Question

4．某興趣小組利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取和收集氣體的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的符號(hào)KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂表達(dá)式（即反應(yīng)物、生成物都用化學(xué)式表示）為KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂，屬于分解反應(yīng)（填“化合”、“分解”）．選用的氣體發(fā)生裝置是A（填裝置序號(hào)，下同），選用D裝置可以收集到比較純凈的氧氣．若這一套裝置改用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生裝置有一處需要改進(jìn)，你的改進(jìn)是：在試管口放一團(tuán)棉花．
（2）高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)生裝置A若用D裝置收集氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要先先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈，其目的是防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂
圖1中D裝置導(dǎo)管端在實(shí)驗(yàn)時(shí)的放置位置，最合理的是a（填圖2中字母）．
（3）若用F裝置進(jìn)行排空氣法收集氧氣，氧氣應(yīng)從a（填“a”、“b”）口通入，這時(shí)檢
驗(yàn)氧氣是否收集滿的方法是在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿．
（4）小明用圖3的方法檢查裝置的氣密性，但沒有看到氣泡，其原因可能是下列選項(xiàng)中的b．
a．先將導(dǎo)管一端放入水中，后用手捂住試管一段時(shí)間；
b．先用手捂住試管一段時(shí)間，后將導(dǎo)管一端放入水中．
接著，用圖4方法檢查裝置的氣密性，先將注射器活塞緩慢向右拉，看到儀器a下端有氣泡逸出，再將注射器活塞向左推，看到儀器a下方會(huì)形成一段穩(wěn)定的水柱（填現(xiàn)象），說明裝置氣密性良好．
（5）小明用上述收集到的氧氣做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有看到預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因之一是鐵絲生銹．若實(shí)驗(yàn)成功，請(qǐng)你寫出鐵絲在氧氣中燃燒的符號(hào)表達(dá)式（即反應(yīng)物、生成物都用化學(xué)式表示）是Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氯化鉀和氧氣寫出符號(hào)表達(dá)式和反應(yīng)類型即可；可用排水法收集純凈的氧氣；根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)加熱高錳酸鉀制取氧氣的注意事項(xiàng)分析解答；
（3）根據(jù)氧氣的密度比空氣大，故應(yīng)從長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)氣進(jìn)行分析；根據(jù)氧氣的助燃性進(jìn)行驗(yàn)滿；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行解答；根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．

解答 解：（1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；該反應(yīng)符合“一變多”的特征，屬于分解反應(yīng)；用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣需要加熱，所選用的發(fā)生裝置為A裝置；氧氣不易溶于水，所以可用排水法收集純凈的氧氣；若這一套裝置改用高錳酸鉀制取氧氣，發(fā)生裝置需要改進(jìn)的是在試管口放一團(tuán)棉花；
故填：KClO₃$→_{△}^{MnO_{2}}$KCl+O₂；分解； A；D；在試管口放一團(tuán)棉花；
（2）高錳酸鉀制取氧氣應(yīng)選擇發(fā)生裝置A；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束候，要先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈的目的是防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂法；用排水法收集氧氣時(shí)，導(dǎo)管只要放進(jìn)瓶口就可以；
故填：應(yīng)選擇發(fā)生裝置A；先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈；防止水槽內(nèi)的水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂；a；
（3）氧氣的密度比空氣大，故應(yīng)從長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)氣；根據(jù)氧氣的助燃性，驗(yàn)滿的方法：在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿；
故填：a；在b管口置一根帶火星的木條，如果木條復(fù)燃，說明已滿；
（4）檢查置氣密性的方法是：連接好裝置，把導(dǎo)管的一端放入水中，用手緊握試管，觀察水中導(dǎo)管口有沒有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置不漏氣，在檢查裝置的氣密性時(shí)沒有看到氣泡，其原因可能是先用手捂住試管一段時(shí)間，后將導(dǎo)管一端放入水中；用圖4方法檢查裝置的氣密性，先將注射器活塞緩慢向右拉，看到儀器a下端有氣泡逸出，再將注射器活塞向左推，看到儀器a下方會(huì)形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好；
故填：b；會(huì)形成一段穩(wěn)定的水柱；
（5）做細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有看到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因是：鐵絲生銹，溫度沒有達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)，收集到的氧氣量太少或純度太低等；鐵絲在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．
故填：鐵絲生銹；Fe+O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$Fe₃O₄．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了氧氣的反應(yīng)裝置、收集方法、操作步驟和注意事項(xiàng)及方程式的書寫；關(guān)鍵是明確氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．