Question

15．如图是实验室制取氧气可能用到的装置．

（1）写出编号仪器的名称：Ⅰ长颈漏斗．
（2）制取氧气时A中锥形瓶内应先加入的物质是二氧化锰，其作用是催化作用．锥形瓶内液体应加至a（填“a”或“b”）处．写出以A为发生装置制取氧气的化学方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）收集氧气选用的装置是上图E或C，选择E的理由是氧气不易溶于水．
（4）用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，实验中固体的质量变化如下：

①生成氧气的质量是4.8g，其物质的量为0.15mol．
②求参加反应的氯酸钾的物质的量．（根据化学方程式列式计算）0.2mol．
（5）为测定氯酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置丙（填编号）．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据A装置制取氧气的反应物是过氧化氢溶液和二氧化锰，二氧化锰是该反应的催化剂，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析；
（3）根据收集氧气可以用排水法和向上排空气法进行分析；
（4）①根据质量守恒定律计算生成氧气的质量，依据氧气的摩尔质量计算生成氧气的物质的量；
②根据化学方程式结合题中的数据计算参加反应的氯酸钾的质量；
（5）根据氧气不易溶于水，密度比水小进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，I是长颈漏斗；
（2）A装置制取氧气的反应物是过氧化氢溶液和二氧化锰，所以制取氧气时A中锥形瓶内应先加入的物质是二氧化锰，二氧化锰是该反应的催化剂，起催化作用，锥形瓶内液体应加至a处，防止氧气从长颈漏斗逸出，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）收集氧气可以用排水法和向上排空气法，所以收集氧气选用的装置是上图E或C，选择E的理由是：氧气不易溶于水；
（4）①由质量守恒定律可知，生成氧气的质量为：15g+5g-15.2g=4.8g，生成氧气的物质的量是：$\frac{4.8g}{32g/mol}$=0.15mol；
②设原混合物中氯酸钾的物质的量是x
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
2                     3
x                   0.15 mol
$\frac{2}{x}$=$\frac{3}{0.15mol}$
x=0.2mol；
（5）氧气不易溶于水，密度比水小，所以为测定氯酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置丙．
故答案为：（1）长颈漏斗；
（2）二氧化锰，催化作用，a，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）C，氧气不易溶于水；
（4）①4.8，0.15；
②0.2mol；
（5）丙．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．