题目内容
2.根据下列实验装置回答问题:双氧水常用于消毒、漂白等,它是过氧化氢的水溶液,常温时在二氧化锰的催化下可迅速分解,产生氧气.试回答:
(1)写出反应原理(化学反应的文字表达式和对应的化学式):过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气
H2O2H2O O2
(2)在实验室中用此方法制取氧气,其发生装置可选用(填序号)B,选此发生装置时,二氧化锰盛放在锥形瓶(填仪器名称)中,双氧水从分液漏斗(填仪器名称)中加入;用该装置制取某种气体,要求反应物的状态是固体和液体,反应条件是常温.收集氧气的装置选用(填序号)D或E.
(3)制取氧气的反应结束后,欲分离反应后混合物中的二氧化锰,可采用过量方法,需要用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
(4)某同学用所选的正确装置,反应收集到三瓶氧气,取一瓶氧气,倒立过来后再拿走玻璃片,并立刻把带火星的木条伸入瓶内(如图乙A所示),发现木条复燃,说明氧气具有支持燃烧的性质;取另一瓶氧气,按图乙B的方式把带火星的木条伸入瓶内,木条也复燃了,且比A中燃烧更旺,说明氧气的密度比空气的密度大,所以盛氧气的集气瓶瓶口应向上(填:上或下)放置.
(5)做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,该同学把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴.点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图丙所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功.该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故.瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧.
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1)用砂纸打磨掉铁丝表面的锈迹
(2)待火柴燃烧待尽时,立即将铁丝和火柴伸入瓶内
(3)将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶上部,并逐渐向下移
经过改进后,实验成功了.在上述铁丝燃烧的实验中,集气瓶底部为什么预先要铺少量细沙或者装少量水?
防止反应生成的高温熔化物溅落,炸裂集气瓶底部.
分析 (1)根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析;
(2)根据实验室用过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,二氧化锰盛放在锥形瓶中,双氧水从分液漏斗中加入,用该装置制取某种气体,要求反应物的状态是固体和液体,反应条件是常温,氧气密度比空气大,不易溶于水进行分析;
(3)根据二氧化锰不溶于水,过滤所需的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台进行分析;
(4)根据氧气表现出来的性质进行分析;
(5)根据正确的操作进行回答,铁锈要打磨掉,火柴要在空气中燃烧掉大部分,伸入集气瓶中要由上到下慢慢进行;
根据玻璃是热的不良导体,做实验时瓶底要放一些水或沙子,防止高温熔融物溅落炸裂瓶底进行分析.
解答 解:(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,文字表达式为:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气;
H2O2 H2O O2
(2)实验室用过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以发生装置可选用B,二氧化锰盛放在锥形瓶中,双氧水从分液漏斗中加入,用该装置制取某种气体,要求反应物的状态是固体和液体,反应条件是常温,氧气密度比空气大,不易溶于水,所以收集氧气的装置选用D或E;
(3)二氧化锰不溶于水,过滤所需的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台;
(4)某同学用所选的正确装置,反应收集到三瓶氧气,取一瓶氧气,倒立过来后再拿走玻璃片,并立刻把带火星的木条伸入瓶内(如图2A所示),发现木条复燃,说明氧气具有支持燃烧的性质;取另一瓶氧气,按图2B的方式把带火星的木条伸入瓶内,木条也复燃了,且比A中燃烧更旺,说明氧气密度比空气大,所以盛氧气的集气瓶瓶口应向上放置;
(5)A、因为铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行,所以要把铁锈除掉;
B、点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧,因此要减少火柴的耗氧量;
C、火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故.瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧,改进方法是慢慢由上到下伸入铁丝;
玻璃是热的不良导体,做实验时瓶底要放一些水或沙子,防止高温熔融物溅落炸裂瓶底.
故答案为:(1)过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气
H2O2 H2O O2
(2)B,锥形瓶,长颈漏斗,液体与固体混合,常温,D或E;
(3)过滤,玻璃棒、漏斗、烧杯;
(4)支持燃烧,氧气的密度比空气的密度大,上;
(5)<1>用砂纸打磨掉铁丝表面的锈迹;
<2>待火柴燃烧待尽时,立即将铁丝和火柴伸入瓶内;
<3>将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶上部,并逐渐向下移;
防止反应生成的高温熔化物溅落,炸裂集气瓶底部.
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.
| A. | 空气中氧气的质量分数为21% | |
| B. | 空气是由多种物质组成的混合物 | |
| C. | 空气中各成分所占的比例是永恒不变的 | |
| D. | 空气质量级别数目越大,空气的质量越好 |
(1)写出图中仪器名称:
a试管,
b长颈漏斗.
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制备并收集氧气,假如选装置A,实验中必需的玻璃仪器还有酒精灯、集气瓶(或试管),该反应的化学方程式为2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑.
(3)用装置A和B都可以制氢气,比较两者的优点和缺点.
| 装置A | 装置B | |
| 优点 | ||
| 缺点 |
| A. | 蒸发水 | B. | 干冰升华 | C. | 水变成冰 | D. | 煤炭燃烧 |
| A. | $\frac{12A}{B}$ | B. | $\frac{12B}{A}$ | C. | $\frac{A}{12B}$ | D. | $\frac{B}{12A}$ |