Question

我校化学兴趣小组同学用加热高锰酸钾的方法制氧气，并做铁丝在氧气中燃烧的实验．请完成下列问题．

与氧气制取相关的问题：
（1）实验的主要步骤有：①加热  ②装药品并固定试管  ③检查装置的气密性   ④用排水法收集氧气   ⑤停止加热   ⑥将导管从水槽中取出．你认为正确的操作顺序是

 

；
（2）若用B装置来收集氧气，氧气应从

 

（填序号）端通入瓶内，若要测定收集氧气的体积，还需要

 

（仪器名称）来接排出的水．
（3）高锰酸钾受热分解的化学方程式是

 

；
与铁丝燃烧相关的问题：
（1）点燃铁丝前，将铁丝表面用砂纸打磨干净的目的是

 

；
（2）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须

 

；
（3）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式

 

．
如果你能完成下列2个问题，你可以得到4分的奖励分，化学满分不超过60分．
小亮对铁丝在氧气里燃烧时出现的红热球状物产生了兴趣，随后他进行了以下探究活动．
【问题1】铁燃烧后剩下来的球状物质中还有没有铁呢？
【收集资料】①铁粉和Fe₃O₄都黑色固体，都能被磁铁吸引；
②铁粉和Fe₃O₄都能和稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应能生成氢气，而Fe₃O₄反应不能生成氢气．
【实验探究】将剩下来的球状物质碾碎，

 

，看到

 

，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁．
【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
【查阅资料】
（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
（2）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表：

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400
熔点/℃			1535

（3）Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄和一种气体，据推测，这种气体应该是O₂，推测的依据是

 

．
【理论探究】实验测定铁在氧气里燃烧的产物是Fe₃O₄，结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在

 

℃之间，在此温度范围内 Fe₂O₃已分解．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的化学性质,氧气的收集方法,制取氧气的操作步骤和注意点,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：与氧气制取相关的问题：
（1）根据加热高锰酸钾制氧气的步骤分析；
（2）根据氧气的收集方法，装置的作用原理分析；
（3）高锰酸钾受热分解的化学方程式是 2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
与铁丝燃烧相关的问题：
（1）根据点燃铁丝的注意事项分析；
（2）根据集气瓶炸裂的原因分析；
（3）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄．
【实验探究】根据铁能与酸反应生成氢气考虑；
【查阅资料】根据质量守恒定律分析；
【理论探究】由于铁丝燃烧时先由于温度升高开始熔化后达到着火点燃烧考虑，再根据氧化铁的熔点考虑；

解答：解：与氧气制取相关的问题：
（1）加热高锰酸钾制氧气的正确步骤是：检查装置的气密性、状药品固定装置、加热、收集、从水槽中取出导管、停止加热，故填 ③②①④⑥⑤；
（2）若用B装置来收集氧气，因为氧气的密度小于水的密度，氧气应从B端通入瓶内，若要测定收集氧气的体积，还需要量筒来接排出的水．
（3）高锰酸钾受热分解的化学方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
与铁丝燃烧相关的问题：
（1）点燃铁丝前，将铁丝表面用砂纸打磨干净的目的是除去表面的铁锈，以便铁丝容易被引燃；
（2）做铁丝燃烧实验时，在集气瓶底部铺上一层细沙或装入少量的水，防止灼热的四氧化三铁将集气瓶底炸裂；
（3）铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄．
【实验探究】铁能与酸反应生成氢气，所以如果将剩下来的球状物质碾碎，加入稀盐酸或稀硫酸，如果有气泡产生，说明含有铁；
【查阅资料】化学反应前后元素的种类不变
【理论探究】由于铁丝燃烧时先由于温度升高开始熔化后达到着火点燃烧，所以温度需要达到铁的熔点，又因为生成物是四氧化三铁，所以温度不能高于四氧化三铁的分解温度，否则会得不到四氧化三铁，所以温度是1535--1538℃之间；由于在该温度下氧化铁已经分解，所以得不到氧化铁；
故答案为：（1）③②①④⑥⑤；
（2）B；量筒；
（3）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
与铁丝燃烧相关的问题：
（1）除去表面的铁锈；
（2）在集气瓶底部铺上一层细沙或装入少量的水；
（3）3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄．
【实验探究】加入稀盐酸； 有气体产生；
 （3）化学反应前后元素的种类不变．
【理论探究】1535--1538．

点评：掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的反应原理，测量气体体积的方法，铁丝燃烧的相关知识即可正确该题．