Question

8．有同学用氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气，装置如图1所示，从预热到收集满一瓶（250mL）氧气大约需8～10分钟，从反应后剩余的固体中回收二氧化锰比较困难，曾有同学去闻自己收集到的氧气，想找找吸氧的感觉，结果却闻到刺激性气味（少量氯酸钾发生副反应生成有毒的氯气）．

（1）请写出氯酸钾与二氧化锰制取氧气的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
（2）若用双氧水制氧气，应选择的实验装置是BC或BE（填写字母代号），可供选择的实验装置如图2：
（3）若改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，你认为这样做的优点都有哪些？
（ⅰ）常温反应，不需加热（节能或操作简便）；（ⅱ）反应速率快；（ⅲ）便于回收二氧化锰；（ⅳ）制得的氧气纯净（实验更安全或无污染）．
（4）无论是用氯酸钾还是双氧水制氧气的实验，反应后的装置中各物质的总质量都小于反应前各物质的总质量，于是有同学得出有的化学反应并不遵循质量守恒定律，你同意他的观点吗？并说明理由．不同意，因为两种情况下都有气体逸出，反应后反应器内各物质总质量自然小于反应前各物质的总质量．

Answer 1

分析 （1）根据氯酸钾和二氧化锰混合加热生成氯化钾和氧气进行解答；
（2）根据双氧水制氧气属于反应物是固体和液体混合且不需要加热的反应以及氧气的密度大于空气的密度，氧气不易溶于水进行解答；
（3）根据用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，其优点有很多，如常温反应，不需加热（或操作简便）；反应速率快；便于回收二氧化锰；制得的氧气纯净（或无污染）；可随时添加药品进行解答；
（4）根据任何化学反应都遵循质量守恒定律进行解答．

解答 解：（1）氯酸钾和二氧化锰混合加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）双氧水制氧气属于反应物是固体和液体混合且不需要加热的反应，所以发生装置为：B；氧气的密度大于空气的密度，氧气不易溶于水，所以可用向上排空气法收集或者是排水法收集；
（3）由题意，比较可知：氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气，用时间多，收集二氧化锰困难，得到的氧气不纯，污染环境；而改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，其优点有很多，如常温反应，不需加热（或操作简便）；反应速率快；便于回收二氧化锰；制得的氧气纯净（或无污染）；可随时添加药品；
（4）任何化学反应都遵循质量守恒定律，因为两种情况下都有气体逸出，反应后反应器内各物质总质量自然小于反应前各物质的总质量．
故答案为：（1）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）BC或BE；或B；
（3）（ⅰ）常温反应，不需加热（节能或操作简便）；（ⅱ）反应速率快；（ⅲ） 便于回收二氧化锰；（ⅳ）制得的氧气纯净（实验更安全或无污染）；
（4）不同意，因为两种情况下都有气体逸出，反应后反应器内各物质总质量自然小于反应前各物质的总质量．

点评 该题考查了实验室制取氧气的原理、方法、装置的选择，属于基础性的综合题，有利于学生掌握实验基础知识．