Question

通過(guò)半個(gè)學(xué)期的化學(xué)學(xué)習(xí)，你已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，請(qǐng)結(jié)合下列裝置圖，回答問(wèn)題：
（1）寫出用高錳酸鉀來(lái)制取氧氣的文字表式

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填字母代號(hào)）

 

．若用C裝置收集氧氣，實(shí)驗(yàn)完畢后的操作是先

 

后

 

，防止水倒流，炸裂試管．若需要回收反應(yīng)后試管中的二氧化錳（二氧化錳難溶于水，其余產(chǎn)物均可溶于水），可采取的方法是：將試管中的固體倒入燒杯、加足量的水溶解、

 

、洗滌、干燥．
（3）若用過(guò)氧化氫溶液與二氧化錳制取氧氣，發(fā)生反應(yīng)的文字表式：

 

．
某學(xué)生用試管取用少量實(shí)驗(yàn)室中存放的過(guò)氧化氫溶液并加入適量二氧化錳后，并未看到有氣泡產(chǎn)生，請(qǐng)你指出可能的原因：

 

．
檢驗(yàn)?zāi)臣瘹馄恐袣怏w是否是氧氣的方法為：

 

．
（4）如果用D裝置收集氧氣，則氧氣由

 

端通入（填“a”或“b”）．
（5）“神七”航天員在飛天過(guò)程中為了維持太空艙里氧氣的含量，可以利用鎳鐵氧體（NiFe₂O₄）將呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣．在該過(guò)程中NiFe₂O₄的作用是催化劑，作出該結(jié)論的理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）高錳酸鉀（KMnO₄）是紫黑色固體，用它制取氧氣的反應(yīng)特點(diǎn)就是需要加熱（如圖所示），產(chǎn)生錳酸鉀、二氧化錳，釋放出氧氣．
（2）氧氣可用排水法或向上排空氣法收集，因?yàn)檠鯕獠灰兹苡谒�，密度比空氣大；集氣瓶充滿水后倒放入水槽中；要等到氣泡連續(xù)、均勻地放出時(shí)，再開(kāi)始收集，否則收集到的氧氣不純，混有空氣．實(shí)驗(yàn)完畢后，要先把導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈，防止因熄滅酒精燈而引起試管內(nèi)溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然減小，水槽中的水沿導(dǎo)管進(jìn)入試管，使試管炸裂．
（3）①過(guò)氧化氫本身不燃，但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸．過(guò)氧化氫在pH值為3.5～4.5時(shí)最穩(wěn)定，在堿性溶液中極易分解，在遇強(qiáng)光，特別是短波射線照射時(shí)也能發(fā)生分解．當(dāng)加熱到 100℃以上時(shí)，開(kāi)始急劇分解．與某些化合物或雜質(zhì)接觸后會(huì)迅速分解，放出大量的熱量、氧和水蒸氣．在實(shí)驗(yàn)室條件下，常被用來(lái)分解制取氧氣，為加快過(guò)氧化氫的分解常加入二氧化錳，在反應(yīng)中二氧化錳只起催化作用．
②氧氣的驗(yàn)滿：用排水法收集時(shí)，當(dāng)集氣瓶口向外冒出大量氣泡時(shí)，證明氣體已集滿；用向上排空氣法收集時(shí)，把帶火星的木條放在集氣瓶口，帶火星的木條復(fù)燃，證明氣體已集滿．
③氧氣的檢驗(yàn)：把一根帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，若帶火星的木條復(fù)燃，則證明該氣體是氧氣
（4）由題意可知圖D，為向上排空氣法收集氧氣裝置．之所以可用此法，是因?yàn)檠鯕饷芏缺瓤諝獯螅?br />（5）由題意可知，NiFe₂O₄的作用是催化劑．凡能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)才叫催化劑．

解答：（1）解：在實(shí)驗(yàn)室中，常利用含氧元素的物質(zhì)，如高錳酸鉀、氯酸鉀來(lái)制氧氣．由于高錳酸鉀（KMnO₄）是固體，在加熱條件下才會(huì)釋放出氧氣．
故答案為：高錳酸鉀

加熱

錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．
（2）解：在利用高錳酸鉀制氧氣的過(guò)程中需要加熱，但是實(shí)驗(yàn)完畢后如果立即熄滅酒精燈會(huì)引起試管內(nèi)溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然減小，水槽中的水沿導(dǎo)管進(jìn)入試管，使試管炸裂．在反應(yīng)剩余物中，二氧化錳難溶于水，其余產(chǎn)物均可溶于水．
故選A；把導(dǎo)管從水槽中取出、熄滅酒精燈；過(guò)濾．
（3）解：過(guò)氧化氫俗稱雙氧水，在實(shí)驗(yàn)室條件下常被用來(lái)分解制取氧氣，加入二氧化錳是為了加快過(guò)氧化氫的分解，在反應(yīng)中二氧化錳只起催化作用．過(guò)氧化氫在堿性溶液中極易分解，在遇強(qiáng)光，特別是短波射線照射時(shí)也能發(fā)生分解．
故答案為：雙氧水

二氧化錳

水+氧氣；在保存過(guò)程中雙氧水已分解而失效（分解完）．
（4）解：
如圖所示，為向上排空氣法收集氧氣裝置．因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯螅�所以可以用向上排空氣法收集�?br />故選A．
（5）解：凡能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)叫催化劑．由題意可知利用鎳鐵氧體（NiFe₂O₄）將呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，該過(guò)程中NiFe₂O₄的作用是催化劑．
故答案為：在反應(yīng)前后NiFe₂O₄的質(zhì)量和性質(zhì)都沒(méi)有變化．

點(diǎn)評(píng)：（1）本題主要考查了實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理．
（2）、（4）小題主要考查了氧氣的反應(yīng)裝置和收集方法．
（3）本題主要考查的是在制取氧氣的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題和氧氣的驗(yàn)滿．
（5）本題主要考查的是催化劑的特點(diǎn)．