Question

通过学习，我们知道可以通过如图1所示的六种途径制得氧气：

（1）在六种制氧气的方法中，属于物理变化的是

 

（填序号），根据“绿色化学”的理念，

 

途径是实验室制取氧气的最佳方案．
（2）实验室常用下列装置来制取氧气：
①写出如图2中有标号仪器的名称：a

 

；b

 

．
②若用高锰酸钾制取较纯净的氧气，可选择上述装置中的

 

和

 

（填字母）进行组装．写出该反应的化学方程式为

 

．
③下表是五种气体在标准状况下的密度和溶解性：

	空气	NH3	CH4	HCl	O2
密度/g?L-1	1.293	0.77l	0.717	1.629	1.43
溶解性		极易溶	难溶	极易溶	微溶

结合表中的信息可知：既能用排水法，又能用向下排空气法收集的气体是

 

．
④某同学用一些植物来代替MnO₂作催化剂分解H₂O₂制取氧气，记录如下表：

	H2O2溶液的 质量（克）	H2O2溶液的浓度	植物的种类及质量	收集80mL氧气所用的时间
1组	34	15%	大颗粒胡萝卜16克	18分钟
2组	34	15%	大颗粒马铃薯16克	10.5分钟
3组	34	15%	小颗粒马铃薯16克	4分钟

结论：通过1、2两组对比实验可知

 

．通过2、3两组对比实验可知要使胡萝卜能够更快地促进过氧化氢的分解，可采用的方法是

 

．
（3）计算：将34g过氧化氢完全分解，能制得氧气多少g？
（4）化学是把双刃剑，恰当地运用化学原理会更好地服务于社会．例如铁制品生锈会给人们生活带来诸多不便和危害，但冬天常用的防寒用品--“暖宝宝”却是利用铁与

 

、

 

反应生锈时放出的热量为人类服务．当前温室效应是全球关注的话题，从正反两方面谈谈对温室效应的认识．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,催化剂的特点与催化作用,金属锈蚀的条件及其防护,化学变化和物理变化的判别,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）无新物质生成的变化是物理变化；最佳方法可从是否加热、生成物是否有污染等方面解答；
（2）①据常用仪器回答；
②用高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，要收集较纯净的氧气用排水法，并据其反应原理书写方程式；
③能用排水法收集的气体不溶于水或 不易溶于水，能用向下排空气法收集的气体说明其密度比空气小；
④通过收集80mL氧气所用的时间长短可比较马铃薯和胡萝卜的催化作用强弱，根据图表中数据可知颗粒越小反应越快；
（3）根据过氧化氢的质量和方程式可算出氧气的质量；
（4）据铁生锈原理，及温室效应对环境的影响解答．

解答：解：（1）分离液态空气制取氧气是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的，没有产生新物质，是物理变化；而其他方法是利用化学方法制取氧气；
这些方法中双氧水制氧气装置操作简单、安全，不需加热，生成物是水和氧气，无污染，所以是最佳制取氧气的方法；
（2））①标号仪器分别是锥形瓶和水槽；
②用高锰酸钾制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，氧气不易溶于水，所以要收集较纯净的氧气用排水法，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
③能用排水法收集的气体不溶于水或 不易溶于水，能用向下排空气法收集的气体说明其密度比空气小，由表格中提供信息可知甲烷的密度比空气小，且难溶于水，所以可用排水法或向下排空气法收集；
④通过表格可知：收集80mL氧气所用的时间马铃薯比胡萝卜短，由此说明马铃薯的催化作用比胡萝卜强；根据大颗粒马铃薯和小颗粒马铃薯的对比实验可知颗粒越小，反应速度越快，所以使胡萝卜能够更快地促进过氧化氢的分解，可采用的方法是将胡萝卜切成更小的颗粒；
（3）设34克H₂O₂完全分解，能制得氧气质量为x
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
  68             32
  34g            x

68

32

=

34g

x

  x=16g
答：能制得氧气的质量是16g；
（4）“暖宝宝”却是利用铁与氧气、水蒸气反应生锈时放出的热量为人类服务；
当前温室效应是全球关注的话题，适当的温室效应是有好处的，可使寒冷地方温度升高，利于植物、动物的生长，现在全球年平均气温约为15℃，如果没有二氧化碳，地球表面的平均气温就会下降到-23℃，这显然对生物的生存是不利的；不利的一面是：会导致海平面上升； 气候反常，海洋风暴增多、洪涝灾害等等；
故答案为：（1）D；A； 
（2）①锥形瓶；水槽；
②A；C；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
③CH₄；
④马铃薯对过氧化氢分解的催化作用比胡萝卜强；将胡萝卜切成小颗粒，以增大它与反应物的接触面积；
（3）能制得氧气的质量是16g；
（4）氧气；水蒸气；
有利的一面：可使寒冷地方温度升高，利于植物、动物的生长等；不利的一面：会导致海平面上升； 气候反常，海洋风暴增多、洪涝灾害等等．

点评：熟练掌握氧气的制法，会从装置、操作、是否加热、生成物是否有污染等方面比较方案的优缺点，并能据题目提供信息灵活分析解答，较好考查了学生分析、解决问题的能力．