Question

3．某校研究性學習小組到實驗室進行探究實驗．他們準備用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣并驗證氧氣的性質
（1）寫出用該方法制取氧氣的化學反應符號表達式：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）請指出如圖中所用儀器的名稱：
a酒精燈；b鐵架臺；c集氣瓶；
（3）做該實驗時在試管口放一團棉花的目的是：防止高錳酸鉀顆粒沿著導管進入集氣瓶．
（4）試管口略向下傾斜的原因是防止冷凝水倒流引起試管的炸裂．
（5）用這種方法收集氧氣時，當氣泡連續(xù)均勻冒出時再開始收集，收集滿氧氣后，應用玻璃片蓋住集氣瓶口，并且應正（填“正放”或“倒放”）在桌上．
（6）他們用這種方法收集了兩瓶氣體，在先收集的一瓶插入帶火星的木條，只看到火星亮了一些，插入后收集的一瓶木條則能復燃．導致這個現象的可能的原因是（寫出操作上的原因）：沒有等到氣泡連續(xù)均勻冒出時就開始收集．
（7）實驗室用無水醋酸鈉固體和堿石灰固體反應制甲烷的發(fā)生裝置與上面裝置相同，其原因是：1、反應物的狀態(tài)都為固態(tài)2、反應條件都是加熱．甲烷難溶于水，且密度比空氣小，因此可用排水法或向下排空氣法收集．

Answer 1

分析 （1）根據高錳酸鉀制取氧氣的反應原理書寫化學反應方程式；
（2）根據實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（3）根據高錳酸鉀制取氧氣的注意事項考慮；
（4）根據加熱試管的注意事項分析；
（5）根據排水收集氣體的注意事項及氧氣的密度比空氣密度大進行解答；
（6）根據收集氣體的注意事項進行解答；
（7）根據反應物的狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置，根據氣體的溶解性和密度選擇收集方法．

解答 解：（1）用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣時，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故反應的化學方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）通過分析題中所指儀器的作用可知：a是酒精燈，b是鐵架臺，c是集氣瓶；故填：酒精燈；鐵架臺；集氣瓶；
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，試管口需要放一團棉花的原因是防止高錳酸鉀顆粒沿著導管進入集氣瓶；故填：防止高錳酸鉀顆粒沿著導管進入集氣瓶；
（4）加熱試管時試管口略向下傾斜，目的是防止冷凝水倒流引起試管的炸裂；故填：防止冷凝水倒流引起試管的炸裂；
（5）用排水法設計引起時要等到氣泡連續(xù)均勻冒出時進行收集，防止收集的氧氣不純；氧氣的密度比空氣密度大，因此正放在桌子上；故填：連續(xù)均勻冒出時；正；
（6）由于試管內有大量的空氣，因此應等到氣泡均勻冒出時才能收集氧氣，否則就會使收集到的氧氣不純．所以，導致在第一瓶中帶火星的木條亮一下的原因是：沒有等到氣泡連續(xù)均勻冒出時就開始收集；故填：沒有等到氣泡連續(xù)均勻冒出時就開始收集；
（7）實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰反應制甲烷的發(fā)生裝置與制氧氣的發(fā)生裝置相同的原因是：反應物的狀態(tài)都為固態(tài)；反應條件都是加熱；甲烷的密度比空氣小，可以用向下排空氣法收集，不溶于水，可以用排水法收集．
故答案為：反應物的狀態(tài)都為固態(tài)；反應條件都是加熱；排水；向下排空氣．

點評 氣體的制取是教材上最主要的實驗之一，在考查中占有重要地位，要熟練掌握氣體制取的儀器的使用、裝置的選擇、原理及方程式、步驟、注意事項、裝置評價，裝置改進等知識點，并能靈活應用．