Question

实验室中，常采用分解过氧化氢溶液（二氧化锰作催化剂）或加热高锰酸钾的方法制取氧气．
（1）写出用上述两种方法分别制取氧气的化学反应方程式：    、    ．
（2）用过氧化氢分解制取氧气的装置如右图所示：
图中收集氧气的方法叫做    ．可用此方法收集氧气的原因是   
（3）用该方法收集氧气时，检验集气瓶中氧气是否集满的方法是    ．
A．把点燃的木条伸入瓶内  
B．把带火星的木条伸人瓶内
C．把带火星的木条放在瓶口
（4）如果锥形瓶中的反应很剧烈，应该采取的安全措施是     （填编号）．
①减慢液体滴加的速度  ②换用体积较小的锥形瓶  ③加热锥形瓶
（5）请计算，制取3.2g氧气，理论上需高锰酸钾的质量为    g；需质量分数为30%过氧化氢溶液的质量为    g．
（6）某化学试剂公司报价：高锰酸钾30.50元/kg，30%过氧化氢溶液21.70元/kg．请从实验操作和生产成本两方面考虑，用    方法制取氧气更好（二氧化锰价格低、耗量少，忽略不计）．这种方法的主要优点是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据写方程式的注意事项考虑；
（2）根据空气从集气瓶中排出的方向和氧气的性质考虑；
（3）根据氧气验满方法考虑；
（4）根据反应速度的影响因素考虑；
（5）根据氧气的质量通过方程式计算出需高锰酸钾和过氧化氢的质量；
（6）根据过氧化氢制氧气的装置和高锰酸钾制取氧气的装置图的比较考虑，再根据制取相同质量的氧气需要它们的价格考虑．
解答：解：（1）过氧化氢制氧气的反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，反应条件是二氧化锰作催化剂，用观察法配平即可，氧气后面标上上升符号，高锰酸钾制取氧气的反应物是高锰酸钾，生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气，用观察法配平，反应条件是加热，氧气后面标上上升符号；
（2）由于空气从集气瓶口上方被排出，所以这种收集气体的方法是向上排空气法，由于氧气的密度比空气大，所以用这种方法收集；
（3）由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条来验满，由于是验证满不满，所以放在瓶口；
（4）反应物接触面积大反应就剧烈，锥形瓶中的反应很剧烈，如果减缓液体滴加的速度，就能控制速度；
（5）设要制取3.2g氧气需要高锰酸钾质量为X，需要过氧化氢质量为Y则：
2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
316                   32
X                     3.2g
根据：
解得X=31.6g
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68               32
Y                3.2g
根据：
解得Y=6.8g，所以需质量分数为30%过氧化氢溶液的质量为：=22.7g；
（6）由于过氧化氢制氧气不需加热，操作简单，并且制取相同质量（3.2g）O₂时购买H₂O₂（约0.49元）比KMnO₄（约0.96元）价格低．
故答案为：（1）2H₂O₂2H₂O+O₂↑；2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
（2）向上排空气法；O₂的密度比空气密度略大；
（3）C；
（4）①；
（5）31.6；22.7；
（6）分解过氧化氢；①实验室用H₂O₂制取0₂不需加热②制取相同质量（3.2g）O₂时购买H₂O₂（约0.49元）比KMnO₄（约0.96元）价格低．
点评：通过回答本题知道了方程式的书写方法，氧气的收集方法，验满方法，根据一种物质的质量通过方程式计算另一种物质的质量的方法．过氧化氢制取氧气装置图的优点．