6. 兴趣小组的同学发现某市售高锰酸钾药品纯度高达99.5%，含水量可忽略不计。小组的同学设计了直立型装置制取氧气，并与传统装置相比较，分别放入5 g高锰酸钾，用同一酒精灯分别加热，每组进行五次，实验后取平均值记录如表。下列说法错误的是 （
A
）
A.直立型装置不需要放棉花的原因是冷凝水不会倒流
B.直立型装置比传统型装置效率更高
C.用排水法收集氧气，选用直立型装置实验，结束后应先将导管从水槽中移出
D.传统型装置生成氧气总体积小，是因为高锰酸钾有部分被吹到试管口，未发生分解
答案：A
解析:试管中棉花的作用为防止加热时固体粉末进入导管,堵塞导管,而试管直立时,粉末不易进入导管中,与冷凝水是否倒流无关,故A错误;由题表中的数据(收集一瓶气体所需时间)可知,直立型装置比传统型装置效率更高,故B正确;用排水法收集氧气,选用直立型装置实验,结束后应先将导管从水槽中移出,以防冷水倒吸,造成试管炸裂,故C正确;传统型装置中,由于部分高锰酸钾粉末被吹到了试管口,未发生分解,因此收集到的氧气较少,故D正确。
延伸探究提优 破界求索 创新跃迁
员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ. 从地球带上去。
（1）小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据如表。
| 收集方法 | 向上排空气法 | 排水法 |
|----------------|--------------------|--------------------|
| 氧气浓度/% | 79.6 79.
79.9 | 90.0 89.8 89.3 |
| 平均浓度/% | 79.7 | 89.7 |
① 收集气体需要考虑气体的
密度
、溶解性、能否与水反应等性质。
② 以上两种方法中，
排水
法收集到的氧气更纯净。
（2）工业上采用分离液态空气获得氧气，模拟实验过程如图所示。空试管浸入液氮中一段时间，试管内产生一定量的液态空气。取出试管依次检验。
木条熄灭的原因是
液态氮的沸点低，先从液态空气中分离出来，且氮气不支持燃烧
。
（3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图，由此可知两种分子的大小：$\ce{N_{2}}$
＞
（填“＞”或“＜”）$\ce{O_{2}}$。
Ⅱ. 在天宫制出来。
（4）早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠反应制氧气，空间站内二氧化碳的主要来源是
航天员的呼吸作用
。
（5）科学家设计了生命保障系统，实现了“水—氧—碳”的循环转化。下列叙述正确的是
ab
（填字母）。
a. “水—氧—碳”的循环转化，减少了氧气的
答案：(1) ① 密度 ② 排水 (2) 液态氮的沸点低,先从液态空气中分离出来,且氮气不支持燃烧 (3) ＞ (4) 航天员的呼吸作用 (5) ab
解析:(1) ① 收集气体需要考虑气体的密度(判断采用向上排空气法或向下排空气法)、溶解性、能否与水反应等性质。② 由题表数据可知排水法收集到的氧气更纯净。(2) 液态氮的沸点比液态氧的沸点低,取出试管,氮气先分离出来,氮气不支持燃烧,伸入燃着的木条,木条熄灭。(3) 利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去,从而获得高浓度的氧气,由题图可知,氮分子不能通过分子筛,氧分子能通过分子筛,所以氮分子大于氧分子。(4) 空间站利用过氧化钠制氧气,由反应原理可知,空间站内航天员吸入氧气,呼出二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠反应得到氧气,二氧化碳的主要来源是航天员的呼吸作用。(5) “水—氧—碳”的循环转化,减少了氧气的携带量,减轻了火箭和飞船的载重,故a正确;人体代谢产物中的水既有气态又有液态,设计系统时应考虑水的冷凝与净化,如尿液中的水需要净化处理后循环使用,故b正确。
