题目内容

4．实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示．

（1）若用氯酸钾与二氧化锰加热制取氧气，可选用A装置，其中的玻璃仪器有试管、酒精灯（填一种）．反应的符号表达式是2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑；二氧化锰是反应的催化剂．
（2）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的气体发生装置是B（填装置序号），在加试剂之前的操作是检查装置的气密性．反应的符号表达式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
（3）若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选用气体的收集装置中的E（填装置序号），理由是便于集气瓶中留有水吸收硫燃烧产生的二氧化硫．
（4）用高锰酸钾制取氧气的符号表达式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，若用排水法收集气体，水槽中的水变为红色，原因是没有在试管口放一团棉花．

分析 （1）据氯酸钾与二氧化锰加热制取氧气的反应原理，催化剂的性质解答；
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，是固体和液体的不加热反应，据此选择发生装置；制取气体的装置在实验前要检查装置的气密性；
（3）硫燃烧生成的二氧化硫有毒，且能溶于水，所以可在集气瓶中放一些水进行吸收，防止污染大气，利用排水法收集氧气便于在瓶中留一些水；
（4）用高锰酸钾制取氧气的反应原理是：高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，可以据此写出符号表达式；在实验中，试管口应该放一个棉花团，以防止高锰酸钾粉末进入导管，可以据此答题．

解答 解：（1）A装置，其中的玻璃仪器有试管、酒精灯；实验室用氯酸钾与二氧化锰加热在氧气反应的方程式为：2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑；此反应中二氧化锰反应前后化学性质与质量没有改变，只是改变了反应的速度，是催化剂；故填：试管、酒精灯；2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑；催化剂；
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，是固体和液体的不加热反应，可用装置B作发生装置；在加试剂之前一定要对装置进行气密性的检查．
故答案为：B；检查装置的气密性；2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（3）硫燃烧生成的二氧化硫有毒，且能溶于水，所以可在集气瓶中放一些水进行吸收，防止污染大气，利用排水法收集氧气便于在瓶中留一些水；故答案为：E；便于集气瓶中留有水吸收硫燃烧产生的二氧化硫．
（4）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其符号表达式为：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；为了防止高锰酸钾粉末进入导管，所以在试管口应该放一个棉花团，而实验过程中发现B瓶中的水变红了，就是没有在试管口放一团棉花的缘故；故填：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；没有在试管口放一团棉花．

点评 本题难度不大，掌握收集装置通常依据气体的密度和溶解性，发生装置通常依据反应物状态和反应条件进行选择，以及硫燃烧的实验注意事项即可正确解答．

练习册系列答案
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16．小明和小芳根据用红磷测定空气中的氧气含量时在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过图1装置，用蜡烛燃烧法测得的空气中氧气的含量会偏低（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由：蜡烛燃烧产生二氧化碳气体，并用图1装置进行实验，证实了自己的结论．
（注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中的液体是水．）

小明认真分析了小芳的实验结果后，进行了如下探究：
【提出问题】导致小芳这一实验结果还有其他原因吗？
【实验探究】小明设计了图2装置，进行以下操作：
（1）取黄豆粒大小的白磷，用滤纸吸去表面水分，放入捆在电烙铁下面贴片的凹槽内．
（2）将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插入钟罩内，并立即塞紧橡皮塞．
（3）待蜡烛熄灭后（蜡烛有剩余），接通电烙铁电源，发现白磷先熔成液体，接着燃烧产生大量白烟，说明通电前钟罩内含有O2，产生白烟的化学反应表达式是5O2+4P$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
【得出结论】导致小芳这一实验结果的另一原因是蜡烛没有将氧气全部消耗．
【交流与反思】小明和小芳分析了上述实验后，又提出了一个问题：能否用铁丝燃烧测定空气中氧气的含量，你的观点是否（填“能”或“否”），理由是铁丝不能在空气中燃烧．
15．下列各组物质不能验证镁、锌、铜的活动性顺序的是（　　）
A．Zn、Mg、Cu、H2SO4B．Zn、MgSO4、CuSO4C．Cu、ZnSO4、MgSO4D．ZnSO4、Mg、Cu
12．下列反应中，可选用此套发生装置的是（　　）
A．锌粒（固）+稀盐酸（液）→氢气+氯化锌
B．氧化汞（固）$\stackrel{加热}{→}$汞+氧气
C．高锰酸钾（固）$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
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19．汽车安全气囊内所装的化学物质，能在碰撞后10毫秒内生成一种气体，该气体是最常用的灯泡保护气，它是（　　）
A．氧气B．稀有气体C．氮气D．二氧化碳
9．发现了元素周期律并编制出元素周期表的科学家是（　　）
A．门捷列夫B．达尔文C．拉瓦锡D．牛顿
16．用适当的化学用语表示：
（1）氮原子N；                    （2）2个氢氧根离子2OH-；
（3）氧化铝中铝元素的化合价为+3价$\stackrel{+3}{Al}$2O3；　 （4）2个氧分子2O2．
13．根据下列实验装置回答以下问题：

（1）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，应选用的气体发生装置是A（填序号）；该反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，请写出一种用此方法制氧气应注意的问题试管口应放一团棉花等．
（3）如果某气体只能用装置D收集，由此可推测到该气体具有的物理性质有易溶于水、密度比空气的大．
（4）甲烷是一种比空气轻，难溶于水的气体，实验室常用固体无水醋酸钠和碱石灰混合加热的方法来制取，如果请你用上述装置来制取，你能选用的两套组合装置分别是B和C、B和E（填序号）．
14．我校化学兴趣小组测定空气中氧气的含量，并改进教材方案．
【实验方案】选用实验容积为40mL的试管作反应容器，通过导管与容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置．（白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计）
【实验过程】（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前湍从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置的气密性好．
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，可观察现象白磷燃烧，产生大量白烟，放热．写出化学反应方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，燃烧结束，等到试管冷却后再松形式弹簧夹，预测活塞移动到12mL处．
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到活塞的移动现象为先向右移动，再向左移动．
【交流与反思】实际实验中，活塞停止的刻度始终大于理论刻度值．在老师的指导下，同学们利用铁锈原理再次测量空气中氧气的体积分数．
【查阅资料】①脱氧剂的主要成分为铁粉、少许活性炭、少量氯化钠和水．
②铁锈的主要成分化学式为：Fe2O3．
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【实验过程】
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（2）室温时，先夹紧弹簧夹，将一定量的脱氧剂悬吊在橡皮塞反面，再将橡皮塞旋紧到集气瓶口，将导气管插入量筒水中．2个小时后打开弹簧夹，观察到量筒内的现象液面下降水进入到集气瓶内．
（3）当量筒内水面高度不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在71mL刻度处．
【数据分析】由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是19.3%%．理论上空气中氧气体积分数为21%，请你分析产生这一差异的可能原因是：集气瓶内还有氧气．

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