氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下:

37.(2018江苏扬州中考)氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下:
 
I.氧气的制备:
(1)写出上图中有标号仪器的名称:①___________,②__________。
(2)写出用KMnO4制取O2的化学反应方程式__________________。该装置中棉花团的作用是_________________,图中装置一处明显的错误是______________。
II.氧气的收集:
[实验1]用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
[实验2]用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃后,继续收集40秒,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
[实验3]用排水法收集氧气,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。
实验数据:

 

 

实验1

实验2

实验3

氧气的体积分数(%)

79.7

79.6

79.9

88.4

89.0

87.9

90.0

89.8

89.3

氧气的平均体积分数(%)

79.7

88.4

89.7

数据分析:
(3)由实验1、2可知,用向上排空气法收集氧气时,为提高获得的氧气体积分数,可采取的措施是_______________。
(4)不考虑操作因素,实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是_______。
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
(5)铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为________________________。
(6)铁丝燃烧时火星四射,经研究表明产生火星四射现象的原因,可能是同时生成了某种气体,推测该气体是_____________(填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后,滴加稀盐酸,若产生气泡,则原因是________________(用化学反应方程式表示)。
答案】酒精灯    铁架台    2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑    防止高锰酸钾粉末进入导管    试管口向上倾斜    延长收集时间    反应物不纯(合理即可)    3Fe+2O2 Fe3O4    CO2    Fe+2HCl═FeCl2+H2↑    
解析】本题主要考查了仪器的名称、实验室用高锰酸钾制取氧气,铁丝在氧气中燃烧的实验,同时也考查了化学方程式的书写、注意事项等,综合性比较强。
(1)上图中有标号仪器的名称分别是①酒精灯,②铁架台;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气,反应的化学反应方程式为:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,以防止高锰酸钾粉末进入导管;给固体加热时,试管口要略向下倾斜,以防冷凝水回流使试管炸裂,图中装置一处明显的错误是试管口向上倾斜;
(3)根据实验1、2的操作可知,实验2延长了氧气收集的时间,瓶中氧气的体积分数有所提升。如果想提高获得的氧气体积分数,可以采取延长氧气的收集时间的措施;
(4)如果各项操作没有问题,实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是反应物不纯;
(5)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:3Fe+2O2 Fe3O4;
(6)日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质,含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象;将燃烧后的黑色固体粉碎后,滴加稀盐酸,若产生气泡,原因是铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁;铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。

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