Question

20．在學習中我們了解到常用制取氧氣的方法有如圖所示的四種：

請回答問題：
（1）屬于工業(yè)制取氧氣的方法是（填“甲、乙、丙、丁”）��；
（2）寫出丙方法制取氧氣的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）某化學興趣小組的同學，利用下列儀器進行實驗（所有裝置的氣密性都已檢查完畢）．

①把過氧化氫溶液緩緩加入盛有二氧化錳的容器中制取并用排氣法收集氧氣，完成該實驗你所選用的儀器有bahd（填字母）．驗證瓶中氧氣已集滿的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃則滿．
寫出發(fā)生反應的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．這種方法與“把二氧化錳加入盛有過氧化氫溶液的試管中制氧氣”相比有可以控制反應速率，以便得到較平穩(wěn)的氧氣流的優(yōu)點．
②某同學繼續(xù)探究“紅磚粉末是否也可以作過氧化氫分解反應的催化劑？”實驗步驟和現(xiàn)象如下：
a、他分別向兩支試管中加入相同的過氧化氫溶液，向其中一支試管加入一藥匙紅磚粉末，然后將兩支試管中的氣體導出通入水中比較產生氣泡的快慢，發(fā)現(xiàn)加入紅磚粉末的試管中反應較快．
b、將反應較快的試管內固體過濾出來，洗滌、烘干、稱量．
c、用稱量后的固體重復步驟a的實驗，現(xiàn)象與步驟a完全相同．
試回答：步驟a中他除了選用試管外還用到上面列出的儀器有fhg（填字母）．步驟c的實驗目的是驗證紅磚粉末的化學性質是否改變．該學生認為通過上述實驗已證明紅磚粉末可以作過氧化氫分解反應的催化劑，但老師認為該同學的實驗還缺少一個關鍵步驟，請指出來應先對實驗前所用紅磚粉的質量進行稱量．
（4）按綠色化學的要求你認為四種制取氧氣的方法較好的是乙方法．（填“甲、乙、丙、丁”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室制氧氣和工業(yè)制氧氣的原理進行分析；
（2）根據(jù)氯酸鉀在受熱時會生成氧氣的反應原理進行分析；
（3）①根據(jù)要緩緩加入雙氧水需要有類似分液漏斗的裝置，需要發(fā)生裝置和收集裝置進行分析；
驗滿氧氣的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷，并據(jù)反應原理書寫方程式；根據(jù)用注射器添加液體的優(yōu)點進行分析；
②根據(jù)探究實驗的反應原理進行分析；
根據(jù)催化劑的定義和性質進行分析；
（4）根據(jù)四種制氧氣的原理進行分析．

解答 解：（1）實驗室常用高錳酸鉀、氯酸鉀、雙氧水制取氧氣，而工業(yè)上常用分離液態(tài)空氣制取氧氣；
（2）氯酸鉀在加熱、二氧化錳作催化劑的條件下生成氯化鉀和氧氣，反應方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）①要緩緩加入雙氧水需要有類似分液漏斗的裝置，需要注射器，需要氣體發(fā)生裝置試管，收集裝置集氣瓶以及導氣裝置，驗滿氧氣的方法是：將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷；
雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；使用注射器可以隨時添加液體，控制反應的快慢，以便得到比較平穩(wěn)的氧氣流；
②除了發(fā)生裝置，還需要驗證氣泡的快慢的裝置，以及導氣裝置；
步驟③的實驗目的是檢驗紅磚粉末的化學性質是否改變；
在驗證催化劑時，除了要驗證化學性質之外，還需要驗證反應前后的質量是否改變，要驗證紅磚粉在反應前后的質量沒有改變，應先對實驗前所用紅磚粉的質量進行分析稱量；
（4）氯酸鉀和高錳酸鉀都有大量的附屬產物，工業(yè)制氧需要一定的壓強，需要消耗能量，雙氧水制氧產物是水，不會污染環(huán)境；
故答案為：（1）��；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）①bahd；將帶火星的木條放于集氣瓶口，木條復燃則滿；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；可以控制反應速率，以便得到較平穩(wěn)的氧氣流；
②fhg；驗證紅磚粉末的化學性質是否改變；應先對實驗前所用紅磚粉的質量進行稱量；
（4）乙．

點評 在解此類題時，要掌握制取氧氣的反應原理、催化劑的性質等知識，并對題中的問題進行分析，結合題中的提示和學過的知識進行分析解答．