Question

我校化學興趣小組同學用加熱高錳酸鉀的方法制氧氣，并做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗．請完成下列問題．

與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）實驗的主要步驟有：①加熱  ②裝藥品并固定試管  ③檢查裝置的氣密性   ④用排水法收集氧氣   ⑤停止加熱   ⑥將導管從水槽中取出．你認為正確的操作順序是

 

；
（2）若用B裝置來收集氧氣，氧氣應從

 

（填序號）端通入瓶內(nèi)，若要測定收集氧氣的體積，還需要

 

（儀器名稱）來接排出的水．
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學方程式是

 

；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）點燃鐵絲前，將鐵絲表面用砂紙打磨干凈的目的是

 

；
（2）實驗中為了防止集氣瓶炸裂，必須

 

；
（3）寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式

 

．
如果你能完成下列2個問題，你可以得到4分的獎勵分，化學滿分不超過60分．
小亮對鐵絲在氧氣里燃燒時出現(xiàn)的紅熱球狀物產(chǎn)生了興趣，隨后他進行了以下探究活動．
【問題1】鐵燃燒后剩下來的球狀物質(zhì)中還有沒有鐵呢？
【收集資料】①鐵粉和Fe₃O₄都黑色固體，都能被磁鐵吸引；
②鐵粉和Fe₃O₄都能和稀鹽酸反應，鐵與稀鹽酸反應能生成氫氣，而Fe₃O₄反應不能生成氫氣．
【實驗探究】將剩下來的球狀物質(zhì)碾碎，

 

，看到

 

，說明鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵．
【問題2】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe₂O₃呢？
【查閱資料】
（1）自然界中鐵的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃兩種（FeO極易被氧化為Fe₂O₃）；
（2）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點見表：

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400
熔點/℃			1535

（3）Fe₂O₃高溫時分解成Fe₃O₄和一種氣體，據(jù)推測，這種氣體應該是O₂，推測的依據(jù)是

 

．
【理論探究】實驗測定鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe₃O₄，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時產(chǎn)生的高溫應在

 

℃之間，在此溫度范圍內(nèi) Fe₂O₃已分解．

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,氧氣的化學性質(zhì),氧氣的收集方法,制取氧氣的操作步驟和注意點,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）根據(jù)加熱高錳酸鉀制氧氣的步驟分析；
（2）根據(jù)氧氣的收集方法，裝置的作用原理分析；
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學方程式是 2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）根據(jù)點燃鐵絲的注意事項分析；
（2）根據(jù)集氣瓶炸裂的原因分析；
（3）寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式 3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄．
【實驗探究】根據(jù)鐵能與酸反應生成氫氣考慮；
【查閱資料】根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
【理論探究】由于鐵絲燃燒時先由于溫度升高開始熔化后達到著火點燃燒考慮，再根據(jù)氧化鐵的熔點考慮；

解答：解：與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）加熱高錳酸鉀制氧氣的正確步驟是：檢查裝置的氣密性、狀藥品固定裝置、加熱、收集、從水槽中取出導管、停止加熱，故填 ③②①④⑥⑤；
（2）若用B裝置來收集氧氣，因為氧氣的密度小于水的密度，氧氣應從B端通入瓶內(nèi)，若要測定收集氧氣的體積，還需要量筒來接排出的水．
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）點燃鐵絲前，將鐵絲表面用砂紙打磨干凈的目的是除去表面的鐵銹，以便鐵絲容易被引燃；
（2）做鐵絲燃燒實驗時，在集氣瓶底部鋪上一層細沙或裝入少量的水，防止灼熱的四氧化三鐵將集氣瓶底炸裂；
（3）鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式 3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄．
【實驗探究】鐵能與酸反應生成氫氣，所以如果將剩下來的球狀物質(zhì)碾碎，加入稀鹽酸或稀硫酸，如果有氣泡產(chǎn)生，說明含有鐵；
【查閱資料】化學反應前后元素的種類不變
【理論探究】由于鐵絲燃燒時先由于溫度升高開始熔化后達到著火點燃燒，所以溫度需要達到鐵的熔點，又因為生成物是四氧化三鐵，所以溫度不能高于四氧化三鐵的分解溫度，否則會得不到四氧化三鐵，所以溫度是1535--1538℃之間；由于在該溫度下氧化鐵已經(jīng)分解，所以得不到氧化鐵；
故答案為：（1）③②①④⑥⑤；
（2）B；量筒；
（3）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）除去表面的鐵銹；
（2）在集氣瓶底部鋪上一層細沙或裝入少量的水；
（3）3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄．
【實驗探究】加入稀鹽酸； 有氣體產(chǎn)生；
 （3）化學反應前后元素的種類不變．
【理論探究】1535--1538．

點評：掌握實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的反應原理，測量氣體體積的方法，鐵絲燃燒的相關(guān)知識即可正確該題．