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5. 据图回答问题。
（1）小科欲用高锰酸钾制备并收集较纯净的氧气，需在图甲中选用的装置组合为
（2）如图乙，小科点燃系在螺旋状铁丝底端的火柴后，立即将铁丝伸入刚收集满纯氧的集气瓶中，但未观察到“铁丝剧烈燃烧、火星四射”等现象，请分析原因：
（1）小科欲用高锰酸钾制备并收集较纯净的氧气，需在图甲中选用的装置组合为
AD
（填序号），写出反应的化学方程式：$\underline{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$。（2）如图乙，小科点燃系在螺旋状铁丝底端的火柴后，立即将铁丝伸入刚收集满纯氧的集气瓶中，但未观察到“铁丝剧烈燃烧、火星四射”等现象，请分析原因：
火柴燃烧消耗了大量氧气，导致氧气浓度过低
。答案
5.(1)AD
$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$
(2)火柴燃烧消耗了大量氧气，导致氧气浓度过低
$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$
(2)火柴燃烧消耗了大量氧气，导致氧气浓度过低
解析
【分析】
（1）用高锰酸钾制取氧气时，反应物为固体，反应条件是加热，发生装置需选固体加热型装置，且试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流炸裂试管，对应装置A；要收集较纯净的氧气，排水法收集的气体纯度高于排空气法，对应装置D，因此装置组合为AD。
（2）铁丝在氧气中燃烧需要较高浓度的氧气，若点燃火柴后立即伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗瓶内大量氧气，使瓶内氧气浓度降低，达不到铁丝燃烧所需的氧气浓度，因此无法观察到铁丝燃烧的现象。
【解析】
（1）高锰酸钾制取氧气的发生装置：高锰酸钾是固体，反应需要加热，装置A的试管口略向下倾斜，符合固体加热型装置的要求，故选择A；收集装置：要收集较纯净的氧气，排水法收集的气体更纯净，故选择排水装置D，装置组合为AD。反应的化学方程式为$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$。
（2）铁丝燃烧需要满足：可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，且氧气浓度足够高。点燃火柴后立即伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗集气瓶内大量氧气，导致瓶内氧气浓度过低，无法满足铁丝燃烧的氧气浓度要求，因此不会出现铁丝剧烈燃烧、火星四射的现象。
【答案】
（1）AD；$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$
（2）火柴燃烧消耗了大量氧气，导致氧气浓度过低
【知识点】
氧气的制取；氧气的性质
【点评】
本题考查氧气制取装置的选择和铁丝燃烧实验的分析，属于基础实验题，需掌握气体制取装置选择依据、收集方法特点及铁丝燃烧实验的操作要点，难度适中。
【难度系数】
0.5
（1）用高锰酸钾制取氧气时，反应物为固体，反应条件是加热，发生装置需选固体加热型装置，且试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流炸裂试管，对应装置A；要收集较纯净的氧气，排水法收集的气体纯度高于排空气法，对应装置D，因此装置组合为AD。
（2）铁丝在氧气中燃烧需要较高浓度的氧气，若点燃火柴后立即伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗瓶内大量氧气，使瓶内氧气浓度降低，达不到铁丝燃烧所需的氧气浓度，因此无法观察到铁丝燃烧的现象。
【解析】
（1）高锰酸钾制取氧气的发生装置：高锰酸钾是固体，反应需要加热，装置A的试管口略向下倾斜，符合固体加热型装置的要求，故选择A；收集装置：要收集较纯净的氧气，排水法收集的气体更纯净，故选择排水装置D，装置组合为AD。反应的化学方程式为$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$。
（2）铁丝燃烧需要满足：可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，且氧气浓度足够高。点燃火柴后立即伸入集气瓶，火柴燃烧会消耗集气瓶内大量氧气，导致瓶内氧气浓度过低，无法满足铁丝燃烧的氧气浓度要求，因此不会出现铁丝剧烈燃烧、火星四射的现象。
【答案】
（1）AD；$2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$
（2）火柴燃烧消耗了大量氧气，导致氧气浓度过低
【知识点】
氧气的制取；氧气的性质
【点评】
本题考查氧气制取装置的选择和铁丝燃烧实验的分析，属于基础实验题，需掌握气体制取装置选择依据、收集方法特点及铁丝燃烧实验的操作要点，难度适中。
【难度系数】
0.5
6. 火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程:划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小科设计的三种引燃火柴的方式，若$F_1=F_2＞F_3$，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请你动手试一试。
答案
B方式
解析
【分析】
要判断哪种方式更容易引燃火柴，需明确火柴引燃的核心是划动时产生足够热量，热量来源于摩擦力做功；而摩擦力大小与接触面正压力有关，正压力越大，摩擦力越大，相同划动距离下做功越多、温度越高，越易引燃。结合三种方式的力的大小、力的方向对正压力的影响分析：已知$F_1=F_2＞F_3$，B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，需对比各方式中火柴棒与擦火皮间的正压力大小，正压力越大越易引燃。
【解析】
火柴引燃需要划动时产生足够热量，热量由摩擦力做功产生，根据摩擦力公式$f=μ N$（$μ$为接触面粗糙程度，$N$为正压力），接触面粗糙程度相同时，正压力$N$越大，摩擦力$f$越大，划动时单位距离做功越多，温度越高，越易引燃。
1. A方式：$F_1$竖直向下，火柴棒与擦火皮接触面接近平行，正压力几乎为0，摩擦力极小，无法产生足够热量引燃火柴；
2. B方式：$F_2$斜向作用于火柴棒，因火柴棒与擦火皮夹角固定，$F_2$分解后垂直于擦火皮的正压力较大，且$F_2＞F_3$，故B的正压力大于C；
3. C方式：$F_3＜F_2$，分解后垂直于擦火皮的正压力小于B，摩擦力更小，产生热量更少。
综上，B方式的正压力最大，摩擦力最大，划动时产生的热量最多，最易引燃火柴。
【答案】
B方式
【知识点】
摩擦力、力的分解
【点评】
本题结合火柴引燃的实际场景，考查摩擦力的影响因素，需理解力的分解对正压力的作用，联系实际分析物理原理的应用，难度适中。
【难度系数】
0.3
要判断哪种方式更容易引燃火柴，需明确火柴引燃的核心是划动时产生足够热量，热量来源于摩擦力做功；而摩擦力大小与接触面正压力有关，正压力越大，摩擦力越大，相同划动距离下做功越多、温度越高，越易引燃。结合三种方式的力的大小、力的方向对正压力的影响分析：已知$F_1=F_2＞F_3$，B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，需对比各方式中火柴棒与擦火皮间的正压力大小，正压力越大越易引燃。
【解析】
火柴引燃需要划动时产生足够热量，热量由摩擦力做功产生，根据摩擦力公式$f=μ N$（$μ$为接触面粗糙程度，$N$为正压力），接触面粗糙程度相同时，正压力$N$越大，摩擦力$f$越大，划动时单位距离做功越多，温度越高，越易引燃。
1. A方式：$F_1$竖直向下，火柴棒与擦火皮接触面接近平行，正压力几乎为0，摩擦力极小，无法产生足够热量引燃火柴；
2. B方式：$F_2$斜向作用于火柴棒，因火柴棒与擦火皮夹角固定，$F_2$分解后垂直于擦火皮的正压力较大，且$F_2＞F_3$，故B的正压力大于C；
3. C方式：$F_3＜F_2$，分解后垂直于擦火皮的正压力小于B，摩擦力更小，产生热量更少。
综上，B方式的正压力最大，摩擦力最大，划动时产生的热量最多，最易引燃火柴。
【答案】
B方式
【知识点】
摩擦力、力的分解
【点评】
本题结合火柴引燃的实际场景，考查摩擦力的影响因素，需理解力的分解对正压力的作用，联系实际分析物理原理的应用，难度适中。
【难度系数】
0.3
