Question

13．在学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如图甲所示的四种：

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）写出甲方法制取氧气的化学反应方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）某化学兴趣小组的同学，利用如图乙所示仪器进行实验（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abdh（填字母）．写出化学反应的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．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”相比有可以得到平稳的氧气流、控制反应速率，节约药品的优点．
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fgh（填字母）．步骤c的实验目的是证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变．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，请指出来实验开始没有称量红砖粉末的质量．
（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）根据工业制取氧气的方法是分离液态空气进行分析；
（2）根据高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾，二氧化锰和氧气进行分析；
（3）①根据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，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；
②根据催化剂的概念进行分析；
（4）根据四种制氧气的原理进行分析．

解答 解：（1）工业制取氧气的方法是分离液态空气，故选：丁；
（2）高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾，二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（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，所以需要的仪器有：bahd，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，使用注射器添加双氧水，能控制反应的速率，得到平稳的气流，可以随时停止，有利于节约药品；
②两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，除了试管还要用到ghf三种仪器；催化剂是在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，从实验①中可看出红砖粉改变了过氧化氢分解的速度，实验②是用来检验红砖粉在反应前后的质量有没有发生变化，而该同学只称量了反应后红砖粉的质量，并没有称量反应前红砖粉的质量，实验③是用来证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变．
（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）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）①bahd，过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，可以得到平稳的氧气流，能控制反应速率，能节约药品；
②fgh，证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变，实验开始没有称量红砖粉末的质量；
（4）乙．

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．