Question

某化學興趣小組通過課內和課外學習了有關氧氣的知識：
（1）工業上主要用分離液態空氣的方法制氧氣，所利用的原理是______．
也可對水進行通電得到氧氣，該反應用化學式可以表示為______．
這兩種方法相比較而言______者（填”前”或”后”）耗能較多，前者的變化是______變化（填”物理”或”化學”）．
（2）實驗室中可以用氯酸鉀或雙氧水制取氧氣．用化學式表示這兩個反應
①______②______
（3）興趣小組的同學為了研究氧氣的化學性質，現在準備用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，并完成鐵絲燃燒的實驗，

a．他們所選的制取氧氣的發生裝置為（填序號，下同）______；
b．若要使收集到的氧氣比較純凈（不含氮氣），最好選用______；
c．正確的實驗步驟為（填序號）______
①熄滅酒精燈 ②從水槽中取出導管 ③用排水法收集氣體 ④點燃酒精燈
⑤從下至上，從左至右連接儀器　⑥裝藥品　⑦檢查裝置的氣密性
d．通過實驗他們發現鐵絲在純氧中能夠燃燒，用化學方程式表示該反應：______現象是：______．
實驗結束后，他們發現集氣瓶底部被炸裂而出現了一道裂痕，請你幫助他們分析原因：______．

Answer 1

解：（1）工業上使用分離液態空氣的方法制取氧氣，是利用了氮氣的沸點比氧氣的沸點低，從而將氧氣分離出來；水在通電的情況下生成氫氣和氧氣，相比較而言電解水要消耗電能，耗能較多；分離液態空氣過程中無新物質生成，故屬于物理變化；
故答案為：氮氣和氧氣的沸點不同； 2H₂O2H₂↑+O₂↑； 后； 物理．
（2）氯酸鉀在加熱、二氧化錳作催化劑的條件下生成氯化鉀和氧氣，雙氧水在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣；
故答案為：2KClO₃2KCl+3O₂ ↑；2H₂O₂2H₂O+O₂ ↑（方程式不分先后）；
（3）a、用高錳酸鉀制取氧氣的裝置為“固體加熱型”，所以選擇發生裝置A；
b、若要使收集到的氧氣比較純凈，應用排水法收集；
c、根據加熱分解高錳酸鉀制氧氣的實驗步驟：連→查→裝→定→點→收→移→熄，可知正確的實驗步驟為：⑤⑦⑥④③②①；
d、鐵絲在純氧中燃燒生成四氧化三鐵；反應時放出熱量，劇烈燃燒、火星四射，生成黑色固體；在實驗時要在集氣瓶底預先鋪上一層細沙或少量的水，防止生成的高溫熔融物落下來炸裂集氣瓶；
故答案為：
a．A；
b．C；
c．⑦⑥⑤④③②①；
d．3Fe+2O₂Fe₃O₄；劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體； 集氣瓶的底部沒有放少量水或細沙．
分析：（1）工業上主要用分離液態空氣的方法制取氧氣，是利用了氮氣和氧氣的沸點不同；水通電生成氫氣和氧氣，據此書寫方程式；然后依據兩種制取氧氣的方法進行分析解答；
（2）根據氯酸鉀和雙氧水制取氧氣的反應原理書寫方程式；
（3）a、用高錳酸鉀制取氧氣的裝置為“固體加熱型”，據此進行選擇；
b、若要使收集到的氧氣比較純凈，應用排水法收集；
c、根據加熱分解高錳酸鉀制氧氣的實驗步驟：連→查→裝→定→點→收→移→熄，進行解答；
d、根據鐵絲在純氧中燃燒的反應原理書寫化學方程式；并根據鐵絲在氧氣中燃燒的現象和注意事項分析解題．
點評：本題較綜合的考查了氧氣的工業和實驗室制法的相關知識，及鐵絲燃燒實驗的相關內容，能很好的考查出學生對知識的掌握和應用．