Question

4．某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验，请回答下列问题：

（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的符号KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂表达式（即反应物、生成物都用化学式表示）为KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂，属于分解反应（填“化合”、“分解”）．选用的气体发生装置是A（填装置序号，下同），选用D装置可以收集到比较纯净的氧气．若这一套装置改用高锰酸钾制取氧气，发生装置有一处需要改进，你的改进是：在试管口放一团棉花．
（2）高锰酸钾制取氧气时，应选择发生装置A若用D装置收集氧气，实验结束后，要先先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，其目的是防止水槽内的水倒流进试管引起试管炸裂
图1中D装置导管端在实验时的放置位置，最合理的是a（填图2中字母）．
（3）若用F装置进行排空气法收集氧气，氧气应从a（填“a”、“b”）口通入，这时检
验氧气是否收集满的方法是在b管口置一根带火星的木条，如果木条复燃，说明已满．
（4）小明用图3的方法检查装置的气密性，但没有看到气泡，其原因可能是下列选项中的b．
a．先将导管一端放入水中，后用手捂住试管一段时间；
b．先用手捂住试管一段时间，后将导管一端放入水中．
接着，用图4方法检查装置的气密性，先将注射器活塞缓慢向右拉，看到仪器a下端有气泡逸出，再将注射器活塞向左推，看到仪器a下方会形成一段稳定的水柱（填现象），说明装置气密性良好．
（5）小明用上述收集到的氧气做铁丝燃烧实验时，没有看到预期实验现象，其实验失败的可能原因之一是铁丝生锈．若实验成功，请你写出铁丝在氧气中燃烧的符号表达式（即反应物、生成物都用化学式表示）是Fe+O₂$\stackrel{点燃}{→}$Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气写出符号表达式和反应类型即可；可用排水法收集纯净的氧气；根据实验室制取气体的注意事项进行分析；
（2）根据加热高锰酸钾制取氧气的注意事项分析解答；
（3）根据氧气的密度比空气大，故应从长导管进气进行分析；根据氧气的助燃性进行验满；
（4）根据检查装置气密性的方法进行解答；
（5）根据铁丝在氧气中燃烧的实验失败的原因进行解答；根据铁丝在氧气中燃烧生成了四氧化三铁写出反应的化学方程式即可．

解答 解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的符号表达式为：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；用氯酸钾和二氧化锰制取氧气需要加热，所选用的发生装置为A装置；氧气不易溶于水，所以可用排水法收集纯净的氧气；若这一套装置改用高锰酸钾制取氧气，发生装置需要改进的是在试管口放一团棉花；
故填：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；分解； A；D；在试管口放一团棉花；
（2）高锰酸钾制取氧气应选择发生装置A；实验结束时，实验结束候，要先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯的目的是防止水槽内的水倒流进试管引起试管炸裂法；用排水法收集氧气时，导管只要放进瓶口就可以；
故填：应选择发生装置A；先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯；防止水槽内的水倒流进试管引起试管炸裂；a；
（3）氧气的密度比空气大，故应从长导管进气；根据氧气的助燃性，验满的方法：在b管口置一根带火星的木条，如果木条复燃，说明已满；
故填：a；在b管口置一根带火星的木条，如果木条复燃，说明已满；
（4）检查置气密性的方法是：连接好装置，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气，在检查装置的气密性时没有看到气泡，其原因可能是先用手捂住试管一段时间，后将导管一端放入水中；用图4方法检查装置的气密性，先将注射器活塞缓慢向右拉，看到仪器a下端有气泡逸出，再将注射器活塞向左推，看到仪器a下方会形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；
故填：b；会形成一段稳定的水柱；
（5）做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，没有看到“剧烈燃烧，火星四射”的现象，实验失败的可能原因是：铁丝生锈，温度没有达到铁丝的着火点，收集到的氧气量太少或纯度太低等；铁丝在氧气中燃烧生成了四氧化三铁，反应的符号表达式为：Fe+O₂$\stackrel{点燃}{→}$Fe₃O₄．
故填：铁丝生锈；Fe+O₂$\stackrel{点燃}{→}$Fe₃O₄．

点评 本题主要考查了氧气的反应装置、收集方法、操作步骤和注意事项及方程式的书写；关键是明确气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．