Question

20．在学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如图所示的四种：

请回答问题：
（1）属于工业制取氧气的方法是（填“甲、乙、丙、丁”）丁；
（2）写出丙方法制取氧气的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）某化学兴趣小组的同学，利用下列仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）．

①把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并用排气法收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有bahd（填字母）．验证瓶中氧气已集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口，木条复燃则满．
写出发生反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有可以控制反应速率，以便得到较平稳的氧气流的优点．
②某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解反应的催化剂？”实验步骤和现象如下：
a、他分别向两支试管中加入相同的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快．
b、将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干、称量．
c、用称量后的固体重复步骤a的实验，现象与步骤a完全相同．
试回答：步骤a中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有fhg（填字母）．步骤c的实验目的是验证红砖粉末的化学性质是否改变．该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来应先对实验前所用红砖粉的质量进行称量．
（4）按绿色化学的要求你认为四种制取氧气的方法较好的是乙方法．（填“甲、乙、丙、丁”）

Answer 1

分析 （1）根据实验室制氧气和工业制氧气的原理进行分析；
（2）根据氯酸钾在受热时会生成氧气的反应原理进行分析；
（3）①根据要缓缓加入双氧水需要有类似分液漏斗的装置，需要发生装置和收集装置进行分析；
验满氧气的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断，并据反应原理书写方程式；根据用注射器添加液体的优点进行分析；
②根据探究实验的反应原理进行分析；
根据催化剂的定义和性质进行分析；
（4）根据四种制氧气的原理进行分析．

解答 解：（1）实验室常用高锰酸钾、氯酸钾、双氧水制取氧气，而工业上常用分离液态空气制取氧气；
（2）氯酸钾在加热、二氧化锰作催化剂的条件下生成氯化钾和氧气，反应方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）①要缓缓加入双氧水需要有类似分液漏斗的装置，需要注射器，需要气体发生装置试管，收集装置集气瓶以及导气装置，验满氧气的方法是：将带火星的木条放于集气瓶口，观察木条是否复燃进行判断；
双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；使用注射器可以随时添加液体，控制反应的快慢，以便得到比较平稳的氧气流；
②除了发生装置，还需要验证气泡的快慢的装置，以及导气装置；
步骤③的实验目的是检验红砖粉末的化学性质是否改变；
在验证催化剂时，除了要验证化学性质之外，还需要验证反应前后的质量是否改变，要验证红砖粉在反应前后的质量没有改变，应先对实验前所用红砖粉的质量进行分析称量；
（4）氯酸钾和高锰酸钾都有大量的附属产物，工业制氧需要一定的压强，需要消耗能量，双氧水制氧产物是水，不会污染环境；
故答案为：（1）丁；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）①bahd；将带火星的木条放于集气瓶口，木条复燃则满；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；可以控制反应速率，以便得到较平稳的氧气流；
②fhg；验证红砖粉末的化学性质是否改变；应先对实验前所用红砖粉的质量进行称量；
（4）乙．

点评 在解此类题时，要掌握制取氧气的反应原理、催化剂的性质等知识，并对题中的问题进行分析，结合题中的提示和学过的知识进行分析解答．