Question

有關實驗室制取氧氣的實驗，請結合圖示裝置回答下列問題：
（1）寫出儀器名稱：①

 

，②

 

（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，應選用的發生裝置是

 

，（填字母，下同）你認為裝置中還需添加

 

，否則可能會導致

 

，寫出該反應的符號表達式：

 

．
如果要想得到一瓶干燥的氧氣，還要選擇的收集裝置是：

 

．如用正放在空氣中的F裝置來收集氧氣，則氧氣從

 

端通入（填“a”或“b”）．
（3）實驗室用高錳酸鉀制氧氣主要過程為以下幾步：①給試管加熱；②檢查裝置氣密性；③將試管固定在鐵架臺上；④裝藥品；⑤收集氣體；⑥熄滅酒精燈；⑦將導管移出水面；
正確順序為：

 

．
A．②④③①⑤⑥⑦B．④②③①⑤⑥⑦
C．④③②①⑤⑦⑥D．②④③①⑤⑦⑥
（4）如果選用B裝置制取氧氣，在錐形瓶中先放

 

（填物質狀態），寫出該反應的符號表達式

 

．
（5）實驗室常用無水醋酸鈉和堿石灰的混合固體在加熱條件下制取甲烷氣體，發生裝置可選擇

 

（填序號）．甲烷氣體一般采用裝置E進行收集，收集滿后集氣瓶的放置方式如圖2所示，據此可推斷甲烷一定具備的物理性質是：

 

、

 

．
（6）某個興趣小組同學對實驗室制氧氣的條件進行如下探究：
（a）為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速率的影響，甲設計以下對比實驗：
①將3.0g氯酸鉀和1.0g二氧化錳均勻混合加熱；
②將xg氯酸鉀和1.0g氧化銅均勻混合加熱．
在相同溫度下，比較兩組實驗產生氧氣的快慢．
①中反應的符號表達式是

 

；②中x的值應為

 

．
[猜想]除二氧化錳，氧化銅外，Fe₂O₃也可以做氯酸鉀分解的催化劑．
按下表進行實驗：測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）

實驗編號	實驗藥品	分解溫度/℃
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀、二氧化錳（質量比1：1）	350
③	氯酸鉀、氧化銅（質量比1：1）	370
④	氯酸鉀、Fe2O3（質量比1：1）	390

由實驗

 

與實驗④對比，證明猜想合理．實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是

 

．
（b）乙探究了影響過氧化氫溶液分解速率的某種因素．實驗記錄如下：

	過氧化氫溶液的質量	過氧化氫的濃度	二氧化錳的質量	相同時間內產生VO2
①	50.0g	1%	0.1g	9mL
②	50.0g	2%	0.1g	16mL
③	50.0g	4%	0.1g	31mL

實驗結論：在相同條件下，

 

，過氧化氫分解得越快．
本實驗中測量O₂體積的裝置（如圖）應該選擇：

 

．（填字母）

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,影響化學反應速率的因素探究,氧氣的收集方法,制取氧氣的操作步驟和注意點,催化劑的特點與催化作用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）熟悉常見的儀器，了解名稱；
（2）根據實驗室中用高錳酸鉀制取氣體反應物生、成物及反應條件寫出反應的化學符號表達式，根據反應物的狀態和反應條件確定實驗室制取氧氣的發生裝置；根據氧氣的密度和溶解性選擇合適的收集方法；
（3）實驗室制取氧氣大致可分為以下幾個步驟：可記住口訣“查裝定點收移熄”進行分析．
（4）根據裝置B的使用特點固體與液體不需要加熱，判斷應用該裝置制取氧氣時所需要的藥品；固體藥品二氧化錳是反應的催化劑，放入錐形瓶里催化分液漏斗中滴入的過氧化氫分解會生成水和氧氣；
（5）實驗室制取氣體的發生裝置選擇的依據為反應物的狀態和反應的條件；根據收集滿后集氣瓶的放置方式分析甲烷的物理性質．
（6）（a）根據探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速率的影響應該控制其它條件相同，而催化劑的種類不同進行解答；
（b）根據圖表中數據可知過氧化氫溶液的濃度越大過氧化氫分解得越快進行解答．

解答：解：（1）圖中①鐵架臺，②水槽．
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下可以分解產生二氧化錳、錳酸鉀和氧氣；化學符號表達式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，反應物的狀態是固體，反應條件是加熱，可選用的氣體發生裝置是A；在試管口要放一團棉花的目的是防止加熱過程中高錳酸鉀小顆粒進入導管；氧氣的密度大于空氣的密度，所以若要收集一瓶干燥的氧氣，應選擇的收集裝置是D；因氧氣的密度大于空氣的密度，為得到較為純凈的氧氣，氧氣應從導管a進，空氣從導管b排出；
（3）實驗室制取氧氣步驟：②檢查裝置氣密性；④裝藥品；③將試管固定在鐵架臺上；①給試管加熱；⑤收集氣體；⑦將導管移出水面；⑥熄滅酒精燈
（4）裝置B適用于固體與液體在常溫下發生反應，選取B裝置制取氧氣應選用過氧化氫在二氧化錳催化下分解，液體過氧化氫從分液漏斗滴入，與放于錐形瓶內的二氧化錳接觸而分解出水和氧氣；二氧化錳在變化過程中起到加快反應速度的催化作用；化學方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（5）實驗室常用無水醋酸鈉和堿石灰的混合固體在加熱條件下制取甲烷氣體，屬于加熱固體制取氣體，發生裝置可選擇A；甲烷可用排水法收集，收集滿甲烷氣體后瓶口向下放置，說明甲烷的物理性質是難溶于水，密度比空氣大．
（6）（a）氯酸鉀和二氧化錳混合加熱生成氯化鉀和氧氣，反應的文字表達式是2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；根據探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速率的影響應該控制其它條件相同，而催化劑的種類不同，所以②中x的值應為3.0；由實驗①與實驗④對比可知，Fe₂O₃也可以做氯酸鉀分解的催化劑；實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是二氧化錳；
（b）根據圖表中數據可知過氧化氫溶液的濃度越大過氧化氫分解得越快．
兩套實驗裝置，A比B更合理，因為B中的燃燒匙太靠上了，使氧氣燃燒不充分，其它合理即可．
故答案為：（1）鐵架臺；水槽
（2）A；一團棉花；高錳酸鉀小顆粒進入導管；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；D；a；
（3）D
（4）固體；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（5）A；難溶于水；密度比空氣大．
（6）（a）2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；3.0；①；二氧化錳；
（b）過氧化氫溶液的濃度越大；A

點評：熟練掌握實驗室中制取氣體的發生裝置和收集裝置的選擇依據，并能作出正確的選擇，記住常見氣體制取的反應原理，并能夠正確書寫化學方程式．