防止高温熔融物炸裂瓶底．

点评 明确制取氧气的反应原理、装置选取方法、验满方法等知识，即可结合题意正确解答．