Question

通过化学学习，相信你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，请结合下列装置图，回答问题：

⑴写出标号②的仪器名称：__________________。

⑵实验室用高锰酸钾制取氧气，该反应的符号表达式为_________________  ，应选用的发生装置是_________。在加入药品之前首先应进行__________________ ，试管口要放一团棉花的目的是____________________________。

若用C装置收集氧气，刚刚开始产生的气泡不宜立刻收集，原因是______________  。

实验完毕后的操作是先把导管移出水面，然后熄灭酒精灯，其目的是________________。

⑶如果用D装置，也采用排水法收集氧气，要预先在瓶中装满水，则氧气由______端通入，(填“a”或“b”端，下同)。此时如何想测出收集到氧气的体积，可以用的办法是________，如果还用上图正放的D装置，采用排空法收集氧气，则氧气由 ________端通入， 验满的方法______________________________。

(4)天然气的主要成分---甲烷，在实验室里可用排水法或向下排空气法收集，请你根据甲烷的收集方法，推测该气体具有的物理性质是_____________ 、 ________________。

(5)实验室用B装置制取氧气时，反应原理的符号表达式为 _____________  ，

利用装置C收集气体时，当观察到 ______________ ，说明瓶内的氧气已收集满。

实验结束后，李磊问：“我怎么知道这气体就是氧气？”

请你设计验实消除他的疑问： _________________________________   。

(6)要收集到较纯净的氧气，通常应该选用的收集装置C，若用该装置收集的氧气也不纯，原因可能是_________________________ 、 ___________________________。

(7)我校化学兴趣小组同学，在对氧气性质进行研究时，设计了如下实验：

小李同学取一段铁丝窗网上的细铁丝，在自己收集到的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象。造成此实验失败的原因可能是_____，另一同学用收集的氧气做铁丝燃烧实验后发现集气瓶底炸裂，出现该现象的原因是______，该反应的符号表达式为_____________，该反应的基本反应类型是______。

Answer

长颈漏斗 略 A 检查装置的气密性 防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管 刚刚排出的气体主要是试管内原有的空气 防止水槽中冷水倒吸进入热试管中，引起试管炸裂 b 用量筒(或量杯)量出a端排出的水的体积就是收集到的气体的体积 a 用带火星的木条放在b端导管口处，若小木条复燃表明已满 不易(或难)溶于水 密度比空气小 气泡从瓶口外溢出时 用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃说明即为氧气 导管口刚有气泡溢出时就收集 集气瓶中预先没有完全盛满水 未在水面下盖好玻璃片就取出集气瓶 未除去铁丝表面的铁锈 未在集气瓶中预留少量水 略 化合反应

【解析】⑴标号②的仪器名称：长颈漏斗。⑵高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，该反应的符号表达式为2KMnO4△ K2MnO4+MnO2+O2↑ ，应选用的发生装置是固固加热型发生装置A。在加入药品之前首先应进行装置气密性的检验，试管口要放一团棉花的目的是防止高锰酸钾颗粒堵塞导管，或进入水槽；若用C装置收集氧气，刚刚开始产生的气泡不宜立刻收集，原因是刚刚排出的气体主要是试管内原有的空气。实验完毕后的操作是先把导管移出水面，然后熄灭酒精灯，其目的是防止水槽中冷水倒吸进入热试管中，引起试管炸裂。 ⑶如果用D装置，也采用排水法收集氧气，要预先在瓶中装满水，则由于氧气的密度比水的小，氧气由b端通入；在用D装置收集氧气时，如将a端伸入量筒中，随气体进入集气瓶，水被压入量筒内，用量筒(或量杯)量出a端排出的水的体积就是收集到的气体的体积，如果还用上图正放的D装置，采用排空法收集氧气，则氧气的密度比空气大，由 a端通入， 验满的方法：用带火星的木条放在集气瓶中，若木条复燃说明已经集满氧气 ； (4) 可用排水法说明气体难溶于水，用向下排空气法收集说明气体的密度比空气小； (5)实验室用过氧化氢制取氧气时用B装置，反应的符号表达式为2H2O2 2H2O+O2↑，利用装置C收集气体时，当观察到集气瓶口有大气泡冒出时，说明瓶内的氧气已收集满。 验证氧气 方法是：用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃说明即为氧气 。(6)要收集到较纯净的氧气，通常应该选用排水法收集，收集装置为C，若用该装置收集的氧气也不纯，原因可能是刚开始冒气泡就收集 、 或开始集气瓶内的水没有装满。(7) “铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射”的现象。造成此实验失败的原因可能是未在水面下盖好玻璃片就取出集气瓶导致气体不纯，或者没有除铁丝表面的锈或者铁丝或没有用木条引燃，或者伸入集气瓶内太早等，用收集的氧气做铁丝燃烧实验后发现集气瓶底炸裂，出现该现象的原因是集气瓶内没有放少量的水或细沙，导致生成的高温物体溅落，使瓶底受热不均而炸裂，该反应的符号表达式为3Fe+2O2点燃Fe3O4，由两种或两种以上的物质生成一种物质的化合反应。

点睛：选择发生装置需考虑是因素是，反应物的状态和反应条件。加热固体制取气体，发生装置为A，固体和液体常温下反应制取气体应选用的发生装置为B。选择收集装置需考虑气体的密度，是否与空气的成分反应，气体在水中的溶解性。