Question

氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下：

I.氧气的制备：

(1)写出上图中有标号仪器的名称：①___________，②__________。

(2)写出用KMnO₄制取O₂的化学反应方程式__________________。该装置中棉花团的作用是_________________，图中装置一处明显的错误是______________。

II.氧气的收集：

[实验1]用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

[实验2]用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

[实验3]用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

实验数据:

	实验1	实验2	实验3
氧气的体积分数(%)	79.7	79.6	79.9	88.4	89.0	87.9	90.0	89.8	89.3
氧气的平均体积分数(%)	79.7	88.4	89.7

数据

(3)由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是_______________。

(4)不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是_______。

Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧

(5)铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为________________________。

(6)铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是_____________(填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，则原因是________________(用化学反应方程式表示)。

Answer

酒精灯 铁架台 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止高锰酸钾粉末进入导管 试管口向上倾斜 延长收集时间 反应物不纯（合理即可） 3Fe+2O2 Fe3O4 CO2 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑

【解析】本题主要考查了仪器的名称、实验室用高锰酸钾制取氧气，铁丝在氧气中燃烧的实验，同时也考查了化学方程式的书写、注意事项等，综合性比较强。

（1）上图中有标号仪器的名称分别是①酒精灯，②铁架台；

（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，反应的化学反应方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管；给固体加热时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水回流使试管炸裂，图中装置一处明显的错误是试管口向上倾斜；

（3）根据实验1、2的操作可知，实验2延长了氧气收集的时间，瓶中氧气的体积分数有所提升。如果想提高获得的氧气体积分数，可以采取延长氧气的收集时间的措施；

（4）如果各项操作没有问题，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是反应物不纯；

（5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe+2O2 Fe3O4；

（6）日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质，含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象；将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，原因是铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁；铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。