Question

14．通過一個多月的化學學習，相信你已經初步掌握了實驗室制取一些氣體和驗證一些氣體性質的有關知識，請結合如圖1所示回答問題：

（1）寫出圖中標示的儀器名稱：①試管、②集氣瓶
（2）實驗室用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣應選用的發生裝置為D（填字母序號），實驗時取氯酸鉀和二氧化錳用到的儀器是藥匙（填儀器名稱），O₂可用圖中F或G裝置收集，用F收集的理由是氧氣不易溶于，當出現水氣泡從集氣瓶口往外冒的現象時，說明氧氣已收集滿．寫出文字表達式氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣，其中二氧化錳是催化劑
（3）實驗室常用過氧化氫制取氧氣有很多優點，如：安全、節能、環保等（寫出一點）
（4）注射劑C在化學中的作用很多，如：檢查裝置E的氣密性．步驟如下：
Ⅰ：1錐形瓶中加入適量的水浸沒長頸漏斗下端
Ⅱ：將注射劑C連接到裝置E的導管口處
Ⅲ：緩慢推動注射劑C的活塞，如果裝置E氣密性良好，觀察到現象是長頸漏斗下端形成一段水柱
（5）如圖2是驗證氧氣性質的部分實驗，K是驗證氧氣性質的部分實驗，在實驗前集氣瓶中要裝少量的水，其作用是防止生成物濺落下來造成集氣瓶破裂，K中發生的文字表達式為鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵，屬于反應基本類型是化合反應，鐵絲燃燒失敗的原因鐵絲表面有銹（寫出一點），L用于探究空氣中氧氣的含量實驗，實驗時要在燃燒匙中裝入足量的紅磷，裝入足量的紅磷目的是確保集氣瓶內的氧氣消耗盡，紅磷燃燒觀察到的現象是產生大量白煙，發生的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，實驗不能用木炭和硫粉代替紅磷的原因是硫和氧氣反應又生成二氧化硫，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的，實驗結束后，發現倒流水的體積明顯小于集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，原因可能是裝置漏氣（寫出一條），實驗結束后，集氣瓶中主要氣體是N₂（填寫化學式），從該實驗中得到該的主要物理性質是難溶于水、化學性質是不活潑（各一點）

Answer 1

分析 （1）根據實驗室常用儀器解答；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的作用下生成氯化鉀和氧氣，根據氧氣的性質解答；
（3）根據實驗室過氧化氫溶液制取氧氣的優點解答；
（4）根據操作中壓強的有關知識分析．
（5）根據鐵絲、硫燃燒時的注意事項進行分析解答．根據紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；根據實驗現象分析；

解答 解：（1）根據實驗室常用儀器可知①是試管；②是集氣瓶；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的作用下生成氯化鉀和氧氣，應選擇加熱固體產生氣體的發生裝置D，實驗時取氯酸鉀和二氧化錳用到的儀器是藥匙；
用F裝置收集氧氣，是因為氧氣氧氣不易溶于；氧氣的密度比空氣的大，可以用向上排空氣法收集；當出現水氣泡從集氣瓶口往外冒的現象時，說明氧氣集滿；反應的文字表達式為：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；其中二氧化錳是催化劑；
（3）實驗室常用過氧化氫溶液制取氧氣，該方法制氧氣有許多優點，如：安全、節能、環保等；
（4）用注射器C檢查裝置E的氣密性時，向錐形瓶中加入少量水至浸沒長頸漏斗下端，將注射器C連接到裝置E的導管口處，緩慢推動注射器C的活塞，裝置內的壓強增大，因此觀察到長頸漏斗下端形成一段水柱，說明裝置氣密性良好；
（5）鐵絲燃燒生成四氧化三鐵，為防止生成物濺落下來造成集氣瓶破裂，集氣瓶底預先放一些水，發生反應的文字表達式為：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；屬于反應基本類型是化合反應，鐵絲燃燒失敗的原因鐵絲表面有銹，沒有引燃，氧氣不足等；
實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
紅磷燃燒觀察到的現象是劇烈燃燒，發黃光，產生大量白煙，生成五氧化二磷固體，其反應的文字表達式是：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
實驗不能用木炭和硫粉代替紅磷的原因是硫和氧氣反應又生成二氧化硫，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的．
實驗結束后，發現倒流水的體積明顯小于集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，原因可能是裝置漏氣，紅磷不足，沒有等到裝置冷卻就開始讀數；
剩余的氣體主要是氮氣，水進入瓶內占五分之一，不再繼續進入，說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；則該實驗可推斷出氮氣 難溶于水和其化學性質不活潑的結論．
答案：
（1）試管集；集氣瓶；
（2）D； 藥匙；G；氧氣不易溶于；水氣泡從集氣瓶口往外冒；氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；催化劑；
（3）安全、節能、環保等；
（4）長頸漏斗下端形成一段水柱；
（5）防止生成物濺落下來造成集氣瓶破裂；鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵；化合反應；鐵絲表面有銹；
確保集氣瓶內的氧氣消耗盡；產生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；硫和氧氣反應又生成二氧化硫，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的；
裝置漏氣；N₂；難溶于水；不活潑．

點評 本題主要對裝置的選取方法進行了細致的考查和應用，并考查了驗滿、反應方程式的書寫，通過解答本題很好的培養了學生對知識的掌握及靈活應用能力．