Question

14．學(xué)習(xí)氧氣的制取和性質(zhì)時(shí)，某化學(xué)興趣小組用下列裝置進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(tuán)； 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(shí)驗(yàn)，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(xì)沙或放水
燃著的細(xì)鐵絲碰到了瓶壁．F裝置可用來測(cè)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(duì)進(jìn)入量筒里的水讀數(shù)時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃酒精燈進(jìn)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(shí)驗(yàn)室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時(shí)，由于高錳酸鉀粉末會(huì)隨著氧氣流進(jìn)入導(dǎo)管繼續(xù)進(jìn)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(huì)要試管口放一棉花團(tuán)；用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時(shí)，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(diǎn)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(shí)放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會(huì)使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要在集氣瓶底部放少量水或細(xì)沙（如果燃著的細(xì)鐵絲碰到了瓶壁，也會(huì)使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂）；F裝置可用來測(cè)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(duì)進(jìn)入量筒里的水讀數(shù)時(shí)，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(huì)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃酒精燈進(jìn)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(shí)驗(yàn)室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時(shí)，由于高錳酸鉀粉末會(huì)隨著氧氣流進(jìn)入導(dǎo)管繼續(xù)進(jìn)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(huì)要試管口放一棉花團(tuán)；由于題目中“水槽中的水變紅”，故試管口沒放棉花團(tuán)；用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時(shí)，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(diǎn)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(hào)的上方，故化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 故答案為：②①③④⑤⑦⑥試管口沒放棉花團(tuán)          2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑            2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）由于鐵絲燃燒時(shí)放出大量的熱量，生成的熔化物如果濺落到集氣瓶底部會(huì)使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要在集氣瓶底部放少量水或細(xì)沙（如果燃著的細(xì)鐵絲碰到了瓶壁，也會(huì)使集氣瓶因局部溫度過高而炸裂）；由于題目中說做實(shí)驗(yàn)時(shí)集氣瓶炸裂了，故可能是集氣瓶底部沒有鋪細(xì)沙或放水（或燃著的細(xì)鐵絲碰到了瓶壁）；F裝置可用來測(cè)定制得氧氣的體積，其中水面上放一層植物油，可防止氧氣溶于水中，對(duì)進(jìn)入量筒里的水讀數(shù)時(shí)，我們的視線要與凹液面最低處保持水平；故答案為：集氣瓶底部沒有鋪細(xì)沙或放水    燃著的細(xì)鐵絲碰到了瓶壁       防止氧氣溶于水中      凹液面最低處保持水平；
（3）加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，生成氯化鉀和氧氣，由于產(chǎn)生的氧氣，所以固體總質(zhì)量會(huì)減小，即減小的質(zhì)量就是生成氧氣的質(zhì)量（1.92g）．
設(shè)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為x，
    2KClO₃$\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(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，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(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理，及注意事項(xiàng)，是考試的重點(diǎn)也是中考的重點(diǎn)．