Question

14．學(xué)習(xí)氧氣的制取和性質(zhì)時，某化學(xué)興趣小組用下列裝置進行有關(guān)探究：

（1）他們用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，其主要操作有：①裝藥品；②檢查裝置的氣密性；③固定裝置；④加熱；⑤收集氣體；⑥撤酒精燈；⑦從水槽中撤出導(dǎo)氣管．
正確的操作順序是②①③④⑤⑦⑥．實驗中發(fā)現(xiàn)水槽中的水變紅了，可能的原因是試管口沒放棉花團； 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
如果選用B裝置制取氧氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）他們用制得的氧氣做鐵絲燃燒的實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)集氣瓶炸裂了，其原因是集氣瓶底部沒有鋪細沙或放水
燃著的細鐵絲碰到了瓶壁．F裝置可用來測定制得氧氣的體積，其中水面上放一層植物油的原因是防止氧氣溶于水中，對進入量筒里的水讀數(shù)時，我們的視線應(yīng)凹液面最低處保持水平．
（3）某同學(xué)用加熱一定質(zhì)量的氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)固體混合物的質(zhì)量減少了1.92克，那么原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）從實驗室用高錳酸鉀制取氧氣主要操作步驟為：連接儀器，檢查裝置的氣密性；把高錳酸鉀裝入試管中并固定儀器；點燃酒精燈進行加熱；用排水法收集氣體；從水槽中取出導(dǎo)氣管；熄滅酒精燈，停止加熱．實驗室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時，由于高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導(dǎo)管繼續(xù)進入水槽，使水槽中的水變紅，為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，往往會要試管口放一棉花團；用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳生成，如果選用B裝置制取氧氣，該裝置的特點是固液反應(yīng)且不需加熱，所以反應(yīng)物是過氧化氫溶液和二氧化錳去分析；
（2）由鐵絲燃燒時放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂，所以實驗時要在集氣瓶底部放少量水或細沙（如果燃著的細鐵絲碰到了瓶壁，也會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂）；F裝置可用來測定制得氧氣的體積，其中水面上放一層植物油，可防止氧氣溶于水中，對進入量筒里的水讀數(shù)時，我們的視線要與凹液面最低處保持水平去分析；
（3）加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，生成氯化鉀和氧氣，由于產(chǎn)生的氧氣，所以固體總質(zhì)量會減小，即減小的質(zhì)量就是生成氧氣的質(zhì)量（1.92g）根據(jù)氧氣的質(zhì)量可求氯酸鉀的質(zhì)量．

解答 解：（1）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣主要操作步驟為：連接儀器，檢查裝置的氣密性；把高錳酸鉀裝入試管中并固定儀器；點燃酒精燈進行加熱；用排水法收集氣體；從水槽中取出導(dǎo)氣管；熄滅酒精燈，停止加熱．實驗室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時，由于高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導(dǎo)管繼續(xù)進入水槽，使水槽中的水變紅，為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，往往會要試管口放一棉花團；由于題目中“水槽中的水變紅”，故試管口沒放棉花團；用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳生成，所以化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；如果選用B裝置制取氧氣，該裝置的特點是固液反應(yīng)且不需加熱，所以反應(yīng)物是過氧化氫溶液和二氧化錳，過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變，只是加快了過氧化氫反應(yīng)生成氧氣的速率，故二氧化錳是催化劑，所以二氧化錳就應(yīng)該作為反應(yīng)條件寫在等號的上方，故化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 故答案為：②①③④⑤⑦⑥試管口沒放棉花團          2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑            2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）由于鐵絲燃燒時放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂，所以實驗時要在集氣瓶底部放少量水或細沙（如果燃著的細鐵絲碰到了瓶壁，也會使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂）；由于題目中說做實驗時集氣瓶炸裂了，故可能是集氣瓶底部沒有鋪細沙或放水（或燃著的細鐵絲碰到了瓶壁）；F裝置可用來測定制得氧氣的體積，其中水面上放一層植物油，可防止氧氣溶于水中，對進入量筒里的水讀數(shù)時，我們的視線要與凹液面最低處保持水平；故答案為：集氣瓶底部沒有鋪細沙或放水    燃著的細鐵絲碰到了瓶壁       防止氧氣溶于水中      凹液面最低處保持水平；
（3）加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，生成氯化鉀和氧氣，由于產(chǎn)生的氧氣，所以固體總質(zhì)量會減小，即減小的質(zhì)量就是生成氧氣的質(zhì)量（1.92g）．
設(shè)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為x，
    2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
     245             96
     X              1.92g
        $\frac{245}{96}=\frac{x}{1.92g}$
解之得：x=4.9g
答：原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量是4.9g．

點評 實驗室制取氣體時，發(fā)生裝置的選擇取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；收集裝置的選擇取決于水溶性和氣體的密度；考查了實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理，及注意事項，是考試的重點也是中考的重點．