Question

通过一年的学习，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，下同），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）实验室常用如图2装置来制取氧气：
①若用高锰酸钾制取较纯净的氧气，可选择装置中的

 

（填字母）进行组装．写出该反应的化学方程式为

 

．
②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

 

．
③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（分钟）
1	34	15%	大颗粒胡萝卜16克	18
2	34	15%	大颗粒马铃薯16克	10.5
3	34	15%	小颗粒马铃薯16克	4

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？

Answer 1

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；
②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；
③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．

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↑；
②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；
③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

34g

=

32

x

  x=16g
答：能制得氧气的质量是16g；
故答案为：（1）D；A； 
（2）①AC；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑； ②CH₄；
③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．

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．