【例4】请你参与“氧气的实验室制取”的实验活动并回答下列问题。

(1)仪器a的名称是
铁架台
。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为
高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾$+$二氧化锰$+$氧气
。
(3)用排空气法收集氧气时,应选择装置
D
(填字母),理由是
氧气的密度比空气的略大
;此外还可选择装置
C
收集,理由是
氧气不易溶于水
。
(4)制取氧气涉及多步操作,其中三步操作为:① 将盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立于水槽中;② 待气泡连续并比较均匀地放出时,把导管口伸入盛满水的集气瓶;③ 点燃酒精灯,预热后对准试剂所在部位加热。合理的操作顺序是
①③②
(填序号)。
答案:(1) 铁架台 (2)高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾$+$二氧化锰$+$氧气 (3)D 氧气的密度比空气的略大 C 氧气不易溶于水 (4)①③②
4.(2025·山东青岛节选)“追梦”小组在实验室中制取氧气并探究其性质,请回答下列问题。


(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气用于铁丝燃烧实验,从图1中选择最合适的发生和收集装置
BE
(填字母),二氧化锰的作用是
催化作用
。
(2)进行图2所示实验时,发现铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧、
火星四射
,放热,生成黑色固体,该反应的文字表达式为
铁$+$氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
。铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同,其原因是
氧气具有助燃性,氧气浓度越大,燃烧越剧烈
。
(3)为验证氧气的某些物理性质,小组的同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图3所示实验,打开瓶盖,开始记录数据,180 s后将塑料瓶倒置,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图4所示。

① BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的性质是
密度比空气的大
。
② D点氧气的体积分数约为
21
%。
答案:(1) BE 催化作用 (2)火星四射 铁$+$氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁 氧气具有助燃性,氧气浓度越大,燃烧越剧烈 (3)① 密度比空气的大 ② 21
解析:(3) ① BC段曲线下降幅度明显超过AB段,是因为180 s后瓶子倒置,氧气密度比空气的大,氧气下沉,有大量氧气分子运动到空气中。
② 题图4中D点氧气的体积分数基本保持不变,说明瓶中的氧气已完全逸出,瓶中是空气,空气中氧气的体积分数大约为21%。