Question

14．在學習中我們了解到常用制取氧氣的方法有如圖所示的四種：請回答問題：

（1）工業上常采用途徑丁來制取氧氣，這種方法是物理變化（填“物理”或“化學”）變化．以綠色化學的理念，你認為甲、乙、丙三種制取氧氣的途徑中，（填“甲”、“乙”或“丙”）乙途徑更能體現化學實驗的綠色化追求
（2）下列是實驗室制取氧氣的一些裝置，請回答有關問題：

①寫出 a、b儀器的名稱：a試管，b錐形瓶．
②實驗室采用途徑丙制取氧氣，應選用的發生裝置是A（填編號），理由是反應物是固體，反應條件是加熱．可用E裝置收集氧氣，理由是，當氣泡連續均勻冒出時開始收集，該反應的文字表達式是氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．
③采用途徑乙制取氧氣，如需隨時控制生成氣體的量并節約藥品，發生裝置最好選用B（填編號），如用D裝置收集氧氣，檢驗氧氣是否收集滿的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，若木條復燃則收集滿了．
④F裝置中充滿水時，也可以作為氧氣的收集裝置，則氧氣應從d（填“c”或“d”）端通入．
（5）若用E裝置收集一瓶氧氣，將細鐵絲伸入氧氣中，發現沒有燃燒，可能的原因有：收集的氧氣不純，鐵絲表面沒有除去鐵銹（填兩條）
（6）乙炔又稱電石氣，是一種無色、無味、密度比空氣略小，不溶于水的氣體；工業上常用它燃燒產生的高溫來切割和焊接金屬；實驗室用電石（固體）與水反應制取乙炔．你認為制取乙炔應選擇的發生裝置是B（填序號）；收集裝置是E（填序號）．

Answer 1

分析 （1）根據工業上分離液態空氣制取氧氣是利用液態氧和液態氮的沸點不同而分離出氧氣分析變化；
（2）①根據實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
②根據實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，依據反應物的狀態，反應條件選擇反應裝置，E裝置是排水法收集氧氣，原因是：氧氣不易溶于水，收集氧氣的正確時刻，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣進行分析；
③根據注射器可以控制液體的滴加速率，氧氣有助燃性進行分析；
④根據氧氣不易溶于水、密度比水小進行分析；
⑤根據氧氣的純度，鐵絲表面的鐵屑都會影響鐵絲在氧氣中的燃燒現象進行分析；
⑥根據題意，乙炔是一種密度比空氣略小，不溶于水的氣體，實驗室用電石（固體）與水反應制取乙炔，屬于固液常溫型，進行分析解答．

解答 解：（1）工業上分離液態空氣制取氧氣，根據液態氧和液態氮的沸點不同而分離出氧氣，所以是物理變化；甲、乙、丙三種制取氧氣的途徑中，加熱氯酸鉀和二氧化錳或加熱高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，浪費能源還污染環境，過氧化氫制取氧氣，裝置操作簡單、安全，不需加熱，生成物是水和氧氣，無污染，更能體現化學實驗的綠色化追求；
（2）①通過分析題中所指儀器的作用可知，a是試管，b是錐形瓶；
②實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，所以應選用的發生裝置是A，理由是：反應物是固體，反應條件是加熱，E裝置是排水法收集氧氣，原因是：氧氣不易溶于水，當氣泡連續均勻冒出時開始收集，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，文字表達式為：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
③注射器可以控制液體的滴加速率，氧氣有助燃性，所以需隨時控制生成氣體的量并節約藥品，發生裝置最好選用B，如用D裝置收集氧氣，檢驗氧氣是否收集滿的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，若木條復燃則收集滿了；
④氧氣不易溶于水、密度比水小，所以F裝置中充滿水時，也可以作為氧氣的收集裝置，則氧氣應從d端通入；
⑤氧氣的純度，鐵絲表面的鐵屑都會影響鐵絲在氧氣中的燃燒現象，所以若用E裝置收集一瓶氧氣，將細鐵絲伸入氧氣中，發現沒有燃燒，可能的原因有：收集的氧氣不純，鐵絲表面沒有除去鐵銹．
⑥乙炔是一種密度比空氣略小，不溶于水的氣體，可選用C或E裝置收集；實驗室用電石（固體）與水反應制取乙炔，屬于固液常溫型，可選用B裝置來制取．
故答案為：（1）物理變化，乙；
（2）①試管，錐形瓶；
②A，反應物是固體，反應條件是加熱；氧氣不易溶于水；氣泡連續均勻冒出；氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
③B，將帶火星的木條放于集氣瓶口，若木條復燃則收集滿了；
④d；
⑤收集的氧氣不純，鐵絲表面沒有除去鐵銹；
⑥B；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．