题目内容

高锰酸钾和氯酸钾是常见的制取氧气的两种药品，高锰酸钾中氧元素的质量分数与氯酸钾中氧元素的质量分数相差很小，但对等质量的高锰酸钾和氯酸钾分别加热，充分反应后，高锰酸钾分解产生氧气的质量却远远小于氯酸钾分解产生氧气的质量．写出两个反应的化学方程式并运用所学知识解释原因．
分析：根据质量守恒定律，氧元素反应前后守恒，追寻反应前后氧元素是否全部转化为氧气是解题的关键．
解答：解：高锰酸钾加热制氧气的化学方程式为 2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑；
加热氯酸钾与二氧化锰制氧气的化学方程式为2KClO3
 二氧化锰 
.
 
△
2KCl+3O2↑；
由上述化学方程式不难看出：高锰酸钾中的氧元素只有部分转化为氧气单质，氯酸钾中的氧元素全部转化为氧气．故等质量的高锰酸钾和氯酸钾分别加热，充分反应后，高锰酸钾分解产生氧气的质量却远远小于氯酸钾分解产生氧气的质量．
点评：该题出的很巧妙，以制取氧气的原理及元素守恒入手，从量的方面考查两种制取氧气的方法．
练习册系列答案
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21、为了制备少量的氧气，某实验小组分三个阶段开展了一系列的工作：

第一阶段：查阅文献资料，获得了下列信息：
（1）双氧水、氯酸钾、高锰酸钾等含有氧元素的物质在一定条件下分解都可以产生氧气；
（2）其中双氧水溶液价格最低，在常温下就能够分解放出氧气，该过程无副产物；
（3）氯酸钾价格较高，分解较困难，且常伴有副产物；
（4）高锰酸钾价格较高，加热即可快速分解；
（5）二氧化锰能加速上述三种物质的分解．
根据上述信息，实验小组选择双氧水溶液和二氧化锰混合制备氧气．
第二阶段：列实验室准备实验用品，安装实验仪器，进行制备实验．
可供选择的实验装置如下．
第三阶段：实验完毕，洗刷实验仪器，整理实验用品．
问题：（1）要制取一瓶氧气，应选择的实验装置是
BC或BE
（填写字母代号）；组装好实验装置后应首先进行
检查装置的气密性
．
（2）有气体产生的化学反应在有限的空间里发生时，如果反应过快，容易引起爆炸．你认为该实验中可以采取哪些措施预防爆炸？（列举两条）
控制反应物间的接触速度，减慢反应的速度
、
利用催化剂减慢反应的速度
．
（3）回顾整个工作过程，你认为在准备工作阶段除应考虑药品的价格、制氧反应的难易、制氧过程的安全性等问题外，还应考虑哪些问题？（列举两条）
反应产生的氧气是否纯净
、
反应后是否有有害物质产生
．
3、下列说法正确的是（　　）
根据图1回答问题：

（1）装置A中仪器①的名称为
酒精灯
酒精灯
；装置D中仪器②的名称为
分液漏斗
分液漏斗
．
（2）用氯酸钾制氧气的发生装置可选用上述
A
A
 （填序号）装置；收集干燥的氧气可用
F
F
 （填序号）装置．该反应的文字表达式是
氯酸钾
二氧化锰
加热
氯化钾+氧气
氯酸钾
二氧化锰
加热
氯化钾+氧气
．如何证明收集到的气体是氧气（写出方法、现象、结论）
将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则是氧气
将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则是氧气
．
（3）若用高锰酸钾制取氧气应在试管口放
一团棉花
一团棉花
，原因：
防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
．
（4）用气焊的方法焊接某些金属时，常使用的乙炔气体，是由电石（固态）和水在常温下反应得到，已知乙炔密度比空气略小，难溶于水，则发生装置选上图中的
C或D
C或D
，收集装置选
H
H
．（填序号）
（5）如图2四种途径都可以得到氧气：
①写出实验室中通过甲途径制取氧气的化学方程文字表达式：
过氧化氢
二氧化锰
水+氧气；
过氧化氢
二氧化锰
水+氧气；

②化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作．从实现原料和反应过程的绿色化考虑，你认为在中学化学实验室中，甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，
甲
甲
（填“甲”、“乙”或“丙”）途径更体现化学实验的绿色化追求．
（6）除去粗盐中不溶性杂质的实验步骤是溶解、
过滤
过滤
、蒸发，用到的蒸发装置是
B
B
．（填序号），还必须用下列玻璃仪器组合中的
①
①
 （填序号）才能完成整体实验．
①漏斗、烧杯、玻璃棒   ②滴管、量筒、试管   ③集气瓶、表面皿、广口瓶．
根据下图回答问题：

（1）写出标有a、b、c的三种仪器名称：a
试管
试管
 b
长颈漏斗
长颈漏斗
 c
铁架台
铁架台

（2）实验室要用过氧化氢溶液制取氧气，应将装置
B
B
和
D
D
 相连（填装置代号，下同）．与用高锰酸钾制氧气相比，其优点是
不需要加热，节约能源
不需要加热，节约能源
．
（3）实验室要用氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，应选择的气体发生装置是
A
A
．相关反应的文字表达式是
氯酸钾
二氧化锰
加热
氯化钾+氧气
氯酸钾
二氧化锰
加热
氯化钾+氧气
．此实验包括以下操作：①加热 ②收集气体③检查装置气密性④装入药品并固定试管⑤将导管从水中移出⑥熄灭酒精灯．正确的操作顺序是
③④①②⑤⑥
③④①②⑤⑥
（填序号）．
（4）某研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．下表选取了部分实验数据：
                       用足量等体积过氧化氢溶液制取相同体积O2所需的时间
 浓度
时间（min）
条件		 30% H2O2 15% H2O2 5% H2O2
加入a g MnO2 0.2 0.8 2.0
加入a g Fe2O3 7.0 9.0 16.0
问题：从上表中能得出的结论是
制取氧气所需的时间与过氧化氢溶液的浓度有关
制取氧气所需的时间与过氧化氢溶液的浓度有关
（任写一条）．
（5）氨气（NH3）极易溶于水，且密度比空气小，实验室常采用加热硫酸铵和熟石灰的固体混合物来制备氨气，则发生装置应选图中
A
A
，收集装置则选
C
C
．（填装置代号）
实验室常里用于制取氧气的方法有：a、加热氯酸钾晶体和二氧化锰粉末；b、加热高锰酸钾固体；c、用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢（H2O2）溶液分解产生水和氧气．实验室制取氧气常用装置如下列图A、图B所示．

请回答有关问题：
（1）请仔细分析图A的特点，推测所用制取氧气的方法是
b
b
（填“a”、“b”、“c”）
（2）采用c方法制氧气，应选用装置
图B
图B
（填“图A”、“图B”）．为检验装置B中氧气是否收集满，可用带火星的木条放在集气瓶口，这是利用了氧气
氧气能支持燃烧
氧气能支持燃烧
的性质．利用图A装置制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是
防止水槽中水倒吸，引起试管破裂
防止水槽中水倒吸，引起试管破裂
；利用图B装置制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是
防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
．
（3）实验室里，常用氯化铵晶体跟氢氧化钙粉末混合加热制取氨气．它是一种无色的，有刺激性气味的，密度比空气小，而溶于水且能跟水反应生成氨水的气体，制取氨气过程中还有氯化钙和水生成．实验室制取氨气可选用制取
A
A
（填“A”或“B”）的装置，其理由是
固体和固体反应需加热
固体和固体反应需加热
；收集氨气可用
向下排空气
向下排空气
法，理由是
密度比空气小，溶于水且能跟水反应
密度比空气小，溶于水且能跟水反应
．

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