Question

4．某化學興趣小組利用下列裝置進行氧氣的實驗室制法和有關性質的研究，實驗室提供以下常用儀器，供完成下列氣體制取實驗時選用．

（1）寫出相應編號儀器的名稱：②酒精燈．
（2）實驗室若用高錳酸鉀及裝置A制取氧氣，此時對A裝置應做的一點改進是在試管口放一團棉花，該反應的文字表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；可用C裝置收集氧氣的原因是氧氣不易溶于水，此時出現氧氣不純的可能原因是集氣瓶內沒有裝滿水或沒等到氣泡連續均勻冒出時收集．此時實驗結束時，應先將導管從水中撤離（填“將導管從水中撤離”或“熄滅酒精燈”），目的是以防水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂．
（3）實驗室若用過氧化氫溶液制取氧氣則應選用的發生裝置是B，反應的文字表達式為過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；若要用D裝置收集氧氣，請你改正其錯誤．導氣管需要深入到集氣瓶底部，用改進后的D裝置收集氧氣時，如何證明氧氣已收集滿？將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明已集滿．
（4）化學興趣小組的同學經認真思考后，認為可選用圖F裝置進行收集氧氣，若F中裝滿水用來收集氧氣，進氣口應是b（填“a”或“b”）．
（5）該化學興趣小組的同學接著進行有關氧氣性質的實驗（實驗如圖2）：圖丙中的現象為澄清石灰水變渾濁，該實驗的目的是說明木炭燃燒的產物有二氧化碳．
（6）某同學制取氫氣，得知氫氣難溶于水，且密度比空氣小，實驗室常用金屬鋅粒與稀硫酸溶液混合常溫反應來制取氫氣，應選用圖B；作發生裝置，可用圖C或E作收集裝置．

Answer 1

分析 （1）依據實驗室常用儀器的認識進行分析．
（2）根據加熱高錳酸鉀制取氧氣時的實驗過程及注意事項分析：高錳酸鉀加熱分解產生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集，為防止高錳酸鉀順著導管進入水槽，導管口要放一團棉花；試管口略向下傾斜的目的是：防止冷凝水倒流引起試管的炸裂；實驗時應在試管口放一團棉花，其作用是：防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管；用排水法收集氧氣的合適時機是：氣泡連續均勻冒出時收集，以防收集的氧氣不純等進行分析；
（3）根據用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱進行分析；根據排空氣法收集氣體導氣管需要深入到集氣瓶底部進行分析；根據氧氣的助燃性進行分析；
（4）根據氧氣的密度比水小進行分析；
（5）根據木炭在氧氣中燃燒時發出耀眼的白光，放出大量的熱，生成二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行分析；
（6）根據鋅和稀硫酸常溫下反應生成氫氣，反應物是固體和液體混合物，反應條件常溫不需要加熱選擇氫氣的發生裝置；根據氫氣的密度和溶解性選擇收集方法．

解答 解：（1）圖中儀器②是酒精燈；
（2）利用高錳酸鉀制氧氣是固體加熱，裝置是A；為防止高錳酸鉀粉末受熱進入導管，堵塞導管，實驗時應在試管口放一團棉花；高錳酸鉀加熱分解產生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應的表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；氧氣能用排水法收集，是因為氧氣不易溶于水；用排水法收集的氧氣不純的可能的原因是：集氣瓶內沒有裝滿水或沒等到氣泡連續均勻冒出時收集而混有空氣；實驗結束停止加熱時，要先移出導管，然后再熄滅酒精燈；防止水倒流而炸裂試管；
為防止高錳酸鉀粉末受熱飛濺進入導管，堵塞導管，實驗時應；實驗中收集到的氧氣不純，可能的原因是剛開始冒氣泡就收集，實驗完畢應先將導管移出水面，防止因熄滅酒精燈而引起試管內溫度降低，導致試管內壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂；
（3）用雙氧水和二氧化錳制氧氣不需要加熱，故應選用的B作為發生裝置；過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，反應的文字表達式為為：過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；排空氣法收集氣體導氣管需要深入到集氣瓶底部；因為氧氣有助燃性，證明氧氣已收集滿的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，若木條復燃說明收集滿了；
（4）因為氧氣的密度比水小，若F中裝滿水用來收集氧氣，則氣體應從b端通入；
（5）圖丙中的現象為：澄清石灰水變渾濁，該實驗的目的是說明木炭燃燒的產物有二氧化碳；
（6）實驗室常用鋅粒與稀硫酸反應來制取氫氣，屬于固體與液體不加熱制取氣體的反應，故選擇裝置B；氫氣密度比空氣小，難溶于水，所以收集裝置可用C或E．
故答案為：（1）酒精燈；（2）在試管口放一團棉花；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+氧氣+二氧化錳；氧氣不易溶于水；集氣瓶內沒有裝滿水或沒等到氣泡連續均勻冒出時收集；將導管從水中撤離；以防水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂；（3）B；過氧化$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；導氣管需要深入到集氣瓶底部；將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明已集滿；（4）b；（5）澄清石灰水變渾濁；說明木炭燃燒的產物有二氧化碳；（6）B；C或E．

點評 本題主要考查常見氣體的發生裝置與收集裝置的探究，發生裝置依據反應物的狀態和反應條件選擇，收集裝置依據氣體的密度和溶解性選擇．