Question

19．在学习中我们了解到常用实验室制取氧气的方法有如图1所示的四种：
 
回答下列问题：
（1）属于工业制取氧气的方法是（填“甲、乙、丙、丁”）丁；
（2）写出乙方法制取氧气的符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）某化学兴趣小组的同学，利用下列图2仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并用排气法收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有bahd（填字母）．
写出发生反应的符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有可以控制反应速率，以便得到较平稳的氧气流的优点．

（4）按绿色化学的要求你认为四种制取氧气的方法较好的是乙方法．（填“甲、乙、丙、丁”）
（5）下列是小林同学参加实验考核的部分内容，请你参与他的实验考核过程．
小林同学抽到的考核题目是实验室用“高锰酸钾制取氧气”，现摘录小林的实验过程如下：
①选择适当仪器，组装成如图3所示的实验装置；
②检查装置气密性，装置气密性良好；
③向集气瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶底部出现气泡；
④将药品平铺于干燥试管底部，在导管口放置蓬松的棉花团，塞上橡皮塞，固定于铁架台上；
⑤点燃酒精灯加热，待导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；
⑥气体收集完毕，用毛玻璃片将集气瓶口盖好，从水中取出并正放在桌面上；
⑦先熄灭酒精灯，后将导管从水槽中取出；
请回答下列问题：
（a）写出用高锰酸钾制氧气的符号表达式：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
（b）欲调整试管角度，应调节图中A、B、C哪个 钮：A；
（c）步骤②的操作与观察到的现象是：用手捂住大试管，导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱；若装置无破损，加热一段时间后，观察到高锰酸钾已大量分解，但导管口仍未产生明显气泡，可能的原因是橡皮塞没有塞紧；
（d）上述实验步骤中，可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净（水蒸气不计）的是③⑤；（从①～⑦的序号中选填）
（e）实验室也常用上述实验装置制备甲烷，推测其反应物是A（填序号）．
A．醋酸钠和碱石灰的固体混合物   B．Na₂CO₃固体和水  C．CO₂和H₂．

Answer 1

分析 （1）根据工业上分离液态空气制取氧气是利用液态氧和液态氮的沸点不同而分离出氧气分析变化；
（2）根据乙是用过氧化氢和二氧化锰制氧气解答；
（3）根据要缓缓加入双氧水需要有类似分液漏斗的装置，需要发生装置和收集装置进行分析；
根据二氧化锰可以催化双氧水分解制氧；
根据用注射器添加液体的优点进行分析；
（4）根据四种制氧气的原理进行分析．
（5）
（a）根据实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理写出反应化学方程式；
（b）根据铁架台上三个旋钮的不同作用进行调整试管的高度；
（c）根据实验室检查装置的气密性的方法，漏气的原因进行解答；
（d）根据可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净的原因回答；
（e）根据实验原理的应用来回答：固体与固体反应，且加热．

解答 解：（1）工业上分离液态空气制取氧气，根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离出氧气，所以是物理变化；
（2）乙是用过氧化氢和二氧化锰制氧气，制取氧气的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）要缓缓加入双氧水需要有类似分液漏斗的装置，需要注射器，需要气体发生装置试管，收集装置集气瓶以及导气装置，故答案为：bahd；
双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
使用注射器可以随时的添加液体，可以控制反应的快慢，故答案为：可以控制反应速率，以便得到较平稳的氧气流；
（4）氯酸钾和高锰酸钾都有大量的附属产物，工业制氧需要一定的压强，需要消耗能量，双氧水制氧产物是水，不会污染环境，故答案为：乙；
（5）
（a）根据实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理可知反应化学方程式为：2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（b）根据铁架台上三个旋钮的不同作用，依据图示可知A可以调节试管的整个高度，故选A；
（c）根据检查装置气密性的方法：将导管插入水中，手握住试管，如果导管口有气泡冒出，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置气密性良好，证明不漏气；装置无破损，加热到高锰酸钾已大量分解，导管口仍未产生明显气泡，则可能造成的原因是：试管口的橡皮塞没有塞紧；
（d）③向集气瓶中加水，并倒置于盛有水的水槽中，集气瓶底部出现气泡；⑤点燃酒精灯加热，待导管口有气泡产生，立即用集气瓶进行收集；
（e）由题意知甲烷要采用固体加热装置，A是固体加热反应，B是固液反应，C是气体与气体，故选A；
答案：
（1）丁；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）bahd；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；可以控制反应速率，以便得到较平稳的氧气流；
（4）乙；
（5）（a）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（b）A；（c）用手捂住大试管，导管口冒气泡，松手后导管口形成稳定的水柱；橡皮塞没有塞紧．（d）③⑤；（e）A

点评 本考点主要考查气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了仪器的名称、文字表达式的书写和催化剂的探究等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．在解此类题时，首先对题中的问题进行分析，然后结合题中的提示和学过的知识进行分析解答．