Question

小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”（如图1），产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图2）和所用的药品．药品中甲剂是一种白色颗粒状固体，作制氧剂；乙剂是黑色固体，作催化剂．在反应仓内加入适量的水，先放甲剂，再放乙剂，即可产生氧气．

[提出问题]甲剂的化学成分是什么？
[查阅资料]过碳酸钠是白色颗粒状固体，溶于水时，生成碳酸钠和过氧化氢．
[设计与实验]小雨把甲剂和乙剂带到实验室与黄老师共同探究．在老师的指导下，验证出甲剂是一种钠盐后，小雨接着进行如下实验：

（1）根据图2得出：组装气体发生装置时应选择图（一）所示的仪器：

 

；小雨认为氧气是由过氧化氢在乙剂催化下产生的，其化学方程式为

 

．反应结束后通过

 

操作将乙剂与溶液分离，用到的玻璃仪器包括玻璃棒、烧杯外，还需要

 

．
（2）对于“如何验证产生的气体是氧气？”，小雨认为（简述实验操作与现象）

 

．但产生的气体往往带有较多的水分，为使实验现象明显老师建议小雨在组装好的装置中还需要增加一个干燥装置．右图该干燥装置的一部分，请你补充画出其它部分，并用箭头标明气体进出方向和使用的试剂．

[实验结论]通过上述实验，小雨得出甲剂是过碳酸钠．
[反思与交流]
（1）小方认为小雨的结论不够严密，应该还需要补充一个实验是

 

（2）与实验室用氯酸钾或高锰酸钾制氧气相比较，该方法更方便家庭使用的理由之一是

 

．
（3）请你从贮存制氧剂、处理残余物两方面，为该制氧器的使用者提一条合理化的建议：

 

．

Answer 1

分析：（1）由资料可知：过碳酸钠是白色颗粒状固体，溶于水时，生成碳酸钠和过氧化氢，符合“使用固体+液体反应，不需加热”；
组装气体发生装置时应选择图（一）所示的仪器：BCFG；
（2）过滤操作用到的玻璃仪器包括玻璃棒、烧杯、漏斗，通过过滤将不溶于水的二氧化锰与溶液分离；
（3）回顾氧气的干燥和检验、验满方法，同二氧化碳作类比；
（4）巩固化学方程式的书写．

解答：解：（1）由题意，反应物符合“使用固体+液体反应，不需加热”，所以组装气体发生装置时应选择图（一）所示的仪器：BCFG；
（2）用“过滤”的方法分离不溶于水的二氧化锰，用到仪器为：铁架台、玻璃棒、烧杯、漏斗等；
（3）检验是否氧气：将带有火星的木条放在集气瓶内，是否木条复燃；
（4）比较过氧化氢制取氧气：固体+液体反应，不需加热；实验室用氯酸钾或高锰酸钾制氧气：固体+固体，且需要加热；
故答案为：（1）组装气体发生装置时应选择图（一）所示的仪器：BCFG；  由过氧化氢在乙剂催化下产生的，其化学方程式为 2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．反应结束后通过：过滤操作将乙剂与溶液分离，用到的玻璃仪器包括玻璃棒、烧杯外，还需要漏斗．
（2）小雨认为：用带火星的木条检验，木条复燃则为氧气．
[反思]（1）应该还需要补充一个实验是：检验CO₃^2-存在．
（2）该方法更方便家庭使用的理由之一是：不需要加热．
（3）一条合理化的建议：制氧剂应放在干燥的地方等．

点评：根据装置特点可以组装实验，根据操作要求可以判断操作是否符合实验室的规定，学习化学要善于理论联系实际．