Question

18．實驗室制取氧氣，可供選擇的實驗裝置如圖所示：
（1）若用高錳酸鉀加熱制取氧氣，可選用A裝置，A裝置需要改進(jìn)的地方是在試管口放一團(tuán)棉花，收集氧氣可選擇的裝置是CE（填裝置序號）
（2 ）若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，應(yīng)選擇的氣體發(fā)生裝置是B（填裝置序號），在加試劑之前要進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性，其方法是把導(dǎo)管的一端浸沒在水里，雙手緊貼試管外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣．
（3）若收集一瓶氧氣，供鐵絲在氧氣中燃燒，最好選用氣體的收集裝置中的E（填裝置序號），鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體．
（4）將l0g高錳酸鉀加熱一段時間后，稱得剩余固體的質(zhì)量為9.36g．試計算：
①產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量；②剩余高錳酸鉀的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)高錳酸鉀加熱制取氧氣的原理、注意事項，及氧氣的密度和溶解性分析解答；
（2）根據(jù)用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件確定發(fā)生裝置，加入藥品之前要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；裝置氣密性檢驗的原理是：通過氣體發(fā)生器與液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（3）若收集一瓶供鐵絲在氧氣中燃燒的實驗使用的氧氣，由于在集氣瓶的底部須加少量的水，最好用排水法收集．
（4）高錳酸鉀受熱分解后生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，由于氧氣逸出，所以反應(yīng)后固體質(zhì)量會減少；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，固體質(zhì)量的減少量即為生成氧氣的質(zhì)量，然后根據(jù)反應(yīng)方程式由氧氣的質(zhì)量求出參加反應(yīng)的高錳酸鉀及剩余的高錳酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量．

解答 解：（1）若用高錳酸鉀加熱制取氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳，圖中的錯誤是：試管口沒塞棉花，不能防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管；氧氣密度比空氣大且不易溶于水，所以可用向上排空氣法或排水法收集；故填：C（或E）；
（2）若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，可認(rèn)為是固體和液體常溫下反應(yīng)，應(yīng)選用發(fā)生裝置是B，在加試劑之前的操作是檢查裝置的氣密性．檢查實驗室制氧氣裝置的裝置氣密性的方法是把導(dǎo)管的一端浸沒在水里，雙手緊貼試管外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣；
（3）若收集一瓶氧氣，供鐵絲在氧氣中燃燒的實驗使用，最好選用排水法收集，氣體的收集裝置最好用E，因為做此實驗時集氣瓶底部要留少量水；鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體．
（4）①由質(zhì)量守恒定律可知，生成氧氣的質(zhì)量是：10g-9.36g=0.64g；
②設(shè)參加反應(yīng)的KMnO₄質(zhì)量為x，
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑
316                   32
x                     0.64g
則$\frac{316}{32}=\frac{x}{0.64g}$，解得：x=6.32g 
剩余固體中未反應(yīng)高錳酸鉀的質(zhì)量為：10g-6.32g=3.68g．
故答案為：
（1）在試管口放一團(tuán)棉花，CE；
（2）B，檢查裝置的氣密性，把導(dǎo)管的一端浸沒在水里，雙手緊貼試管外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置不漏氣．
（3）E，劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體．
（4）0.64g；3.68g．

點(diǎn)評 本道題主要考查了實驗室制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇，發(fā)生裝置主要取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，收集裝置主要取決于氣體的密度、溶水性，牢記相關(guān)知識是解答的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．