题目内容

3．某校研究性学习小组准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气并验证氧气的性质．

（1）写出该方法制取氧气的化学反应符号表达式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．
（2）他们所用的装置图中有一些错误，请你指出来：
①试管用焰心加热
②试管口向上倾斜
③试管口未放一团棉花
④酒精灯内酒精超过灯容积的$\frac{2}{3}$
（3）主要操作步骤：①从水槽中取出导管②检查装置的气密性 ③熄灭酒精灯 ④收集气体 ⑤加热⑥加入药品，操作顺序为②⑥⑤④①③
（4）该实验能用排水法收集氧气，因为氧气不易溶于水，且不与水反应，为什么刚开始冒气泡不能立即收集刚出来的主要是空气，收集气体会不纯，何时开始收集：气泡连续均匀放出时开始收集，不用填集满后，水下用玻璃片盖住瓶口，取出正（填“正”或“倒”）放在桌上．
（5）若用图2装置，用排水法收集氧气，应将气体从a（填“a”或“b”）口通入，要想知道瓶中收集到多少体积的氧气，可将该装置出水管通入量筒（填仪器名称）．
（6）若不用排水法收集氧气，还可用向上排空气法收集，用该法收集氧气验满的方法是将带火星的木条放在瓶口，若复燃证明已满．
（7）若实验室用图3装置，分解过氧化氢来制取氧气，请写出所标仪器名称：a锥形瓶，装置中长颈漏斗要伸到液面以下，原因是防止生成气体从长颈漏斗逸出该制取反应的符号表达式：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，如何检查该装置的气密性：弹簧夹夹紧胶，向长颈漏斗内加水，至长颈漏斗内液面与锥形瓶内液
面有一段高低差，一段时间后高低差不变，证明不漏气，他们用排水法收集了两瓶气体，在先收集的一瓶中插入带火星的木条，只看到火星亮了一些，插入后一瓶中木条仍然不能复燃，导致这个现象的可能的原因是（写出操作上的原因）：未等气泡连续均匀放出就收集或收集前集气瓶未装满水．
（8）图示是铁丝在氧气中燃烧的全过程．请回答下列问题：

（I）选用的铁丝如果表面有绣，要先用砂纸打磨，除去表面的氧化物．
（II）①铁丝要绕成螺旋状，目的是增大铁丝与氧气的接触面积，同时下层为上层预热．
②集气瓶内要预先装少量水或铺一层细砂，目的是防止高温熔化物落下炸裂瓶底．
③点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻和方法是：火柴快要燃尽时，从瓶口缓慢向下伸入．
观察到铁丝在氧气中燃烧火星四射，有同学提出疑问，产生火星四射的原因是什么？
查阅相关资料，得知是铁丝在氧气中燃烧生成了一种气体造成的，铁丝中含有铁和碳等元素．试猜想生成的气体可能是二氧化碳．写出铁在氧气中燃烧的符号表达式：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．

分析 （1）根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
（2）根据检查装置是否有错误，按照一定的顺序：从下到上，从左到右，防止有遗漏，可根据高锰酸钾制取氧气的操作和注意事项及仪器的正确使用方法进行分析；
（3）根据实验室制取氧气的正确操作进行分析；
（4）根据氧气不易溶于水，且不与水反应，所以可以用排水法收集，刚开始排出的气体是氧气和空气的混合气，不能收集，气泡连续均匀冒出时开始收集，氧气密度比空气大，收集满的氧气应该正放在桌面上进行分析；
（5）根据氧气密度比水小，不易溶于水，可以用量筒测量水的体积，来判断收集的氧气的体积进行分析；
（6）根据收集氧气的方法有排水法和向上排空气法，氧气有助燃性进行分析；
（7）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用分析；
根据装置中长颈漏斗要伸到液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，以及检验装置气密性的正确操作进行分析；
（8）根据铁在氧气中燃烧的实验时要把铁丝表面的铁锈打磨干净；增大可燃物与氧气的接触面积可以促进可燃物的燃烧；铁在氧气中燃烧时放出大量的热，生成的四氧化三铁固体容易溅落等知识进行分析．

解答 解：（1）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）在使用酒精灯加热时，首先检查灯内酒精的量，不超过酒精灯总容积的三分之二，加热时要用外焰，观察图示可以看出，灯内酒精过多，未用酒精灯的外焰加热；加热固体药品时，试管口要略低于试管底部，防止冷凝水倒流入试管引起试管炸裂；用高锰酸钾制取氧气时试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，所以错误为：①未用酒精灯的外焰加热；②酒精灯内酒精过多；③试管口没有稍微向下倾斜；④试管口未放一团棉花；
（3）实验室制取时，需要先组装仪器，然后检验装置气密性，装药，加热制取气体，实验结束先撤导管，后熄灭酒精灯，所以正确的操作顺序为：②⑥⑤④①③；
（4）氧气不易溶于水，且不与水反应，所以可以用排水法收集，刚开始排出的气体是氧气和空气的混合气，不能收集，气泡连续均匀冒出时开始收集，氧气密度比空气大，收集满的氧气应该正放在桌面上；
（5）氧气密度比水小，不易溶于水，所以用图2装置，用排水法收集氧气，应将气体从a口通入，可以用量筒测量水的体积，来判断收集的氧气的体积；
（6）收集氧气的方法有排水法和向上排空气法，氧气有助燃性，所以用向上排空气法收集氧气验满的方法
是：将带火星的木条放在瓶口，若复燃证明已满；
（7）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是锥形瓶，装置中长颈漏斗要伸到液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，检查装置气密性的方法是：弹簧夹夹紧胶，向长颈漏斗内加水，至长颈漏斗内液面与锥形瓶内液面有一段高低差，一段时间后高低差不变，证明不漏气，导致排水法收集氧气不纯的原因是：未等气泡连续均匀放出就收集或收集前集气瓶未装满水；
（8）（Ⅰ）选用的铁丝如果表面有绣，应用砂纸打磨去锈进行处理；
（Ⅱ）①铁丝绕成螺旋状可以增大与氧气的接触面积，促进铁燃烧；
②集气瓶内要预先装少量水或铺一层细砂的目的是：防止燃烧产生的熔化物溅落瓶底，使瓶底炸裂；
③实验的目的是让铁丝反应，所以应该尽可能让火柴燃烧的彻底一些．所以点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻和方法是：待火柴即将燃尽时，从瓶口往下缓缓伸入瓶中；
铁丝在氧气中燃烧生成了一种气体造成的，铁丝中含有铁和碳等元素，猜想生成的气体可能是：二氧化碳；
铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，化学方程式为：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
故答案为：（1）2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）试管用焰心加热，试管口向上倾斜，试管口未放一团棉花，酒精灯内酒精超过灯容积的$\frac{2}{3}$；
（3）②⑥⑤④①③；
（4）不易溶于水，且不与水反应；刚出来的主要是空气，收集气体会不纯；气泡连续均匀放出时开始收集；正；
（5）a，量筒；
（6）上，将带火星的木条放在瓶口，若复燃证明已满；
（7）锥形瓶，防止生成气体从长颈漏斗逸出，2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，
弹簧夹夹紧胶，向长颈漏斗内加水，至长颈漏斗内液面与锥形瓶内液面有一段高低差，一段时间后高低差不变，证明不漏气；
未等气泡连续均匀放出就收集或收集前集气瓶未装满水；
（8）（I）用砂纸打磨，除去表面的氧化物；
（II）①增大铁丝与氧气的接触面积，同时下层为上层预热；
②防止高温熔化物落下炸裂瓶底；
③火柴快要燃尽时，从瓶口缓慢向下伸入；
二氧化碳，3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．

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．

练习册系列答案
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13．下列物质都是按照一定的规律排列的．通过分析物质的排列规律，在横线上填上相应的物质化学式或名称：
（1）有机化合物里有一类物质叫烯烃，分子中碳、氢原子个数呈一定的规律．
C2H4（乙烯）、C3H6（丙烯）、C4H8（丁烯）、C5H10（戊烯）…
（2）氮元素的化合价有+1、+2、+3、+4、+5，下面五种物质都是含氮元素的化合物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5
（3）下列物质按一定规律排列，括号里的物质应该填Cl2
KClO4   KClO3  HClO   （　　）   HCl．
14．按要求书写出下列化学反应的文字表达式：
（1）红磷在空气中燃烧：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）生成水的分解反应过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
（3）铁丝在氧气中燃烧铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
11．写出下列已学过的化学反应的化学方程式，并熟记．
（1）氧气与非金属单质发生的化学反应（氢气、木炭、硫黄、红磷）：
①2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O②C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2③S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO2④4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；
（2）氧气与金属单质发生的化学反应（镁、铁、汞）：
①2Mg+O2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO②3Fe+2O2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4；③2Hg+O2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HgO．
18．某化工厂实验室7.6g柠檬醛在氧气中完全燃烧后生成CO222g和H2O7.2g．则该有机物一定含有的元素？元素质量之比？可能的化学式？
8．下列表格对某一主题的知识归纳，不正确的一组是（　　）
A．物质与鉴别B．化学用语与意义
①氧气与二氧化碳：伸入带火星木条
②H2O2与H2O：加入MnO2		①F--表示的微粒结构示意图为

②Al3+--表示铝元素的化合价为+3价
C．物质与微粒构成D．性质与用途
①氧气--由氧分子构成
②氯化钠--由Na+和Cl-构成		①氧气有助燃性--做燃料
②氮气性质稳定作保护气
A．AB．BC．CD．D
15．下列除去杂质的方法中，错误的是（　　）
选项物质杂质除杂质的方法
A稀硫酸铜过滤
BCaSO4溶液稀硫酸过量CaCO3、过滤
CFeCl2溶液CuCl2过量铁粉、过滤
D二氧化碳一氧化碳点燃
A．AB．BC．CD．D
12．我们的日常生活与化学有着密切的联系，请在①天然气；②酒精；③二氧化碳；④铁这几种物质中选用适当物质填空（填序号）
（1）酒精灯中的燃料为②；          （2）能使澄清石灰水变白色浑浊的气体是③；
（3）生活中用做燃料的气体能源为①；（4）在潮湿的空气中易生锈的是④．
13．下列说法正确的是（　　）
A．水是由氢分子和氧分子构成的
B．水中含有两个氢原子和一个氧原子
C．水是由两个氢原子和一个氧原子构成的
D．水是由氢元素和氧元素组成的

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