Question

2．根據(jù)下列實驗裝置回答問題：

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）寫出反應原理（化學反應的文字表達式和對應的化學式）：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣
H₂O₂H₂O O₂
（2）在實驗室中用此方法制取氧氣，其發(fā)生裝置可選用（填序號）B，選此發(fā)生裝置時，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，要求反應物的狀態(tài)是固體和液體，反應條件是常溫．收集氧氣的裝置選用（填序號）D或E．
（3）制取氧氣的反應結(jié)束后，欲分離反應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）某同學用所選的正確裝置，反應收集到三瓶氧氣，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內(nèi)（如圖乙A所示），發(fā)現(xiàn)木條復燃，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內(nèi)，木條也復燃了，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向上（填：上或下）放置．
（5）做細鐵絲在氧氣中的燃燒實驗時，該同學把細鐵絲繞成螺旋狀，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（沒有接觸到細沙，如圖丙所示），但不見鐵絲燃燒，反復實驗均未成功．該同學認為可能導致失敗的原因主要有三種：
A．鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行；
B．點燃火柴后立即將它伸入瓶內(nèi)，火柴燃燒消耗了氧氣，不利于鐵絲的燃燒；
C．火柴燃燒時有大量的熱量放出，將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶下部，因熱脹冷縮之故．瓶內(nèi)氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒．
實驗：根據(jù)以上假設，他對實驗應作的相應改進為：
（1）用砂紙打磨掉鐵絲表面的銹跡
（2）待火柴燃燒待盡時，立即將鐵絲和火柴伸入瓶內(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)過改進后，實驗成功了．在上述鐵絲燃燒的實驗中，集氣瓶底部為什么預先要鋪少量細沙或者裝少量水？
防止反應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行分析；
（2）根據(jù)實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，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，要求反應物的狀態(tài)是固體和液體，反應條件是常溫，氧氣密度比空氣大，不易溶于水進行分析；
（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、鐵架臺進行分析；
（4）根據(jù)氧氣表現(xiàn)出來的性質(zhì)進行分析；
（5）根據(jù)正確的操作進行回答，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行；
根據(jù)玻璃是熱的不良導體，做實驗時瓶底要放一些水或沙子，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底進行分析．

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，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
                                                                H₂O₂ H₂O O₂
（2）實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，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，要求反應物的狀態(tài)是固體和液體，反應條件是常溫，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；
（4）某同學用所選的正確裝置，反應收集到三瓶氧氣，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內(nèi)（如圖2A所示），發(fā)現(xiàn)木條復燃，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內(nèi)，木條也復燃了，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向上放置；
（5）A、因為鐵絲表面有銹跡，影響了反應的進行，所以要把鐵銹除掉；
B、點燃火柴后立即將它伸入瓶內(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．瓶內(nèi)氧氣會膨脹逸出，使鐵絲無法燃燒，改進方法是慢慢由上到下伸入鐵絲；
玻璃是熱的不良導體，做實驗時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，立即將鐵絲和火柴伸入瓶內(nèi)；
＜3＞將鐵絲和火柴迅速伸至集氣瓶上部，并逐漸向下移；
防止反應生成的高溫熔化物濺落，炸裂集氣瓶底部．

點評 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)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．