Question

有关实验室制取氧气的实验，请结合图示装置回答下列问题：
（1）写出仪器名称：①

 

，②

 

（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选用的发生装置是

 

，（填字母，下同）你认为装置中还需添加

 

，否则可能会导致

 

，写出该反应的符号表达式：

 

．
如果要想得到一瓶干燥的氧气，还要选择的收集装置是：

 

．如用正放在空气中的F装置来收集氧气，则氧气从

 

端通入（填“a”或“b”）．
（3）实验室用高锰酸钾制氧气主要过程为以下几步：①给试管加热；②检查装置气密性；③将试管固定在铁架台上；④装药品；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦将导管移出水面；
正确顺序为：

 

．
A．②④③①⑤⑥⑦B．④②③①⑤⑥⑦
C．④③②①⑤⑦⑥D．②④③①⑤⑦⑥
（4）如果选用B装置制取氧气，在锥形瓶中先放

 

（填物质状态），写出该反应的符号表达式

 

．
（5）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的混合固体在加热条件下制取甲烷气体，发生装置可选择

 

（填序号）．甲烷气体一般采用装置E进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是：

 

、

 

．
（6）某个兴趣小组同学对实验室制氧气的条件进行如下探究：
（a）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响，甲设计以下对比实验：
①将3.0g氯酸钾和1.0g二氧化锰均匀混合加热；
②将xg氯酸钾和1.0g氧化铜均匀混合加热．
在相同温度下，比较两组实验产生氧气的快慢．
①中反应的符号表达式是

 

；②中x的值应为

 

．
[猜想]除二氧化锰，氧化铜外，Fe₂O₃也可以做氯酸钾分解的催化剂．
按下表进行实验：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）

实验编号	实验药品	分解温度/℃
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰（质量比1：1）	350
③	氯酸钾、氧化铜（质量比1：1）	370
④	氯酸钾、Fe2O3（质量比1：1）	390

由实验

 

与实验④对比，证明猜想合理．实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是

 

．
（b）乙探究了影响过氧化氢溶液分解速率的某种因素．实验记录如下：

	过氧化氢溶液的质量	过氧化氢的浓度	二氧化锰的质量	相同时间内产生VO2
①	50.0g	1%	0.1g	9mL
②	50.0g	2%	0.1g	16mL
③	50.0g	4%	0.1g	31mL

实验结论：在相同条件下，

 

，过氧化氢分解得越快．
本实验中测量O₂体积的装置（如图）应该选择：

 

．（填字母）

Answer 1

考点：氧气的制取装置,影响化学反应速率的因素探究,氧气的收集方法,制取氧气的操作步骤和注意点,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）熟悉常见的仪器，了解名称；
（2）根据实验室中用高锰酸钾制取气体反应物生、成物及反应条件写出反应的化学符号表达式，根据反应物的状态和反应条件确定实验室制取氧气的发生装置；根据氧气的密度和溶解性选择合适的收集方法；
（3）实验室制取氧气大致可分为以下几个步骤：可记住口诀“查装定点收移熄”进行分析．
（4）根据装置B的使用特点固体与液体不需要加热，判断应用该装置制取氧气时所需要的药品；固体药品二氧化锰是反应的催化剂，放入锥形瓶里催化分液漏斗中滴入的过氧化氢分解会生成水和氧气；
（5）实验室制取气体的发生装置选择的依据为反应物的状态和反应的条件；根据收集满后集气瓶的放置方式分析甲烷的物理性质．
（6）（a）根据探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响应该控制其它条件相同，而催化剂的种类不同进行解答；
（b）根据图表中数据可知过氧化氢溶液的浓度越大过氧化氢分解得越快进行解答．

解答：解：（1）图中①铁架台，②水槽．
（2）高锰酸钾在加热的条件下可以分解产生二氧化锰、锰酸钾和氧气；化学符号表达式为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，实验室用高锰酸钾制取氧气时，反应物的状态是固体，反应条件是加热，可选用的气体发生装置是A；在试管口要放一团棉花的目的是防止加热过程中高锰酸钾小颗粒进入导管；氧气的密度大于空气的密度，所以若要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置是D；因氧气的密度大于空气的密度，为得到较为纯净的氧气，氧气应从导管a进，空气从导管b排出；
（3）实验室制取氧气步骤：②检查装置气密性；④装药品；③将试管固定在铁架台上；①给试管加热；⑤收集气体；⑦将导管移出水面；⑥熄灭酒精灯
（4）装置B适用于固体与液体在常温下发生反应，选取B装置制取氧气应选用过氧化氢在二氧化锰催化下分解，液体过氧化氢从分液漏斗滴入，与放于锥形瓶内的二氧化锰接触而分解出水和氧气；二氧化锰在变化过程中起到加快反应速度的催化作用；化学方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（5）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的混合固体在加热条件下制取甲烷气体，属于加热固体制取气体，发生装置可选择A；甲烷可用排水法收集，收集满甲烷气体后瓶口向下放置，说明甲烷的物理性质是难溶于水，密度比空气大．
（6）（a）氯酸钾和二氧化锰混合加热生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式是2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；根据探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响应该控制其它条件相同，而催化剂的种类不同，所以②中x的值应为3.0；由实验①与实验④对比可知，Fe₂O₃也可以做氯酸钾分解的催化剂；实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是二氧化锰；
（b）根据图表中数据可知过氧化氢溶液的浓度越大过氧化氢分解得越快．
两套实验装置，A比B更合理，因为B中的燃烧匙太靠上了，使氧气燃烧不充分，其它合理即可．
故答案为：（1）铁架台；水槽
（2）A；一团棉花；高锰酸钾小颗粒进入导管；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；D；a；
（3）D
（4）固体；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（5）A；难溶于水；密度比空气大．
（6）（a）2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；3.0；①；二氧化锰；
（b）过氧化氢溶液的浓度越大；A

点评：熟练掌握实验室中制取气体的发生装置和收集装置的选择依据，并能作出正确的选择，记住常见气体制取的反应原理，并能够正确书写化学方程式．