Question

5．化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)和進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法和途徑．學(xué)會(huì)氣體物質(zhì)的制備方法是研究氣體、利用氣體的基礎(chǔ)．請(qǐng)根據(jù)如圖回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出圖中帶有標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)：a酒精燈，b錐形瓶，c集氣瓶．
（2）小敏用高錳酸鉀制氧氣
實(shí)驗(yàn)步驟：
①裝藥品和放棉花．如果沒(méi)有說(shuō)明用量時(shí)，固體藥品的取用量通常應(yīng)為只需蓋滿(mǎn)試管底部，棉花的作用是防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管．
②連接儀器，固定試管．試管口必須略向下傾斜，其原因是防止冷凝水倒流炸裂試管．
③加熱．加熱時(shí)應(yīng)先給試管均勻預(yù)熱，后對(duì)準(zhǔn)藥品集中加熱．
④排水法收集氣體．可按如圖所示的各步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

試回答下列問(wèn)題：
用排水法收集氧氣，當(dāng)導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)且均勻冒出時(shí)，開(kāi)始收集．圖J中應(yīng)選用m（填“m”或“n”）方式放置已充滿(mǎn)氧氣的集氣瓶，這是因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯螅?br />實(shí)驗(yàn)分析：
①請(qǐng)你幫助她找出上述實(shí)驗(yàn)步驟中漏掉的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)步驟：沒(méi)有檢查裝置的氣密性．②如果用排水法收集的氧氣不純，其原因可能有（請(qǐng)寫(xiě)出兩種原因）：集氣瓶?jī)?nèi)沒(méi)有裝滿(mǎn)水或沒(méi)等到氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)收集
（3）實(shí)驗(yàn)室還常在二氧化錳固體作催化劑的條件下，加熱氯酸鉀固體，制取并收集較干燥的氧氣，此時(shí)應(yīng)選用的裝置是AC（填序號(hào)），若實(shí)驗(yàn)室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，則該反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（4）實(shí)驗(yàn)室還可以用分解過(guò)氧化氫溶液的方法制取氧氣，那么用此法制取并收集較純凈的氧氣，此時(shí)應(yīng)選用的裝置是BE（填序號(hào)），檢驗(yàn)氧氣是否收集滿(mǎn)的方法是瓶口處向外逸出時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)收集滿(mǎn)，反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）催化劑在生產(chǎn)、生活和科研中的地位越來(lái)越重要．實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫溶液分解制取氧氣時(shí)，就常用二氧化錳作催化劑．
[提出問(wèn)題]紅磚粉能作過(guò)氧化氫分解的催化劑嗎？
[提出猜想]甲同學(xué)認(rèn)為紅磚粉可以代替MnO₂作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
①在試管中加入10mL6%的過(guò)氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管中；
②準(zhǔn)確稱(chēng)量0.5g紅磚粉，并放入另一支試管中，將帶火星的木條伸入試管中；
③在步驟②的試管中加入10mL 6%過(guò)氧化氫溶液，將帶火星木條伸入試管中；
④待步驟③的試管中沒(méi)有氣泡冒出后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、操作A、稱(chēng)量得粉末仍然為0.5g；
⑤另取10mL6%過(guò)氧化氫溶液，加入步驟④中所得固體，將帶火星木條伸入試管．
[問(wèn)題討論]
a．步驟①中的現(xiàn)象為帶火星的木條不復(fù)燃，步驟③、⑤中帶火星的木條復(fù)燃．
b．步驟④中 操作A的名稱(chēng)是過(guò)濾．
c．步驟⑤實(shí)驗(yàn)的目的為紅磚粉能作過(guò)氧化氫分解的催化劑．
（6）有人說(shuō)實(shí)驗(yàn)室用分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的方法，比用加熱高錳酸鉀的方法好，你認(rèn)為其中的原因有不需要加熱（說(shuō)出一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析 （1）熟記儀器的名稱(chēng)；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取和收據(jù)氧氣的注意事項(xiàng)來(lái)分析；
（3）根據(jù)制取氣體的裝置的選擇依據(jù)以及反應(yīng)的原理來(lái)分析；
（4）通常情況下，過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃；
（5）a、根據(jù)只有過(guò)氧化氫溶液生成氧氣慢分析；
b、要得到加入的干燥粉末，就要進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥．
c、步驟④中 操作B的名稱(chēng)是干燥．步驟⑤實(shí)驗(yàn)的目的為探究紅磚粉的化學(xué)性質(zhì)是否改變．
（6）不同的實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)缺點(diǎn)不同．

解答 解：（1）a是酒精燈，b是錐形瓶，c是集氣瓶；故填：酒精燈；錐形瓶；集氣瓶；
（2）①如果沒(méi)有說(shuō)明用量時(shí)，固體藥品的取用量通常應(yīng)為只需蓋滿(mǎn)試管底部，棉花的作用是防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管；故填：只需蓋滿(mǎn)試管底部；防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管；．
②為了防止冷凝水倒流炸裂試管，加熱固體時(shí)，試管口要略向下傾斜；故填：防止冷凝水倒流炸裂試管；
③加熱時(shí)，要先給試管均勻預(yù)熱，然后集中在藥品處加熱，故填：給試管均勻預(yù)熱；
④用排水法收集氧氣，當(dāng)看到導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)且均勻冒出時(shí)才能收集，因?yàn)殚_(kāi)始冒出的是裝置內(nèi)的空氣；因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯�，所以收集滿(mǎn)后，瓶口向上放置在桌面上；故填：導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)且均勻冒出；m；氧氣的密度比空氣大；
在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始加入藥品前，沒(méi)有檢查裝置的氣密性，用排水法收集的氧氣不純的可能的原因是：集氣瓶?jī)?nèi)沒(méi)有裝滿(mǎn)水或沒(méi)等到氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)收集而混有空氣；故填：沒(méi)有檢查裝置的氣密性；集氣瓶?jī)?nèi)沒(méi)有裝滿(mǎn)水；沒(méi)等到氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)收集；
（3）在二氧化錳固體作催化劑的條件下，加熱氯酸鉀固體，制取氧氣，屬于固體加熱制取氣體，選擇裝置A；收集較干燥的氧氣采用向上排空氣法來(lái)收集，故選C；高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故填：AC；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）實(shí)驗(yàn)室用分解過(guò)氧化氫溶液的方法制取氧氣不需要加熱，應(yīng)該用B裝置作為發(fā)生裝置；因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯螅�可以用向上排空氣法收集，即用C裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用E裝置收集，用排水法收集的氧氣比用排空氣法收集的氧氣純凈；此時(shí)判斷氧氣是否收集滿(mǎn)的方法是：當(dāng)氣泡從集氣瓶口處向外逸出時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)收集滿(mǎn)；反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：BE；瓶口處向外逸出時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)收集滿(mǎn)；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）a．只有過(guò)氧化氫溶液生成氧氣很慢，所以帶火星的木條不復(fù)燃；故填：帶火星的木條不復(fù)燃；
b．要得到加入的干燥粉末，就要進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥．故填：過(guò)濾；
c．步驟⑤實(shí)驗(yàn)的目的為探究紅磚粉的化學(xué)性質(zhì)是否改變．故填：紅磚粉能作過(guò)氧化氫分解的催化劑；
（6）實(shí)驗(yàn)室用分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的方法，比用加熱高錳酸鉀的方法好，你認(rèn)為其中的原因有不需要加熱，產(chǎn)物不污染環(huán)境等．故填：不需要加熱．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．