Question

（6分）实验室用分解高锰酸钾的方法制取氧气。
（1）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是                       。
（2）现有下图所示的仪器，要制备并收集氧气，还需要补充的一种仪器是      。

（3）实验开始前如图所示检查装置气密性，检查气密性的方法是___________，说明气密性良好。

（4）分解过氧化氢溶液也可制得氧气。34g过氧化氢中氧元素的质量m₁=       g，34g过氧化氢完全
分解后，放出氧气的质量m₂=       g 。
请回答，根据质量守恒定律，m₁-m₂表示的是____________________ 的质量。

Answer 1

（1）2KMnO₄     K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ （2） 酒精灯
（3）用手握住试管如果导气管口有气泡冒出，松开手后导气管中有一段水柱
（4）32     16     水中氧元素的质量

试题分析：（1）用高锰酸钾加热制氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰，故反应的化学方程式为2KMnO₄     K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑。
（2）用加热高锰酸钾的方法制氧气时，由于反应物的状态是固态，反应条件是加热，故应选用“固-固加热型”的发生装置，所以应用的仪器有：试管、铁架台、合适的带橡皮塞的导气管、酒精灯；根据所提供的仪器可知是用排水法收集氧气，所以应用的仪器有：水槽、集气瓶、玻璃片，故还需补充酒精灯。
（3）检查气密性的方法是，把导管的一端浸入水中，两手紧握试管外壁，由于试管内的空气会受热膨胀，如果装置气密性良好，则试管内气体压强会增大，故会看到导管口有气泡冒出；手松开后，试管内的温度降低，气体遇冷收缩，气体压强减小，在外界大气压的作用下，水会被压入导管，故会看到导管口出现一段水柱。
（4）过氧化氢中氧元素的质量=过氧化氢的质量×过氧化氢中氧元素的质量分数，故34g过氧化氢中氧元素的质量m₁=34g×=32g；
利用过氧化氢制氧气的化学方程式，根据过氧化氢的质量，以及氧化氢与氧气的质量比，可求出氧气的质量。则有
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68          32
34g         m₂
68：34g =32：m₂
解得m₂=16g
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，结合化学方程式可看出，过氧化氢中氧元素的质量=水中氧元素的质量+氧气的质量，所以m₁-m₂表示的是水中氧元素的质量。
点评：熟练掌握实验室中制取气体的两套发生装置，能够根据反应物的状态和反应条件来选择合适的发生装置，能够根据气体的密度和水溶性来选择合适的收集方法，是解此类题的关键。另外，关于化学式和化学方程式的计算，同学们要在平时的学习中，多加强训练。