Question

20．实验室制取氧气的实践与研究．
（1）过氧化氢是一种无色透明的无毒液体，过氧化氢溶液俗称“双氧水”，具有强氧化性．贮运过氧化氢的试剂箱上最适合粘贴的一张标识是C（从图中选填字母序号）．

（2）过氧化氢溶液常用于实验室制取氧气．可供选择的仪器或装置如图2所示．

①若用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，发生反应的表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
检验一瓶气体是氧气的方法为将带火星的木条伸入瓶中，若木条能复燃，说明是氧气．
如果用C装置收集氧气，则氧气由a端通入（填“a”或“b”）．
②加入药品通常采用“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量MnO₂的反应容器中”，优点是能获得平稳的氧气流（或便于控制产生气体的速率，控制反应进程，或防止反应过快）；
③MnO₂可以连续反应使用，理由是二氧化锰是反应的催化剂，催化剂在反应前后的质量和化学性质不变；
④根据化学方程式计算获得的氧气理论值总是比实际实验操作收集到气体的数值大（若装置不漏气且实验操作正确），原因是液体中溶有一定量的气体（或在等气体较纯净收集前散逸一定量的气体，或有部分气体滞留在装置中没有排出，或排水法收集气体结束时先将导管移出水面再停止产生气体时有一定量的气体散逸，或在制气前H₂O₂有部分已分解，或收集不完全）（说明过程中“气体的损耗”即可）．
（3）若用如图3所示的装置制取氧气，请你写出一种制取氧气的表达式氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气或2KClO$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，制取时试管口要略向下倾斜的原因是防止药品受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管等．

Answer 1

分析 （1）过氧化氢溶液俗称“双氧水”，具有强氧化性，是一种氧化剂；
（2）①根据通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气写出发生反应的表达式即可；根据氧气是一种助燃性气体，能够使带火星的木条复燃进行分析；根据氧气的密度比空气的密度大进行分析；
②过氧化氢溶液缓缓加入可以控制药品用量，达到控制反应速率的目的，使产生的气流平稳；
③反应中的二氧化锰是反应的催化剂，在反应前后其质量和化学性质不变，仍可以继续使用；
④氧气溶于水、或氧气没有完全排出还有部分残留于反应容器中、或排出的氧气并没进行完全收集等原因都会造成所收集到的氧气量小于理论计算值；
（3）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气写出反应的文字表达式即可；根据给固体药品加热时的注意事项进行分析．

解答 解：（1）过氧化氢溶液俗称“双氧水”，是常用的氧化剂；图C为氧化剂药品的标识；
故答案为：C；
（2）①通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；发生反应的文字表达式或符号表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；因为氧气能使带火星的木条复燃，可将带火星的木条伸入瓶中，若木条能复燃，说明是氧气；如果用C装置收集氧气，则氧气由a进入，因为氧气的密度比空气的密度大；
②过氧化氢溶液缓缓加入，反应速率可以保持相对稳定，而得到平稳的气流；也可以通过过氧化氢溶液缓缓加入达到控制反应的目的；
③反应中的催化剂二氧化锰在反应前后质量和化学性质均不变，仍可催化过氧化氢的分解；
④反应溶液中的水中溶解有一定量的反应生成的氧气，致使收集气体比理论值偏小；为收集到较为纯净的氧气，待产生的气体均匀连续冒出时才开始收集，因此有部分气体没有收集；等等；
（3）实验室常用加热高锰酸钾或氯酸钾的方法制取氧气，因为装置的试管口没有棉花，可用加热氯酸钾和二氧化锰的方法来制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，发生反应的文字表达式或符号表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气或2KClO$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；制取气体时试管口要略向下倾斜的原因是：防止药品受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管等．
故答案为：（1）C；（2）①过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；将带火星的木条伸入瓶中，若木条能复燃，说明是氧气；a；②能获得平稳的氧气流（或便于控制产生气体的速率，控制反应进程，或防止反应过快）；③二氧化锰是反应的催化剂，催化剂在反应前后的质量和化学性质不变；④液体中溶有一定量的气体（或在等气体较纯净收集前散逸一定量的气体，有部分气体滞留在装置中没有排出，排水法收集气体结束时先将导管移出水面再停止产生气体时有一定量的气体散逸）或在制气前H₂O₂有部分已分解，或收集不完全）（说明过程中“气体的损耗”即可）；（3）氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气或2KClO$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；防止药品受热时放出的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，炸裂试管．

点评 本题主要考查了实验室制取氧气的方法和注意事项等，发生装置据反应物状态和反应条件选择，收集装置据气体的密度和溶解性选择．