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，此時發現水槽中的水變成了淺紫紅色，你認為產生該現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：
要得到平穩的氧氣流，應選用的發生裝置是甲（選填“甲”或“乙”）．
該裝置比另一裝置還具有的優點是（寫出一種）節約藥品
（4）用排水法收集氧氣，當導管口的氣泡連續、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生了興趣．他發現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	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	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：
根據小亮的實驗現象可以看出，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）分析表格可發現收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時木條也可復燃，根據空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數；根據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，一種是工業制法--分離液態空氣法；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），為防止這種現象的發生，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，只有當氣泡連續并均勻冒出，才是產生的氧氣；
（5）高錳酸鉀在加熱時產生氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳產生，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；節約藥品；
（4）連續、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生裝置和收集裝置的選擇依據，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，注重實驗數據及圖象的分析處理及應用來解答．