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19.(2025·乐山改编)实验室用高锰酸钾制取氧气,并完成一系列实验,根据下列实验装置回答问题。
(1)图1中仪器①的名称是。
(2)用图2所示装置收集氧气,验满时应将带火星的木条靠近(填“a”或“b”)导管口,观察木条是否复燃。
(3)图3所示实验不需要标注的实验图标是(填字母)。
A.热烫 B.用电 C.护目镜 D.洗手
(4)从制氧气后的剩余固体中分离出难溶于水的二氧化锰固体,采用图4所示的操作进行,该操作中玻璃棒的作用是,图中存在的错误是。
(1)图1中仪器①的名称是。
(2)用图2所示装置收集氧气,验满时应将带火星的木条靠近(填“a”或“b”)导管口,观察木条是否复燃。
(3)图3所示实验不需要标注的实验图标是(填字母)。
A.热烫 B.用电 C.护目镜 D.洗手
(4)从制氧气后的剩余固体中分离出难溶于水的二氧化锰固体,采用图4所示的操作进行,该操作中玻璃棒的作用是,图中存在的错误是。
答案
解：
(1) 酒精灯
(2) b
(3) B
(4) 引流；漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁
(1) 酒精灯
(2) b
(3) B
(4) 引流；漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁
解析
【分析】
本题围绕高锰酸钾制取氧气的实验展开，需逐一分析各问题：
1. 第一问考查实验仪器识别，图1中用于加热的仪器是常见的酒精灯，需准确记忆常见实验仪器名称。
2. 第二问考查氧气的排空气法收集与验满：氧气密度比空气大，用向上排空气法收集时，氧气从长导管进入集气瓶底部，空气从短导管排出，因此验满时需将带火星木条放在短导管口，据此判断导管口。
3. 第三问考查实验安全图标：图3实验涉及加热操作，需注意热烫风险、佩戴护目镜，实验后需洗手，该实验未使用电器，据此确定不需要的图标。
4. 第四问考查过滤操作：高锰酸钾制氧气后的剩余固体中，二氧化锰难溶于水，分离该固体采用过滤操作；需明确过滤中玻璃棒的作用，以及过滤操作的注意事项，判断图中的错误。
【解析】
(1) 图1中仪器①是实验室用于加热的常用仪器，名称为酒精灯。
(2) 氧气密度比空气大，用向上排空气法收集时，气体从长导管a进入集气瓶，空气从短导管b排出，验满时应将带火星的木条靠近短导管口b，若木条复燃则说明氧气已收集满。
(3) 图3实验涉及加热操作，需标注热烫、护目镜、洗手的图标，该实验未使用电器，不需要标注用电图标，故选B。
(4) 分离难溶于水的二氧化锰采用过滤操作，过滤中玻璃棒的作用是引流，防止液体洒出；过滤操作要求漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，图中错误为漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁。
【答案】
(1) 酒精灯
(2) b
(3) B
(4) 引流；漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁
【知识点】
化学实验基本操作、氧气的制取与收集、过滤操作
【点评】
本题以高锰酸钾制取氧气的实验为载体，综合考查了实验仪器识别、氧气验满、实验安全图标、过滤操作等基础知识点，注重对实验细节的考查，属于化学实验中的常规题型，难度适中，适合学生巩固实验基础。
【难度系数】
0.7
本题围绕高锰酸钾制取氧气的实验展开，需逐一分析各问题：
1. 第一问考查实验仪器识别，图1中用于加热的仪器是常见的酒精灯，需准确记忆常见实验仪器名称。
2. 第二问考查氧气的排空气法收集与验满：氧气密度比空气大，用向上排空气法收集时，氧气从长导管进入集气瓶底部，空气从短导管排出，因此验满时需将带火星木条放在短导管口，据此判断导管口。
3. 第三问考查实验安全图标：图3实验涉及加热操作，需注意热烫风险、佩戴护目镜，实验后需洗手，该实验未使用电器，据此确定不需要的图标。
4. 第四问考查过滤操作：高锰酸钾制氧气后的剩余固体中，二氧化锰难溶于水，分离该固体采用过滤操作；需明确过滤中玻璃棒的作用，以及过滤操作的注意事项，判断图中的错误。
【解析】
(1) 图1中仪器①是实验室用于加热的常用仪器，名称为酒精灯。
(2) 氧气密度比空气大，用向上排空气法收集时，气体从长导管a进入集气瓶，空气从短导管b排出，验满时应将带火星的木条靠近短导管口b，若木条复燃则说明氧气已收集满。
(3) 图3实验涉及加热操作，需标注热烫、护目镜、洗手的图标，该实验未使用电器，不需要标注用电图标，故选B。
(4) 分离难溶于水的二氧化锰采用过滤操作，过滤中玻璃棒的作用是引流，防止液体洒出；过滤操作要求漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，图中错误为漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁。
【答案】
(1) 酒精灯
(2) b
(3) B
(4) 引流；漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁
【知识点】
化学实验基本操作、氧气的制取与收集、过滤操作
【点评】
本题以高锰酸钾制取氧气的实验为载体，综合考查了实验仪器识别、氧气验满、实验安全图标、过滤操作等基础知识点，注重对实验细节的考查，属于化学实验中的常规题型，难度适中，适合学生巩固实验基础。
【难度系数】
0.7
20.化学是以实验为基础的科学,下列是关于氧气制取、含量测定的相关实验。
(1)实验室制取氧气和检验氧气性质的部分装置如下图所示。
①仪器a的名称是。
②实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集一瓶氧气,选择的发生装置和收集装置组合是(填字母),其反应的符号表达式为。
(2)航天工业以空气为原料制氧,工业上选择空气制氧气的主要原因是。
(3)柯柯利用过氧化氢分解产生氧气的原理,自制了一个家庭简易制氧机。
【装置说明】利用可以抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是(答一点即可)。
【交流讨论】若想利用B装置监测产生氧气的气流速度,B装置中有一处不足之处,你的改进措施是。
(4)某小组同学利用如图甲所示装置测定空气中氧气的含量:利用数字化手段测定空气中氧气含量,运用压强传感器与数据采集器和数据处理软件相结合,可用于检测密闭体系内气压变化,并将气压变化以数字、曲线等多种形式通过计算机实时显示出来,实验结果如图乙所示。
①实验中红磷要足量的原因是什么?
②不能选用木炭代替红磷进行实验的原因是什么?
③图乙中BC段压强变化的原因是;
CD段压强变化的原因是;
导致DE段压强变化的实验操作是。
(1)实验室制取氧气和检验氧气性质的部分装置如下图所示。
①仪器a的名称是。
②实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集一瓶氧气,选择的发生装置和收集装置组合是(填字母),其反应的符号表达式为。
(2)航天工业以空气为原料制氧,工业上选择空气制氧气的主要原因是。
(3)柯柯利用过氧化氢分解产生氧气的原理,自制了一个家庭简易制氧机。
【装置说明】利用可以抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是(答一点即可)。
【交流讨论】若想利用B装置监测产生氧气的气流速度,B装置中有一处不足之处,你的改进措施是。
(4)某小组同学利用如图甲所示装置测定空气中氧气的含量:利用数字化手段测定空气中氧气含量,运用压强传感器与数据采集器和数据处理软件相结合,可用于检测密闭体系内气压变化,并将气压变化以数字、曲线等多种形式通过计算机实时显示出来,实验结果如图乙所示。
①实验中红磷要足量的原因是什么?
②不能选用木炭代替红磷进行实验的原因是什么?
③图乙中BC段压强变化的原因是;
CD段压强变化的原因是;
导致DE段压强变化的实验操作是。
答案
解：
(1) ① 锥形瓶
② AC(或AE)；$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$
(2) 空气来源广泛，制取成本低
(3) 【装置说明】可随时控制反应的发生与停止(合理即可)
【交流讨论】将A装置连接B装置的导管a加长，伸入B瓶的水面以下，通过观察水中气泡冒出的速率监测气流速度
(4) ① 确保将集气瓶内的氧气完全消耗尽，使实验结果更准确。
② 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不发生变化，无法测定空气中氧气的含量。
③ 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大；
红磷燃烧消耗瓶内氧气，温度逐渐冷却至室温，装置内气体减少，压强减小；
打开止水夹，烧杯中的水倒流入集气瓶中，瓶内压强恢复至接近外界大气压
(1) ① 锥形瓶
② AC(或AE)；$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$
(2) 空气来源广泛，制取成本低
(3) 【装置说明】可随时控制反应的发生与停止(合理即可)
【交流讨论】将A装置连接B装置的导管a加长，伸入B瓶的水面以下，通过观察水中气泡冒出的速率监测气流速度
(4) ① 确保将集气瓶内的氧气完全消耗尽，使实验结果更准确。
② 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不发生变化，无法测定空气中氧气的含量。
③ 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大；
红磷燃烧消耗瓶内氧气，温度逐渐冷却至室温，装置内气体减少，压强减小；
打开止水夹，烧杯中的水倒流入集气瓶中，瓶内压强恢复至接近外界大气压
解析
【分析】本题围绕氧气的制取、含量测定展开，需逐一分析各小问：1. 仪器名称结合常见实验仪器识别；高锰酸钾制氧为固体加热型反应，收集装置根据氧气的密度和溶解性选择，反应符号表达式需正确书写。2. 工业制氧选空气的原因从原料获取便利性和成本分析。3. 简易制氧机通过分离反应物控制反应，监测气流需让气体通过液体观察气泡。4. 红磷测氧实验中，足量红磷用于完全耗氧；木炭燃烧生成气体无法改变压强；压强变化结合反应放热、气体冷却、水倒吸等过程分析。
【解析】(1) ①仪器a是常见反应容器锥形瓶；②加热高锰酸钾制氧气，发生装置选固体加热型A，氧气不易溶于水可选排水法C、密度比空气大可选向上排空气法E，故组合为AC或AE，反应符号表达式为$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$。(2) 工业以空气为原料制氧，因空气来源广泛、制取成本低，原料易得。(3) 【装置说明】抽拉线绳可分离二氧化锰与过氧化氢，能随时控制反应的发生与停止；【交流讨论】要监测气流速度，需让气体通过液体，改进措施为将连接A的导管a加长，伸入B瓶水面以下，通过观察水中气泡冒出速率判断气流速度。(4) ①红磷足量是为确保完全消耗集气瓶内氧气，使实验结果准确；②木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，无法形成压强差，不能测定氧含量；③BC段压强增大是红磷燃烧放热，气体受热膨胀；CD段压强减小是红磷耗氧且温度冷却，气体减少；DE段是打开止水夹，水倒流入集气瓶，压强恢复至接近外界大气压。
【答案】(1) ① 锥形瓶；② AC(或AE)；$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$；(2) 空气来源广泛，制取成本低；(3) 【装置说明】可随时控制反应的发生与停止(合理即可)；【交流讨论】将A装置连接B装置的导管a加长，伸入B瓶的水面以下，通过观察水中气泡冒出的速率监测气流速度；(4) ① 确保将集气瓶内的氧气完全消耗尽，使实验结果更准确；② 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不发生变化，无法测定空气中氧气的含量；③ 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大；红磷燃烧消耗瓶内氧气，温度逐渐冷却至室温，装置内气体减少，压强减小；打开止水夹，烧杯中的水倒流入集气瓶中，瓶内压强恢复至接近外界大气压
【知识点】氧气的实验室制取、空气中氧气含量的测定、工业制氧
【点评】本题为化学实验基础综合题，涵盖氧气制取的装置选择、反应原理，以及空气中氧气含量测定的实验细节，考查学生对基础实验操作和原理的掌握，属于巩固实验知识的典型题目。
【难度系数】0.6
【解析】(1) ①仪器a是常见反应容器锥形瓶；②加热高锰酸钾制氧气，发生装置选固体加热型A，氧气不易溶于水可选排水法C、密度比空气大可选向上排空气法E，故组合为AC或AE，反应符号表达式为$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$。(2) 工业以空气为原料制氧，因空气来源广泛、制取成本低，原料易得。(3) 【装置说明】抽拉线绳可分离二氧化锰与过氧化氢，能随时控制反应的发生与停止；【交流讨论】要监测气流速度，需让气体通过液体，改进措施为将连接A的导管a加长，伸入B瓶水面以下，通过观察水中气泡冒出速率判断气流速度。(4) ①红磷足量是为确保完全消耗集气瓶内氧气，使实验结果准确；②木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，无法形成压强差，不能测定氧含量；③BC段压强增大是红磷燃烧放热，气体受热膨胀；CD段压强减小是红磷耗氧且温度冷却，气体减少；DE段是打开止水夹，水倒流入集气瓶，压强恢复至接近外界大气压。
【答案】(1) ① 锥形瓶；② AC(或AE)；$\ce{KMnO_{4}\xrightarrow{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}}$；(2) 空气来源广泛，制取成本低；(3) 【装置说明】可随时控制反应的发生与停止(合理即可)；【交流讨论】将A装置连接B装置的导管a加长，伸入B瓶的水面以下，通过观察水中气泡冒出的速率监测气流速度；(4) ① 确保将集气瓶内的氧气完全消耗尽，使实验结果更准确；② 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不发生变化，无法测定空气中氧气的含量；③ 红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大；红磷燃烧消耗瓶内氧气，温度逐渐冷却至室温，装置内气体减少，压强减小；打开止水夹，烧杯中的水倒流入集气瓶中，瓶内压强恢复至接近外界大气压
【知识点】氧气的实验室制取、空气中氧气含量的测定、工业制氧
【点评】本题为化学实验基础综合题，涵盖氧气制取的装置选择、反应原理，以及空气中氧气含量测定的实验细节，考查学生对基础实验操作和原理的掌握，属于巩固实验知识的典型题目。
【难度系数】0.6
