1. 实验室里制取氧气可采用教科书中图2-14所示的装置。仔细观察该装置，哪部分是气体发生装置？哪部分是气体收集装置？

解：
由铁架台、酒精灯、盛装固体药品的试管、带导管的单孔橡胶塞组成的左侧部分是气体发生装置，用于通过加热反应生成氧气。
由导管、水槽、集气瓶组成的右侧排水集气部分是气体收集装置，用于收集反应生成的氧气。

2. 怎样用手紧握的方法检查装置的气密性？使用这种方法的依据是什么？

解：
检查装置气密性的操作：将导管的一端浸入水中，用双手紧握容器外壁，若观察到导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段稳定的水柱，说明装置的气密性良好。
该方法的依据：利用了气体热胀冷缩的性质，手的温度使装置内的空气受热膨胀，装置内压强大于外界大气压，气体从导管口逸出产生气泡；松开手后装置内温度降低，内部压强减小，小于外界大气压，水在大气压的作用下进入导管形成稳定水柱，通过装置内外的压强差可验证装置气密性良好。

3. 为什么可以用排水法收集氧气？

解：氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，因此可以用排水法收集氧气。

4. 活动用品：

解：
仪器：试管、铁架台（带铁夹）、带导管的单孔橡胶塞、酒精灯、集气瓶、水槽、毛玻璃片、药匙、火柴、棉花
药品：高锰酸钾

过程和方法
【实验2-5】
| 步骤和方法 | 现象 | 结论或解释 |
| --- | --- | --- |
| （1）如教科书中图2-14所示连接好装置。检查装置的气密性后，把少量高锰酸钾装入试管中，在试管口放一团棉花，用带有导管的橡胶塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上。将一个集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。 | | |
| （2）加热试管，当导管口连续并比较均匀地放出气泡时，把导管口伸入盛满水的集气瓶，用排水法收集一瓶氧气。 | | |
| （3）把带有火星的木条插入集气瓶中，观察现象。 | | |
问题与交流
1. 用文字表示高锰酸钾分解制取氧气的反应。

2. 把少量高锰酸钾装入试管后，为什么在试管口放一团棉花？

3. 将试管固定在铁架台上时，为什么试管口要略向下倾斜？

评价与反思

解：
实验2-5 实验记录
| 步骤和方法 | 现象 | 结论或解释 |
| --- | --- | --- |
| （1） | 检查装置气密性时导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段稳定水柱；试管内的高锰酸钾为暗紫色粉末，倒立在水槽中的集气瓶内充满水，无残留气泡 | 装置气密性良好，集气瓶内无空气，可保证后续收集的氧气纯度较高 |
| （2） | 加热后导管口先冒出少量气泡，之后导管口连续均匀放出气泡，将导管伸入集气瓶后，瓶内的水被逐渐排出，最终集气瓶内充满无色气体，水完全排出 | 初始冒出的气泡是装置内的空气，气泡连续均匀冒出时装置内空气已排尽；氧气不易溶于水，可用排水法收集 |
| （3） | 伸入集气瓶的带火星木条复燃 | 氧气具有助燃性，证明收集到的气体为氧气 |
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问题与交流
1. $\ce{高锰酸钾\xrightarrow{加热}锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气}$
2. 防止加热时高锰酸钾粉末随氧气流进入导管，堵塞导管。
3. 防止药品中混有的少量湿存水受热变为水蒸气，在试管口冷凝成液态水后倒流回热的试管底部，使试管骤然冷却发生炸裂。
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评价与反思
本次实验我掌握了固体加热型气体发生装置的组装要点和排水法收集氧气的操作规范，理解了实验操作细节对应的安全和误差控制原理；实验结束后要先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽内的水倒吸进入热试管，造成试管炸裂。