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专题06 氧气的实验室制取
1.(2018·安徽)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是( )
A. 组装好装置后,检查装置的气密性 B. 加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热
C. 水槽中有气泡冒出时,立即收集气体 D. 实验结束时,先移走酒精灯再从水槽中移出导管
【答案】A
【解析】A、用高锰酸钾制取氧气时,组装好装置后,检查装置的气密性,故正确;B、加入药品后,要先预热,后对准药品加热,故错误;C、收集气体时,待气泡连续均匀冒出时,开始收集,故错误;D、实验结束时,要先将导管从水中移出,后停止加热,故错误。故选A。
2.(2025 安徽)小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。
回答下列问题:
Ⅰ.小明同学使用H2O2溶液进行实验。
(1)仪器①的名称是 。
(2)反应的化学方程式为 。
Ⅱ.小安同学使用KMnO4固体进行实验。
(3)在实验方案中,下列图标需要标注的是 (填字母序号,下同)。
(4)向试管中加入KMnO4正确的操作是 。
(5)氧气收集完毕,将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯的原因是 。
【答案】(1)长颈漏斗 (2) (3)b (4)b、c (5)防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂
【解析】本题结合氧气的制取与收集考查制取原理、与实验有关的图表、取用粉末状试剂的正确操作、实验操作的先后顺序、(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为。(3)用高锰酸钾制取氧气需要加热,涉及的实验图表有(护目镜)、(明火)、(热烫)、(洗手),b项符合题意。(4)高锰酸钾是固体粉末,可以用药匙或纸槽取用,操作要点是一横、二送、三慢竖,b、c项正确。
3.(2024 安徽)甲烷是一种较清洁的能源。小彦同学在实验室制取甲烷并验证其组成。
(1)装置甲可用于制取甲烷,还可以制取氧气,用该装置制取氧气的化学方程式为 。
(2)实验前,用图乙所示方法检查装置气密性时,如果气密性良好,很快会出现的现象是 (填字母序号)。
(3)甲烷难溶于水,密度比空气的小,实验室收集甲烷的方法是 (写1种即可)。
(4)用装置丙验证甲烷的组成时,为保证安全,点燃前应先 。下列能证明甲烷中含有碳、氢元素的现象有 (填字母序号)。
A.火焰呈淡蓝色
B.干燥的烧杯壁出现水雾
C.倒转烧杯,加入少量澄清石灰水,振荡后溶液变浑浊
【答案】(1) (2)AB
(3)排水法或向下排空气法 (4)BC
【解析】(1)甲是固体加热型装置,且试管口没有棉花,可用于氯酸钾制取氧气,氯酸钾在二氧化锰催化及加热条件下,反应生成氯化钾和氧气,化学方程式为。
(2)检查装置气密性,先将导管放入水中,然后用手捂住试管,手使试管内气体温度升高,气压变大,如装置气密性良好,则气体从短管口逸出,会很快看到导管口有气泡冒出。随后松开手后,导管内会出现水柱且无明显变化,故选AB。
(3)甲烷难溶于水,则实验室可以使用排水法收集甲烷。密度比空气的小,则可以使用向下排空气法收集甲烷。
(4)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,化学反应前后元素的种类不变,二氧化碳中含有碳元素,水中含有氢元素,所以验证生成二氧化碳和水则可说明甲烷中含有碳、氢元素。水蒸气遇冷凝结为水滴,所以干燥的烧杯壁出现水雾可说明生成水,证明甲烷中有氢元素。倒转烧杯,加入少量澄清石灰水,振荡后溶液变浑浊,说明生成二氧化碳,可证明甲烷中有碳元素。
故选BC。
4.(2022·安徽)某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器,回答下列问题。
(1)仪器①的名称是______。
(2)高锰酸钾制氧气的化学方程式为______。组装氧气的收集装置,可选用______(填序号)。
(3)某同学用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红了,可能是未使用______(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯,原因可能是______(写出1点即可)。
【答案】(1)烧杯
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ②④⑤(或③⑤)
(3)棉花 收集气体前集气瓶中未装满水(或未等气泡连续均匀冒出就开始收集,合理即可)
【解析】(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4
+MnO2+O2↑。氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,则收集装置可选用③⑤;氧气不易溶于水,可用排水法收集,则收集装置可选用②④⑤。(3)用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红了,说明高锰酸钾通过导管进入水槽,可能的原因是试管口未放置一团棉花,导致固体粉末随气流通过导管进入水槽。
5.(2020·安徽)如图是实验室中常见装置。回答下列问题。
(1)装置A中仪器m的名称是 。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 ,发生装置是 (填字母序号)。
(3)用装置C收集CO2气体时,气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)下列气体中,只能用装置D而不能用装置C收集的是 (填数字序号)。
①H2 ②N2 ③O2
【答案】(1)酒精灯
(2)2H2O22H2O+O2↑ B
(3)a
(4)②
【解析】(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;该反应属于“固液常温型”,发生装置应选B。(3)二氧化碳的密度比空气大,用装置C收集CO2气体时,气体应“长进短出”。(4)①H2难溶于水,可以用排水法收集,且氢气的密度比空气小,可以用装置C采取向下排空气法收集,气体应从b端通入;②N2的密度与空气相差不大,不能用排空气法收集,氮气不易溶于水,可以用排水法收集;③O2的密度比空气大,用装置C收集时,气体应从a端通入,氧气不易溶于水,可用排水法收集。
6.(2016·安徽)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,回答下列问题:
(1)二氧化锰在反应中的作用是 。
(2)下列仪器中:①的名称是 ;组装氧气发生装置时,应选择 (填序号)。
(3)研究显示:氧气的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃。因此,氧气验满时采用使带火星的木条复燃的方法 (填“可靠”或“不可靠”)。为了收集一瓶较纯净的氧气,最好采用 集气法。
【答案】(1)催化作用
(2)漏斗 ②③⑤
(3)不可靠 排水
【解析】(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,二氧化锰起催化作用。(2)①是漏斗,用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置属于固液常温型,故选②③⑤(3)因为氧气的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃,因此,氧气验满时采用使带火星的木条复燃的方法不可靠,用排水法收集的氧气比较纯净。
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