Question

通过半个学期的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关基础知识，请结合下列装置图，回答问题：
（1）写出用高锰酸钾来制取氧气的文字表式    ．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填字母代号）    ．若用C装置收集氧气，实验完毕后的操作是先    后    ，防止水倒流，炸裂试管．若需要回收反应后试管中的二氧化锰（二氧化锰难溶于水，其余产物均可溶于水），可采取的方法是：将试管中的固体倒入烧杯、加足量的水溶解、    、洗涤、干燥．
（3）若用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，发生反应的文字表式：    ．
某学生用试管取用少量实验室中存放的过氧化氢溶液并加入适量二氧化锰后，并未看到有气泡产生，请你指出可能的原因：    ．
检验某集气瓶中气体是否是氧气的方法为：    ．
（4）如果用D装置收集氧气，则氧气由    端通入（填“a”或“b”）．
（5）“神七”航天员在飞天过程中为了维持太空舱里氧气的含量，可以利用镍铁氧体（NiFe₂O₄）将呼出的二氧化碳转化为氧气．在该过程中NiFe₂O₄的作用是催化剂，作出该结论的理由是    ．

Answer

（1）
高锰酸钾（KMnO4）是紫黑色固体，用它制取氧气的反应特点就是需要加热（如图所示），产生锰酸钾、二氧化锰，释放出氧气．
（2）氧气可用排水法或向上排空气法收集，因为氧气不易溶于水，密度比空气大；集气瓶充满水后倒放入水槽中；要等到气泡连续、均匀地放出时，再开始收集，否则收集到的氧气不纯，混有空气．实验完毕后，要先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止因熄灭酒精灯而引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂．
（3）①过氧化氢本身不燃，但能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸．过氧化氢在pH值为3.5～4.5时最稳定，在碱性溶液中极易分解，在遇强光，特别是短波射线照射时也能发生分解．当加热到 100℃以上时，开始急剧分解．与某些化合物或杂质接触后会迅速分解，放出大量的热量、氧和水蒸气．在实验室条件下，常被用来分解制取氧气，为加快过氧化氢的分解常加入二氧化锰，在反应中二氧化锰只起催化作用．
②氧气的验满：用排水法收集时，当集气瓶口向外冒出大量气泡时，证明气体已集满；用向上排空气法收集时，把带火星的木条放在集气瓶口，带火星的木条复燃，证明气体已集满．
③氧气的检验：把一根带火星的木条伸入集气瓶内，若带火星的木条复燃，则证明该气体是氧气
（4）由题意可知图D，为向上排空气法收集氧气装置．之所以可用此法，是因为氧气密度比空气大．
（5）由题意可知，NiFe2O4的作用是催化剂．凡能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质才叫催化剂．
（1）【解析】
在实验室中，常利用含氧元素的物质，如高锰酸钾、氯酸钾来制氧气．由于高锰酸钾（KMnO4）是固体，在加热条件下才会释放出氧气．
故答案为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（2）【解析】
在利用高锰酸钾制氧气的过程中需要加热，但是实验完毕后如果立即熄灭酒精灯会引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂．在反应剩余物中，二氧化锰难溶于水，其余产物均可溶于水．
故选A；把导管从水槽中取出、熄灭酒精灯；过滤．
（3）【解析】
过氧化氢俗称双氧水，在实验室条件下常被用来分解制取氧气，加入二氧化锰是为了加快过氧化氢的分解，在反应中二氧化锰只起催化作用．过氧化氢在碱性溶液中极易分解，在遇强光，特别是短波射线照射时也能发生分解．
故答案为：双氧水水+氧气；在保存过程中双氧水已分解而失效（分解完）．
（4）【解析】

如图所示，为向上排空气法收集氧气装置．因为氧气的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集．
故选A．
（5）【解析】
凡能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂．由题意可知利用镍铁氧体（NiFe2O4）将呼出的二氧化碳转化为氧气，该过程中NiFe2O4的作用是催化剂．
故答案为：在反应前后NiFe2O4的质量和性质都没有变化．