Question

在“氧氣的制取和性質”實驗課中，某同學取一段紗窗網上的細鐵絲，在自己收集到的氧氣中做“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗．結果沒有觀察到“火星四射”的現象，請分析此實驗失敗的一種可能原因：

鐵絲已經生銹（或收集的氧氣不純；溫度沒有達到鐵的著火點等

．若經改進實驗成功了，其反應的化學方程式為

3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄

．用來測定空氣成分的方法很多，如圖1所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實驗過程是：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的

1

5

．
請回答下列問題：
（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是

氮氣

．
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的

1

5

，你認為導致這一結果的原因可能是

紅磷的量不足

、

裝置漏氣

．
（3）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示 ），你認為改進后的優點是：

用凹透鏡將太陽光聚焦引燃紅磷，避免因撥出橡皮塞引燃紅磷造成氣體逸出，造成實驗誤差，同時還可避免五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣．

；太陽光

節省能源，無污染

．
結合下列圖示裝置，回答有關問題．

（1）寫出編號所指儀器的名稱：a

試管

；b

酒精燈

．用A裝置制取某種氣體的一個化學方程式為

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑

．
（2）實驗室中，用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，發生裝置可選用

A

（填標號）；用向上排空氣法收集氧氣，應如何驗滿？

將帶火星的木條放在集氣瓶口，若帶火星的木條復燃，說明收集已滿

．
（3）氫氣是最清潔的燃料，它的密度比空氣小，難溶于水，實驗室常用鋅粒與稀硫酸反應來制得．其化學方程式為

Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，

．收集氫氣的裝置可選用

C

或

E

．（填標號）

Answer 1

分析：氧氣的制取和性質：根據鐵絲在氧氣中燃燒的實驗方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論；
測定空氣成分：根據空氣的成分、測定空氣中氧氣實驗的注意事項進行分析．對比圖1、圖2裝置，從裝置的特點及節能、環保等方面進行分析；
結合下列圖示裝置，回答有關問題．熟悉常見儀器的名稱、用途，根據反應物的狀態、反應條件確定發生裝置，根據氣體的收集方法確定收集裝置，根據制取氣體的反應原理寫出反應的方程式．

解答：解：氧氣的制取和性質：
由鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，沒有觀察到“劇烈燃燒，火星四射”的現象的原因較多，可能是：鐵絲已經生銹或收集的氧氣不純；溫度沒有達到鐵的著火點等；鐵在氧氣中燃燒生成了四氧化三鐵，反應的方程式是：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
測定空氣成分：
（1）由空氣的成分可知，氧氣與紅磷反應生成了五氧化二磷，剩余的氣體主要是氮氣；
（2）在該實驗中，如果紅磷的量不足不能完全消耗氧氣或裝置漏氣，就會使進入集氣瓶中水的體積不到總容積的

1

5

；
（3）對比圖1、圖2裝置可知，圖2利用凹透鏡將太陽光聚焦引燃紅磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進不去，測量比較準確；如用酒精燈引燃紅磷由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出，可以誤差少或無污染；
結合下列圖示裝置，回答有關問題：
（1）圖中標號儀器的名稱是：a試管，b酒精燈，由A裝置的特點可知，屬于加熱固體制取氣體，可用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣，反應的方程式是：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（2）實驗室中用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，屬于加熱固體制取氣體，發生裝置可選用A；由于氧氣能支持燃燒，所以，用向上排空氣法收集氧氣，驗滿的方法是：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若帶火星的木條復燃，說明收集已滿；
（3）實驗室常用鋅粒與稀硫酸反應來制取氫氣，反應的化學方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，由于氫氣密度比空氣小，難溶于水，所以收集氫氣的裝置可選用C或E．
故答為：鐵絲已經生銹（或收集的氧氣不純；溫度沒有達到鐵的著火點等）；3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；（1）氮氣；紅磷的量不足，裝置漏氣；（3）用凹透鏡將太陽光聚焦引燃紅磷，避免因撥出橡皮塞引燃紅磷造成氣體逸出，造成實驗誤差，同時還可避免五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣，節省能源，無污染；（1）試管，酒精燈，2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；（2）A，將帶火星的木條放在集氣瓶口，若帶火星的木條復燃，說明收集已滿；（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，C，E．

點評：根據實驗操作圖，回憶實驗中注意事項，從而回答該實驗的有關問題．對于實驗的改進，要從原理上來考慮．