Question

我校化學(xué)興趣小組同學(xué)用加熱高錳酸鉀的方法制氧氣，并做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)完成下列問題．

與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）實(shí)驗(yàn)的主要步驟有：①加熱  ②裝藥品并固定試管  ③檢查裝置的氣密性   ④用排水法收集氧氣   ⑤停止加熱   ⑥將導(dǎo)管從水槽中取出．你認(rèn)為正確的操作順序是

 

；
（2）若用B裝置來收集氧氣，氧氣應(yīng)從

 

（填序號(hào)）端通入瓶?jī)?nèi)，若要測(cè)定收集氧氣的體積，還需要

 

（儀器名稱）來接排出的水．
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學(xué)方程式是

 

；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）點(diǎn)燃鐵絲前，將鐵絲表面用砂紙打磨干凈的目的是

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)中為了防止集氣瓶炸裂，必須

 

；
（3）寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式

 

．
如果你能完成下列2個(gè)問題，你可以得到4分的獎(jiǎng)勵(lì)分，化學(xué)滿分不超過60分．
小亮對(duì)鐵絲在氧氣里燃燒時(shí)出現(xiàn)的紅熱球狀物產(chǎn)生了興趣，隨后他進(jìn)行了以下探究活動(dòng)．
【問題1】鐵燃燒后剩下來的球狀物質(zhì)中還有沒有鐵呢？
【收集資料】①鐵粉和Fe₃O₄都黑色固體，都能被磁鐵吸引；
②鐵粉和Fe₃O₄都能和稀鹽酸反應(yīng)，鐵與稀鹽酸反應(yīng)能生成氫氣，而Fe₃O₄反應(yīng)不能生成氫氣．
【實(shí)驗(yàn)探究】將剩下來的球狀物質(zhì)碾碎，

 

，看到

 

，說明鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中還含有鐵．
【問題2】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是Fe₂O₃呢？
【查閱資料】
（1）自然界中鐵的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃兩種（FeO極易被氧化為Fe₂O₃）；
（2）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解溫度、鐵的熔點(diǎn)見表：

	Fe3O4	Fe2O3	鐵
分解溫度/℃	1538	1400
熔點(diǎn)/℃			1535

（3）Fe₂O₃高溫時(shí)分解成Fe₃O₄和一種氣體，據(jù)推測(cè)，這種氣體應(yīng)該是O₂，推測(cè)的依據(jù)是

 

．
【理論探究】實(shí)驗(yàn)測(cè)定鐵在氧氣里燃燒的產(chǎn)物是Fe₃O₄，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫應(yīng)在

 

℃之間，在此溫度范圍內(nèi) Fe₂O₃已分解．

Answer 1

考點(diǎn)：氧氣的制取裝置,氧氣的化學(xué)性質(zhì),氧氣的收集方法,制取氧氣的操作步驟和注意點(diǎn),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法、檢驗(yàn)、干燥與凈化

分析：與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）根據(jù)加熱高錳酸鉀制氧氣的步驟分析；
（2）根據(jù)氧氣的收集方法，裝置的作用原理分析；
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學(xué)方程式是 2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）根據(jù)點(diǎn)燃鐵絲的注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)集氣瓶炸裂的原因分析；
（3）寫出鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式 3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄．
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)鐵能與酸反應(yīng)生成氫氣考慮；
【查閱資料】根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
【理論探究】由于鐵絲燃燒時(shí)先由于溫度升高開始熔化后達(dá)到著火點(diǎn)燃燒考慮，再根據(jù)氧化鐵的熔點(diǎn)考慮；

解答：解：與氧氣制取相關(guān)的問題：
（1）加熱高錳酸鉀制氧氣的正確步驟是：檢查裝置的氣密性、狀藥品固定裝置、加熱、收集、從水槽中取出導(dǎo)管、停止加熱，故填 ③②①④⑥⑤；
（2）若用B裝置來收集氧氣，因?yàn)檠鯕獾拿芏刃∮谒�的密度，氧氣�?yīng)從B端通入瓶?jī)?nèi)，若要測(cè)定收集氧氣的體積，還需要量筒來接排出的水．
（3）高錳酸鉀受熱分解的化學(xué)方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）點(diǎn)燃鐵絲前，將鐵絲表面用砂紙打磨干凈的目的是除去表面的鐵銹，以便鐵絲容易被引燃；
（2）做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，在集氣瓶底部鋪上一層細(xì)沙或裝入少量的水，防止灼熱的四氧化三鐵將集氣瓶底炸裂；
（3）鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式 3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄．
【實(shí)驗(yàn)探究】鐵能與酸反應(yīng)生成氫氣，所以如果將剩下來的球狀物質(zhì)碾碎，加入稀鹽酸或稀硫酸，如果有氣泡產(chǎn)生，說明含有鐵；
【查閱資料】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變
【理論探究】由于鐵絲燃燒時(shí)先由于溫度升高開始熔化后達(dá)到著火點(diǎn)燃燒，所以溫度需要達(dá)到鐵的熔點(diǎn)，又因?yàn)樯�成物是四氧化三鐵，所以溫度不能高于四氧化三鐵的分解溫度，否則會(huì)得不到四氧化三鐵，所以溫度是1535--1538℃之間；由于在該溫度下氧化鐵已經(jīng)分解，所以得不到氧化鐵；
故答案為：（1）③②①④⑥⑤；
（2）B；量筒；
（3）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
與鐵絲燃燒相關(guān)的問題：
（1）除去表面的鐵銹；
（2）在集氣瓶底部鋪上一層細(xì)沙或裝入少量的水；
（3）3Fe+2O₂

點(diǎn)燃  .

Fe₃O₄．
【實(shí)驗(yàn)探究】加入稀鹽酸； 有氣體產(chǎn)生；
 （3）化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變．
【理論探究】1535--1538．

點(diǎn)評(píng)：掌握實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理，測(cè)量氣體體積的方法，鐵絲燃燒的相關(guān)知識(shí)即可正確該題．