Question

13．今天又是实验开放日，李老师给同学们准备了以下实验装置：
（1）填出图中有①②③的仪器的名称．①铁架台 ②水槽 ③试管
（2）制备任何气体之前，必须先检查发生装置的气密性．
（3）①用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制氧气：该反应的化学符号表达为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，选择的发生装置是B（填序号）．
②如用如图2所示装置代替此发生装置，其优点是可控制反应速率．在这个反应中二氧化锰起的作用是催化作用，如果此实验中所用二氧化锰的量偏多，取用等质量的同种双氧水制取氧气时，所制得的氧气质量不变（填“增多”、“减少”或“不变”）．
（4）①加热高锰酸钾制氧气：其化学符号表达式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；选择的发生装置是A（填序号）；因为氧气不易溶于水，收集氧气的装置为D（填序号）；根据你选择的发生装置和收集装置，实验完毕时操作顺序是先将导管从水槽中移出，然后停止加热．
②实验完毕时，如发现水槽中的水变成红色，其原因可能是发生装置中缺少棉花．在（3）、（4）两种方法制氧气的途径中，（3）（填“（3）”、“（4）”）能体现绿色化学的要求，其理由是：反应不需要加热，可以节约热能，生成物是水，不污染环境．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）从防止气体泄漏考虑；
（3）熟记实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气的化学反应式；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；从注射器可控制液体的滴加考虑此装置制取氧气的优点；二氧化锰的量多少不影响生成氧气的多少；
（4）熟记实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应式；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；考虑题干中的：氧气不易溶于水，选择收集方法；并据高锰酸钾制取氧气时的注意事项和反应原理分析解答．

解答 解：（1）标号仪器分别是铁架台、水槽和试管；
（2）如果制备气体的装置漏气，一个是会使气体跑掉，造成浪费，另外如果制取的气体是有毒气体，漏了会造成中毒，所以制备任何气体前，一定要检查装置的气密性；
（3）①过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；此反应是固液不加热反应，装置B适用于固液不加热反应，所以可用B作为发生装置；
②图2所示装置中的注射器可以控制液体的滴加速度，所以可控制反应速率；此反应中的二氧化锰在反应前后性质和质量都不发生改变，而且它的多少也不会影响氧气生成的多少，起催化作用；
（4）①用高锰酸钾制取氧气的符号表达式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；此反应是固体的加热反应，A装置适用于固体的加热反应，所以可选用A作为发生装置；因为氧气不易溶于水，可用装置E收集氧气；实验结束时，为防止水倒流入试管，引起试管的炸裂，要先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯；
②此实验中容易忽略试管口要放一团棉花，否则，高锰酸钾进入导管，并进而进入水槽，使水槽内的水呈紫红色；
在（3）（4）两种方法制氧气的途径中，（3）中制取氧气的反应，不需要加热，可以节约热能，生成物是水，不污染环境，属于绿色化学；
故答案为：（1）铁架台；水槽；试管；
（2）气密性；
（3）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；B；②可控制反应速率；催化作用；不变；
（4）①2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A；E；将导管从水槽中移出；停止加热；
②棉花；（3）；反应不需要加热，可以节约热能，生成物是水，不污染环境；

点评 实验室常用高锰酸钾或过氧化氢溶液制取氧气，因为反应物的状态和反应条件不同，所用装置也不同，同学们一定不能混淆这两种制取氧气的方法，可用对比记忆的方法区分，并掌握制取氧气的反应原理、注意事项等知识，是解答此类试题的关键．