Question

5．化學(xué)實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)和進行科學(xué)研究的重要方法和途徑．學(xué)會氣體物質(zhì)的制備方法是研究氣體、利用氣體的基礎(chǔ)．請根據(jù)如圖回答有關(guān)問題：
（1）寫出圖中帶有標號儀器的名稱：a酒精燈，b錐形瓶，c集氣瓶．
（2）小敏用高錳酸鉀制氧氣
實驗步驟：
①裝藥品和放棉花．如果沒有說明用量時，固體藥品的取用量通常應(yīng)為只需蓋滿試管底部，棉花的作用是防止高錳酸鉀顆粒進入導(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．加熱時應(yīng)先給試管均勻預(yù)熱，后對準藥品集中加熱．
④排水法收集氣體．可按如圖所示的各步驟進行實驗：

試回答下列問題：
用排水法收集氧氣，當導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)且均勻冒出時，開始收集．圖J中應(yīng)選用m（填“m”或“n”）方式放置已充滿氧氣的集氣瓶，這是因為氧氣的密度比空氣大．
實驗分析：
①請你幫助她找出上述實驗步驟中漏掉的一個重要實驗步驟：沒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（請寫出兩種原因）：集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水或沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集
（3）實驗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，此時應(yīng)選用的裝置是AC（填序號），若實驗室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，則該反應(yīng)的化學(xué)式表達式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（4）實驗室還可以用分解過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，此時應(yīng)選用的裝置是BE（填序號），檢驗氧氣是否收集滿的方法是瓶口處向外逸出時，說明已經(jīng)收集滿，反應(yīng)的化學(xué)式表達式為：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越重要．實驗室用過氧化氫溶液分解制取氧氣時，就常用二氧化錳作催化劑．
[提出問題]紅磚粉能作過氧化氫分解的催化劑嗎？
[提出猜想]甲同學(xué)認為紅磚粉可以代替MnO₂作過氧化氫溶液分解的催化劑．
[設(shè)計實驗]
①在試管中加入10mL6%的過氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管中；
②準確稱量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的試管中沒有氣泡冒出后，經(jīng)過過濾、洗滌、操作A、稱量得粉末仍然為0.5g；
⑤另取10mL6%過氧化氫溶液，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的名稱是過濾．
c．步驟⑤實驗的目的為紅磚粉能作過氧化氫分解的催化劑．
（6）有人說實驗室用分解過氧化氫溶液制取氧氣的方法，比用加熱高錳酸鉀的方法好，你認為其中的原因有不需要加熱（說出一點即可）．

Answer 1

分析 （1）熟記儀器的名稱；
（2）根據(jù)實驗室制取和收據(jù)氧氣的注意事項來分析；
（3）根據(jù)制取氣體的裝置的選擇依據(jù)以及反應(yīng)的原理來分析；
（4）通常情況下，過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，就要進行過濾、洗滌、干燥．
c、步驟④中 操作B的名稱是干燥．步驟⑤實驗的目的為探究紅磚粉的化學(xué)性質(zhì)是否改變．
（6）不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同．

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如果沒有說明用量時，固體藥品的取用量通常應(yīng)為只需蓋滿試管底部，棉花的作用是防止高錳酸鉀顆粒進入導(dǎo)氣管；故填：只需蓋滿試管底部；防止高錳酸鉀顆粒進入導(dǎo)氣管；．
②為了防止冷凝水倒流炸裂試管，加熱固體時，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，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，當看到導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)且均勻冒出時才能收集，因為開始冒出的是裝置內(nèi)的空氣；因為氧氣的密度比空氣大，所以收集滿后，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；
在實驗開始加入藥品前，沒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：集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水或沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集而混有空氣；故填：沒有檢查裝置的氣密性；集氣瓶內(nèi)沒有裝滿水；沒等到氣泡連續(xù)均勻冒出時收集；
（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）實驗室用分解過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；因為氧氣的密度比空氣大，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；此時判斷氧氣是否收集滿的方法是：當氣泡從集氣瓶口處向外逸出時，說明已經(jīng)收集滿；反應(yīng)的化學(xué)式表達式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：BE；瓶口處向外逸出時，說明已經(jīng)收集滿；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）a．只有過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，就要進行過濾、洗滌、干燥．故填：過濾；
c．步驟⑤實驗的目的為探究紅磚粉的化學(xué)性質(zhì)是否改變．故填：紅磚粉能作過氧化氫分解的催化劑；
（6）實驗室用分解過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．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．