Question

2．根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置回答問題：

雙氧水常用于消毒、漂白等，它是過氧化氫的水溶液，常溫時(shí)在二氧化錳的催化下可迅速分解，產(chǎn)生氧氣．試回答：
（1）寫出反應(yīng)原理（化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式和對(duì)應(yīng)的化學(xué)式）：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣
H₂O₂H₂O O₂
（2）在實(shí)驗(yàn)室中用此方法制取氧氣，其發(fā)生裝置可選用（填序號(hào)）B，選此發(fā)生裝置時(shí)，二氧化錳盛放在錐形瓶（填儀器名稱）中，雙氧水從分液漏斗（填儀器名稱）中加入；用該裝置制取某種氣體，要求反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫．收集氧氣的裝置選用（填序號(hào)）D或E．
（3）制取氧氣的反應(yīng)結(jié)束后，欲分離反應(yīng)后混合物中的二氧化錳，可采用過量方法，需要用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（4）某同學(xué)用所選的正確裝置，反應(yīng)收集到三瓶氧氣，取一瓶氧氣，倒立過來后再拿走玻璃片，并立刻把帶火星的木條伸入瓶?jī)?nèi)（如圖乙A所示），發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說明氧氣具有支持燃燒的性質(zhì)；取另一瓶氧氣，按圖乙B的方式把帶火星的木條伸入瓶?jī)?nèi)，木條也復(fù)燃了，且比A中燃燒更旺，說明氧氣的密度比空氣的密度大，所以盛氧氣的集氣瓶瓶口應(yīng)向上（填：上或下）放置．
（5）做細(xì)鐵絲在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)把細(xì)鐵絲繞成螺旋狀，一端系在一根鐵絲上，另一端系上一根火柴．點(diǎn)燃火柴后迅速把鐵絲連同火柴一起插入集氣瓶下部（沒有接觸到細(xì)沙，如圖丙所示），但不見鐵絲燃燒，反復(fù)實(shí)驗(yàn)均未成功．該同學(xué)認(rèn)為可能導(dǎo)致失敗的原因主要有三種：
A．鐵絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進(jìn)行；
B．點(diǎn)燃火柴后立即將它伸入瓶?jī)?nèi)，火柴燃燒消耗了氧氣，不利于鐵絲的燃燒；
C．火柴燃燒時(shí)有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故．瓶?jī)?nèi)氧氣會(huì)膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒．
實(shí)驗(yàn)：根據(jù)以上假設(shè)，他對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作的相應(yīng)改進(jìn)為：
（1）用砂紙打磨掉鐵絲表面的銹跡
（2）待火柴燃燒待盡時(shí)，立即將鐵絲和火柴伸入瓶?jī)?nèi)
（3）將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶上部，并逐漸向下移
經(jīng)過改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)成功了．在上述鐵絲燃燒的實(shí)驗(yàn)中，集氣瓶底部為什么預(yù)先要鋪少量細(xì)沙或者裝少量水？
防止反應(yīng)生成的高溫熔化物濺落，炸裂集氣瓶底部．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，二氧化錳盛放在錐形瓶中，雙氧水從分液漏斗中加入，用該裝置制取某種氣體，要求反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，氧氣密度比空氣大，不易溶于水進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)二氧化錳不溶于水，過濾所需的儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氧氣表現(xiàn)出來的性質(zhì)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)正確的操作進(jìn)行回答，鐵銹要打磨掉，火柴要在空氣中燃燒掉大部分，伸入集氣瓶中要由上到下慢慢進(jìn)行；
根據(jù)玻璃是熱的不良導(dǎo)體，做實(shí)驗(yàn)時(shí)瓶底要放一些水或沙子，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底進(jìn)行分析．

解答 解：（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
                                                                H₂O₂ H₂O O₂
（2）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以發(fā)生裝置可選用B，二氧化錳盛放在錐形瓶中，雙氧水從分液漏斗中加入，用該裝置制取某種氣體，要求反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，氧氣密度比空氣大，不易溶于水，所以收集氧氣的裝置選用D或E；
（3）二氧化錳不溶于水，過濾所需的儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)；
（4）某同學(xué)用所選的正確裝置，反應(yīng)收集到三瓶氧氣，取一瓶氧氣，倒立過來后再拿走玻璃片，并立刻把帶火星的木條伸入瓶?jī)?nèi)（如圖2A所示），發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說明氧氣具有支持燃燒的性質(zhì)；取另一瓶氧氣，按圖2B的方式把帶火星的木條伸入瓶?jī)?nèi)，木條也復(fù)燃了，且比A中燃燒更旺，說明氧氣密度比空氣大，所以盛氧氣的集氣瓶瓶口應(yīng)向上放置；
（5）A、因?yàn)殍F絲表面有銹跡，影響了反應(yīng)的進(jìn)行，所以要把鐵銹除掉；
B、點(diǎn)燃火柴后立即將它伸入瓶?jī)?nèi)，火柴燃燒消耗了氧氣，不利于鐵絲的燃燒，因此要減少火柴的耗氧量；
C、火柴燃燒時(shí)有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故．瓶?jī)?nèi)氧氣會(huì)膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒，改進(jìn)方法是慢慢由上到下伸入鐵絲；
玻璃是熱的不良導(dǎo)體，做實(shí)驗(yàn)時(shí)瓶底要放一些水或沙子，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底．
故答案為：（1）過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣
               H₂O₂         H₂O   O₂
（2）B，錐形瓶，長(zhǎng)頸漏斗，液體與固體混合，常溫，D或E；
（3）過濾，玻璃棒、漏斗、燒杯；
（4）支持燃燒，氧氣的密度比空氣的密度大，上；
（5）＜1＞用砂紙打磨掉鐵絲表面的銹跡；
＜2＞待火柴燃燒待盡時(shí)，立即將鐵絲和火柴伸入瓶?jī)?nèi)；
＜3＞將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶上部，并逐漸向下移；
防止反應(yīng)生成的高溫熔化物濺落，炸裂集氣瓶底部．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．