Question

9．化學是一門以實驗為基礎的科學，化學所取得的豐碩成果，是與實驗的重要作用分不開的．結合下列實驗裝置圖回答問題：

（1）下面四種途徑都可以得到氧氣：

任意寫出其中的兩個反應的化學方程式
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、②2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）化學實驗的綠色化就是以綠色化學的理念和原則來指導實驗工作．從實現(xiàn)原料和反應過程的綠色化考慮，你認為在中學化學實驗室中，上述幾種制取氧氣的途徑中用過氧化氫（填物質名稱）更體現(xiàn)化學實驗的綠色化追求．
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，可選用的發(fā)生裝置是A（填字母代號，下同）．用該發(fā)生裝置時，要在試管口塞一團棉花，目的是：防止高錳酸鉀粉末進入導管，用排水法收集氧氣時，一有氣泡就開始收集，造成的后果是：收集的氧氣不純．
（4）實驗室用固體石灰石和液體稀鹽酸制取二氧化碳，可選用的發(fā)生裝置是B．收集二氧化碳通常用E裝置，而不選用D或C裝置，試從二氧化碳性質的角度來分析其原因二氧化碳能溶于水、密度比空氣大．
（5）小美同學取雙氧水69g放入燒杯中，然后加入2g二氧化錳，完全反應后，稱得燒杯內剩余物質的總質量為69.04g．請回答下列問題：
①制得氧氣的質量是多少？
②所用雙氧水中過氧化氫的質量是多少？

Answer 1

分析 （1）制取氧氣的化學反應原理可參照教材中的化學方程式書寫；
（2）制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水制氧氣就不需要加熱，可以節(jié)約熱能，符合綠色化學的理念；
（3）實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣時，需要用酒精燈，所以A合適；根據(jù)制取氧氣的注意事項解答；
（4）根據(jù)制取二氧化碳的藥品狀態(tài)和性質選擇發(fā)生和收集裝置；
（5）根據(jù)氧氣的實驗室制法可知，二氧化錳是催化劑，其質量化學反應前后不變可知剩余固體的質量，然后根據(jù)質量守恒定律可以計算出氧氣的質量；寫出化學方程式并代入氧氣的質量計算出雙氧水（溶質）的質量．

解答 解：（1）過氧化氫制取氧氣一般要用二氧化錳作催化劑，生成水和氧氣；高錳酸鉀制取氧氣時，反應條件是加熱，生成物是錳酸鉀、二氧化錳和氧氣．故答案為：甲：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑乙：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）如果用雙氧水制氧氣就不需要加熱，可以節(jié)約熱能，符合綠色化學的理念；故答案為：過氧化氫；
（3）實驗室用高錳酸鉀制取并收集一瓶干燥氧氣時，需要加熱，在試管口放一團棉花的目的是防止高錳酸鉀粉末進入導管；若用排水法收集氧氣，一有氣泡就開始收集，會使收集的氧氣不純；故答案為：A；防止高錳酸鉀粉末進入導管；收集的氧氣不純；
（4）在常溫下，用塊狀石灰石固體和稀鹽酸制取二氧化碳氣體，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳能溶于水、密度比空氣大，所以用向上排空氣法收集；故答案為：B；二氧化碳能溶于水、密度比空氣大
（5）根據(jù)氧氣的實驗室制法可知，二氧化錳是催化劑．其質量化學反應前后不變可知所得固體物質為2g；依據(jù)質量守恒定律可知氧氣的質量=69g+2g-69.04g=1.96g．
（2）設該雙氧水中含有的過氧化氫的質量為X．
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
 68             32
 x              1.96g
$\frac{68}{x}=\frac{32}{1.96g}$
x=3.74g
故答案為：①制得氧氣的質量是1.96； ②雙氧水中過氧化氫（H₂O₂）的質量是3.74g．

點評 本題注重考查學生對基礎知識的掌握情況，尤其是化學方程式的書寫更加凸顯了化學用語的重要性，所考知識點面向全體，所以能夠增強同學們對化學學習的積極性．