Question

1．通過化學學習，應該知道有多種途徑可以制取氧氣．如：
A．加熱氧化汞 B．分離空氣  C．加熱高錳酸鉀D．分解過氧化氫
E．加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物
（1）相信你在E處還可以寫出另一種制取氧氣的方法；
（2）用如圖1裝置加熱高錳酸鉀制取氧氣
實驗結束停止加熱時，要先把導管移出水面，其理由是防止水槽內的水倒流，引起試管炸裂，此時發(fā)現(xiàn)水槽中的水變成了淺紫紅色，你認為產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是試管口沒放棉花導致固體物質進入導管；用制得的氧氣進行木炭燃燒試驗時沒有看到預期的現(xiàn)象，可能原因是收集到的氧氣量太少或純度太低

（3）若分解過氧化氫制取氧氣，供選用的裝置如圖2：
要得到平穩(wěn)的氧氣流，應選用的發(fā)生裝置是甲（選填“甲”或“乙”）．
該裝置比另一裝置還具有的優(yōu)點是（寫出一種）節(jié)約藥品
（4）用排水法收集氧氣，當導管口的氣泡連續(xù)、均勻冒出時，再開始收集；
（5）寫出實驗室加熱高錳酸鉀制氧氣的文字表達式：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
（6）小亮同學對向上排空氣法收集氧氣時用帶火星木條驗滿的方法產(chǎn)生了興趣．他發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占集氣瓶容積的60%時，帶火星木條也能復燃．那么使帶火星木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對此展開探究：
第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，先分別裝入占瓶子總容積的10%、20%、30%、40%、50%的水，再用排水集氣法收集氧氣直到恰好把5只瓶中的水排去．將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶
中，記錄實驗現(xiàn)象如下．

	第一組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤
收集的氧氣占容積的體積分數(shù)	10%	20%	30%	40%	50%
帶火星木條變化情況	微亮	亮	很亮	復燃	復燃

小亮在第一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，記錄實驗現(xiàn)象如下

	第二組					第三組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①
收集的氧氣占容積的體積分數(shù)	31%	33%	35%	37%	39%	34%
帶火星木條變化情況	很亮	很亮	復燃	復燃	復燃	很亮

實驗結論：
根據(jù)小亮的實驗現(xiàn)象可以看出，當收集的氧氣占容積的35%時帶火星木條就會復燃，計算知道這時集氣瓶中總氧氣的體積分數(shù)為49%，由此說明使用帶火星木條驗滿氧氣是否可靠？否（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）從氧氣的制取方法去分析解答；
（2）從實驗室制取氧氣的注意事項及木炭燃燒實驗注意事項去分析；
（3）從控制氣體的產(chǎn)生速率及注射器的用途方面去分析；
（4）從收集氣體時，剛開始是反應容器內的空氣去分析；
（5）據(jù)加熱高錳酸鉀的反應原理書寫文字表達式；
（6）分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為35%時木條也可復燃，根據(jù)空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數(shù)；根據(jù)幾組氧氣含量不同的對照實驗可以看出，不是純凈的氧氣也能使帶火星的木條復燃．

解答 解：（1）氧氣的制法分為兩種，一種是工業(yè)制法--分離液態(tài)空氣法；另一種是實驗室制法：可以用加熱高錳酸鉀、加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物的方法制取氧氣；還可用分解過氧化氫溶液制取氧氣；
（2）當停止加熱時，隨著試管溫度的降低，試管內氣體的體積越來越小，壓強也越來越小，外部氣壓大于試管內氣壓，就會使水槽內的水倒吸到試管內，引起試管溫度驟然降低，導致試管炸裂．為防止出現(xiàn)這種情況，實驗結束時要先把導管移出水面再停止加熱；
實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管直到水槽，使水槽內的水變成紫紅色（由于高錳酸鉀溶于水顯紫紅色），為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，通常要在試管口放一棉花團．題目中指出：“水槽中的水變成了淺紫紅色”，說明水槽內進入了高錳酸鉀；
用制得的氧氣進行木炭燃燒試驗時沒有看到預期的現(xiàn)象，可能原因是收集的氧氣純度太低、或者是量太少；
（3）利用過氧化氫分解制取氧氣，由于過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下，常溫下就會放出氧氣，所以要想獲得平穩(wěn)的氧氣流，就要控制過氧化氫溶液的加入量，圖甲可以利用注射器來達到控制過氧化氫溶液的加入量，而乙圖中只有一個試管，過氧化氫溶液的加入是一次性的，因此無法控制氧氣的產(chǎn)生；
該裝置需要氧氣時逐滴滴加，當不需要氧氣時，停止滴加，從而可節(jié)約藥品；
（4）用排水法收集氧氣時，導管口剛開始冒出的是反應容器內的空氣，只有當氣泡連續(xù)并均勻冒出，才是產(chǎn)生的氧氣；
（5）高錳酸鉀在加熱時產(chǎn)生氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳產(chǎn)生，因此反應的文字表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（6）由圖中信息可知，當氧氣的體積分數(shù)達到35%時，帶火星的木條復燃，即收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為35%，此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內共有氧氣的分數(shù)為14%+35%=49%；
通過實驗可以看出，氧氣含量達到35%帶火星的木條就可以復燃，所以用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠；
故答案為：（1）加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物；
（2）防止水槽內的水倒流，引起試管炸裂；試管口沒放棉花；收集到的氧氣量太少或純度太低；
（3）甲；節(jié)約藥品；
（4）連續(xù)、均勻冒出；
（5）高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（6）49；否．

點評 本題考查了氧氣的實驗室制取及實驗探究，要求同學們熟記有關氣體制取的發(fā)生裝置和收集裝置的選擇依據(jù)，反應原理、注意事項等知識，以便靈活應用；另外，學生應注意設計實驗時，要明確實驗的目的，特別要注意控制實驗中的一些變量來分析，注重實驗數(shù)據(jù)及圖象的分析處理及應用來解答．