题目内容

氧气是人类生存必须的物质，通过化学变化得到氧气的方法有很多．
Ⅰ．实验室制取氧气．
若选用图1所示的装置制取氧气，化学方程式为．
此装置还可用来制取的气体是．
Ⅱ．通过图2电解水的方法得到氧气．
（1）检验b试管内气体的方法是什么？
（2）此探究实验的目的是什么？
Ⅲ．加热氧化汞得到氧气．
图3是氧化汞分解的微观示意图．从图中你获得的信息有哪些？（至少回答2条不同类型的信息）
Ⅳ．中国航天员中心“受控生态生保集成试验”是用植物的光合作用来得到氧气的．
该过程可表示为：二氧化碳+水 $数学公式$ 淀粉+氧气．由此可以确定淀粉中一定含有的元素是．
Ⅴ．（1）质量相同的下列五种物质，完全分解后制得氧气质量最多的是．
A．过氧化氢 B．高锰酸钾 C．氯酸钾 D．水 E．氧化汞
（2）任选A～E中的一种物质制取3.2g氧气，计算消耗该物质的质量．

解：Ⅰ、图1所示的装置制取氧气，不需加热，是用过氧化氢溶液制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，方程式是：2H₂O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O+O₂↑；实验室制取二氧化碳、氢气均可用此发生装置，但收集气体的方法是向上排空气法，氢气的密度比空气小，故不能用此装置组合；
Ⅱ、（1）观察图可以发现b管连接的是正极，故该试管内生成的气体是氧气，可用带火星的木条检验；
气体多，所以其中是氢气，b就是氧气；
（2）该实验是通过在化学变化中元素的种类不变，根据生成物氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，推出水由氢元素和氧元素组成；生成的氢气可用点燃的方式检验，而氧气则可由带火星的木条进行检验；
Ⅲ、由图中可知化学反应前后原子的种类、数目没有发生改变，分子可以再分为原子，原子重新组合成新分子，该反应是分解反应等；
Ⅳ、根据反应：二氧化碳+水 $\text{[math]}$ 淀粉+氧气，二氧化碳由碳元素、氧元素组成，水由氧元素、氢元素组成，反应后氧气由氧元素组成，由此可以确定淀粉中一定含有的元素是碳元素和氢元素，无法确定是否含有氧元素；
Ⅴ、（1）根据所给物质写出这反应的化学方程式，按O₂的化学计量数为1进行配平，然后通过方程式计算出每种物质与O₂的质量比；
2H₂O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O+O₂↑
68               32
2KMnO₄ $\text{[math]}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
316                  32
$\text{[math]}$ KClO₃ $\text{[math]}$ KCl+O₂↑
81.7            32
2H₂O $\text{[math]}$ 2H₂↑+O₂↑
36             32
2HgO $\text{[math]}$ 2Hg+O₂↑
434         32
通过方程式中物质之间的质量比可知：要制取32克的O₂需要过氧化氢的质量是68g，需要高锰酸钾的质量是316g，需要氯酸钾的质量为81.7g：，需要水的质量为36g，需要氧化汞的质量为434g，所以相同质量的这5种物质可制得O₂最多的是物质是水；
（2）解：设制取3.2g氧气，消耗过氧化氢的质量为x
2H₂O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O+O₂↑
68               32
x                3.2g
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
  x=6.8g
答：制取3.2g氧气，消耗过氧化氢的质量为6.8g．（其他合理均可）
Ⅱ、（1）用带火星的木条检验，观察木条是否复燃；
（2）探究水的组成；
Ⅲ、化学反应前后原子的种类、数目没有发生改变；氧化汞分子由原子和汞原子构成（合理均可）；
Ⅳ、碳元素、氢元素（或C、H）；
Ⅴ、（1）D；（2）6.8g．
分析：Ⅰ、图1所示的装置制取氧气，不需加热，是用过氧化氢溶液制取氧气，据此书写方程式；并结合制取二氧化碳和氢气的方法分析解答；
Ⅱ、电解水实验负极生成的是氢气、正极生成的是氧气，该实验是为了探究水的组成；
Ⅲ、从图示可分析出：氧化汞是由汞、氧两种元素组成的，在化学变化中氧化汞分子分解成汞原子和氧原子，每2个氧原子构成1个氧分子，汞原子构成汞，反应前后氧化汞分子发生了改变，汞原子和氧原子没有发生改变；
Ⅳ、根据化学反应前后元素的种类不变分析淀粉的组成；
Ⅴ、（1）本题是选择题，解题方法有多种，最传统比较麻烦的方法是：设相同质量的物质后根据化学方程式计算出每项中生成氧气的质量，然后进行比较即可．另一种较简单的方法就是依据方程式求出每种物质与氧气的质量的比，设生成相同质量的氧气所需物质多少，然后据此比较相同质量的物质分解放出氧气多少；
（2）任选一种，如过氧化氢制取氧气，根据制取氧气的质量计算消耗过氧化氢的质量．
点评：本题考查知识非常全面，既考查装置选取、反应原理，又考查了质量守恒定律的应用，电解水的实验知识，化学计算等，尤其是质量相同的物质生成氧气的质量考查，解答该题的方法是很多种的，但是最简单的方法就是我们称之为“归一法”，即假定某种物质的化学计量数为“1”，或假定每种物质各1g，写出化学方程式，便可计算比较出结果．