Question

13．实验室用质量分数为15%的双氧水（H₂O₂）制取氧气（装置见图）时，发现反应速度太快，气体不易收集，经科学兴趣小组研究发现，制取氧气时只要取一定质量的上述双氧水，再加入相同质量的水进行混合，就能使制气反应比较平缓，导管口气流均匀、连续，易于收集，请回答下列问题：
（1）图示实验中采用向上排空气法收集氧气，其主要理由是相同条件下，氧气的密度比空气的略大．
（2）经兴趣小组研究发现，用H₂O₂制取氧气时，H₂O₂溶液的质量分数最好控制在7.5%左右．
（3）写出用H₂O₂制取氧气的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（4）MnO₂（不溶于水的固体粉末）是H₂O₂制氧气反应的催化剂，实验结束后可采用过滤的方法，予以回收利用．

Answer 1

分析 （1）根据氧气的性质选择收集方法解答；
（2）根据溶质质量分数的计算公式计算并回答．
（3）根据过氧化氢制氧气的反应原理回答．
（4）根据过氧化氢制氧气时的残余物成分、性质及过滤的原理和适用范围回答．

解答 解：（1）图示实验中采用向上排空气法收集氧气，其主要理由是相同条件下，氧气的密度比空气的略大；
（2）设原溶液的质量为X
则X×15%=（X+X）×y         
y=7.5%
故H₂O₂溶液的质量分数最好控制在7.5%左右．
（3）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（4）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，反应后的残余物为水和二氧化锰，且二氧化锰不溶解于水，过滤是分离固体与液体的操作，故可通过过滤把二氧化锰分离出来．
故答案为：（1）相同条件下，氧气的密度比空气的略大；（2）7.5；（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（4）过滤．

点评 气体的制取是初中重要的化学实验之一，既是难重点，又是考查热点，掌握反应原理，明确装置的选择依据、气体的检验、验满、收集方法，了解实验步骤和注意事项是解决该类问题的关键．