三、探究题
17.$B$ 实验室制取气体所需的装置如图所示。

(1)写出仪器名称:a,b。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的文字表达式为，选择的发生装置是(填序号);用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式为，若要收集到干燥的氧气,收集装置是(填序号),其验满方法为。
(3)氧气收集完成后,测得其纯度明显偏低,原因可能是(填字母)。
A. 高锰酸钾中混入了二氧化锰
B. 收集前,集气瓶中未注满水
C. 收集后,集气瓶中仍有少量水
D. 气泡刚冒出时就开始收集
(4)实验室中可以用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制得氨气。氨气极易溶于水，且密度小于空气。实验室中制取氨气的发生和收集装置应选(填序号)。
(5)若用排水法收集氧气,开始集气瓶内只装半瓶水,则最终气体收集满后,集气瓶内氧气的体积分数为。(已知空气中$O_{2}$的体积分数约为$21\%$)

17.(1)酒精灯 集气瓶
(2)高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾+二氧化锰+氧气 B 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气 D 把带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气收集满
(3)BD (4)BC
(5)60.5%
点拨:(5)若用排水法收集氧气,开始集气瓶内只装半瓶水,设集气瓶的容积为V,则收集的纯氧的体积为$\frac{V}{2}$,集气瓶内空气的体积为$\frac{V}{2}$,其中所含氧气的体积为$\frac{V}{2} × 21\%$,则最终气体收集满后,集气瓶内氧气的体积分数为$\frac{\frac{V}{2} + \frac{V}{2} × 21\%}{V} × 100\% = 60.5\%$。

【分析】
本题围绕实验室制取气体的装置展开，需结合仪器识别、气体制取的反应原理、装置选择依据、气体纯度分析及体积分数计算解题：
1. 依据实验装置图识别常见仪器a、b的名称；
2. 制取氧气时，根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体性质选收集装置，明确反应文字表达式和氧气验满方法；
3. 分析氧气纯度偏低的原因，从收集前准备和收集时机判断；
4. 制取氨气时，根据反应物状态、反应条件选发生装置，根据氨气的溶解性和密度选收集装置；
5. 计算排水法收集半瓶水时氧气的体积分数，需明确集气瓶内空气和纯氧的体积，结合空气中氧气的体积分数计算。
【解析】
(1) 由实验装置图可知，仪器a为酒精灯，仪器b为集气瓶；
(2) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应文字表达式为：$\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$；该反应为固体加热型，发生装置选B；过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，文字表达式为：$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$；收集干燥的氧气需用排空气法，氧气密度比空气大，选向上排空气法装置D；氧气验满方法为：把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满；
(3) 分析氧气纯度偏低的原因：A. 高锰酸钾中混入二氧化锰，二氧化锰是反应生成物，不影响氧气纯度；B. 收集前集气瓶未注满水，瓶内残留空气，会降低氧气纯度；C. 收集后集气瓶仍有少量水，不影响氧气纯度；D. 气泡刚冒出时就收集，初始排出的是装置内空气，会降低氧气纯度；故选BD；
(4) 制取氨气是加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物，属固体加热型，发生装置选B；氨气极易溶于水、密度小于空气，用向下排空气法装置C，故选BC；
(5) 设集气瓶容积为$V$，纯氧体积为$\frac{V}{2}$，空气体积为$\frac{V}{2}$，空气中氧气体积为$\frac{V}{2}×21\%$，则氧气的体积分数为：$\frac{\frac{V}{2} + \frac{V}{2}×21\%}{V}×100\% = 60.5\%$。
【答案】
(1) 酒精灯；集气瓶
(2) $\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$；B；$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$；D；把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满
(3) BD
(4) BC
(5) 60.5%
【知识点】
常见实验仪器；氧气的实验室制取；气体体积分数计算
【点评】
本题综合考查实验室制取气体的核心基础知识点，涵盖仪器识别、反应原理、装置选择、误差分析及计算，是化学实验典型题型，需学生熟练掌握气体制取的相关规律。
【难度系数】
0.6

18. 某同学设计了实验室测定氧气含量的改进装置，请回答下列问题：
(1)试管内白磷燃烧的主要现象是，该反应的文字表达式为。装置冷却到室温后打开弹簧夹，注射器的活塞最终停在mL刻度处。
(2)若白磷燃烧时弹簧夹没有夹住，注射器的活塞最终停在mL刻度处。
(3)该实验得出的结论是。
(4)测定的结果偏小的原因可能是(写一点即可)。

18.(1)产生大量白烟 白磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷 12
(2)8
(3)空气中氧气约占总体积的$\frac{1}{5}$
(4)装置漏气(或没有冷却到室温就打开弹簧夹或白磷量不足)

【分析】
首先结合白磷燃烧的实验现象、反应原理，以及测定空气中氧气含量的实验核心（氧气约占空气体积的1/5）分析：(1)中弹簧夹夹住时，仅消耗试管内空气中的氧气，据此计算活塞位置；(2)中弹簧夹未夹住，消耗试管和注射器内总空气中的氧气，再确定活塞位置；(3)根据实验结果推导结论；(4)从装置气密性、药品量、温度等角度分析误差原因。
【解析】
(1) 白磷燃烧的主要现象是产生大量白烟；反应的文字表达式为：白磷 + 氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；试管容积为20mL，氧气约占空气体积的1/5，故试管内氧气体积为$20\ \mathrm{mL} × \frac{1}{5}=4\ \mathrm{mL}$，弹簧夹夹住时，消耗试管内氧气，注射器活塞最终停在12mL刻度处。
(2) 若弹簧夹未夹住，白磷燃烧消耗试管和注射器内总空气中的氧气，总空气体积为40mL，氧气体积为$40\ \mathrm{mL} × \frac{1}{5}=8\ \mathrm{mL}$，故注射器活塞最终停在8mL刻度处。
(3) 实验中消耗的氧气体积约占空气总体积的1/5，因此结论为：空气中氧气约占总体积的$\frac{1}{5}$。
(4) 测定结果偏小的原因可能是装置漏气（或没有冷却到室温就打开弹簧夹、白磷量不足，任写一点即可）。
【答案】
(1) 产生大量白烟；白磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；12
(2) 8
(3) 空气中氧气约占总体积的$\frac{1}{5}$
(4) 装置漏气(或没有冷却到室温就打开弹簧夹或白磷量不足)
【知识点】
测定空气中氧气含量、文字表达式书写、空气的组成
【点评】
本题考查测定空气中氧气含量的实验，涵盖实验现象、反应表达式、结论推导及误差分析，核心是利用白磷燃烧消耗氧气导致压强变化的原理，属于基础实验题，需掌握实验关键要点。
【难度系数】
0.3