Question

9．化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的．结合下列实验装置图回答问题：

（1）下面四种途径都可以得到氧气：

任意写出其中的两个反应的化学方程式
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、②2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（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，上述几种制取氧气的途径中用过氧化氢（填物质名称）更体现化学实验的绿色化追求．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是A（填字母代号，下同）．用该发生装置时，要在试管口塞一团棉花，目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管，用排水法收集氧气时，一有气泡就开始收集，造成的后果是：收集的氧气不纯．
（4）实验室用固体石灰石和液体稀盐酸制取二氧化碳，可选用的发生装置是B．收集二氧化碳通常用E装置，而不选用D或C装置，试从二氧化碳性质的角度来分析其原因二氧化碳能溶于水、密度比空气大．
（5）小美同学取双氧水69g放入烧杯中，然后加入2g二氧化锰，完全反应后，称得烧杯内剩余物质的总质量为69.04g．请回答下列问题：
①制得氧气的质量是多少？
②所用双氧水中过氧化氢的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）制取氧气的化学反应原理可参照教材中的化学方程式书写；
（2）制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水制氧气就不需要加热，可以节约热能，符合绿色化学的理念；
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气时，需要用酒精灯，所以A合适；根据制取氧气的注意事项解答；
（4）根据制取二氧化碳的药品状态和性质选择发生和收集装置；
（5）根据氧气的实验室制法可知，二氧化锰是催化剂，其质量化学反应前后不变可知剩余固体的质量，然后根据质量守恒定律可以计算出氧气的质量；写出化学方程式并代入氧气的质量计算出双氧水（溶质）的质量．

解答 解：（1）过氧化氢制取氧气一般要用二氧化锰作催化剂，生成水和氧气；高锰酸钾制取氧气时，反应条件是加热，生成物是锰酸钾、二氧化锰和氧气．故答案为：甲：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑乙：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）如果用双氧水制氧气就不需要加热，可以节约热能，符合绿色化学的理念；故答案为：过氧化氢；
（3）实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶干燥氧气时，需要加热，在试管口放一团棉花的目的是防止高锰酸钾粉末进入导管；若用排水法收集氧气，一有气泡就开始收集，会使收集的氧气不纯；故答案为：A；防止高锰酸钾粉末进入导管；收集的氧气不纯；
（4）在常温下，用块状石灰石固体和稀盐酸制取二氧化碳气体，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳能溶于水、密度比空气大，所以用向上排空气法收集；故答案为：B；二氧化碳能溶于水、密度比空气大
（5）根据氧气的实验室制法可知，二氧化锰是催化剂．其质量化学反应前后不变可知所得固体物质为2g；依据质量守恒定律可知氧气的质量=69g+2g-69.04g=1.96g．
（2）设该双氧水中含有的过氧化氢的质量为X．
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
 68             32
 x              1.96g
$\frac{68}{x}=\frac{32}{1.96g}$
x=3.74g
故答案为：①制得氧气的质量是1.96； ②双氧水中过氧化氢（H₂O₂）的质量是3.74g．

点评 本题注重考查学生对基础知识的掌握情况，尤其是化学方程式的书写更加凸显了化学用语的重要性，所考知识点面向全体，所以能够增强同学们对化学学习的积极性．