Question

3．實(shí)驗(yàn)室制取氣體需要考慮原理、發(fā)生裝置、收集方法 驗(yàn)證方法、步驟等因素；下面是我們實(shí)驗(yàn)室制取氧氣需要考慮的一些問題：
（1）下面是一些制取氧氣的方法：
①用二氧化錳催化過氧化氫制取氧氣；
②加熱高錳酸鉀制取氧氣
③加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣；
④分離液態(tài)空氣制取氧氣；
⑤通電分解水制取氧氣；
上述制取氧氣的實(shí)驗(yàn)方案中，最適合實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方案是①（序號(hào)）；理由是反應(yīng)在常溫即可進(jìn)行，節(jié)能，簡(jiǎn)便，生成水，無污染．
（2）如圖是實(shí)驗(yàn)室制取和收集氣體的常見裝置：

①利用上述（1）中你選擇的方案來制取氧氣；發(fā)生裝置應(yīng)該選擇B，收集方法可以選擇CE．如果需要制取一瓶干燥的氧氣，需要選擇裝置是：F．
（3）實(shí)驗(yàn)室制取氣體，在向發(fā)生裝置中加入藥品之前，需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是：檢查裝置氣密性．
（4）過氧化鈉（Na₂O₂）與水發(fā)生反應(yīng)，生成一種堿和氧氣；現(xiàn)將78g過氧化鈉放入338g水中，充分反應(yīng)． 試計(jì)算：所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？【相對(duì)原子質(zhì)量：H：1   O：16   Na：23】

Answer 1

分析 （1）結(jié)合制取氧氣的反應(yīng)原理，并從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡(jiǎn)便等方面進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)制取氣體的制取裝置與收集裝置的選擇依據(jù)來分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般操作步驟分析；
（4）根據(jù)過氧化鈉（Na₂O₂）與水發(fā)生反應(yīng)可以知道，反應(yīng)后的溶液為氫氧化鈉溶液，可以根據(jù)過氧化鈉的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式求算出氫氧化鈉的質(zhì)量氧氣的質(zhì)量，進(jìn)而求算出氫氧化鈉溶液的質(zhì)量溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①過氧化氫催化分解，常溫即可進(jìn)行，節(jié)能，簡(jiǎn)便，生成水，無污染；
②③需要加熱，消耗能源，不簡(jiǎn)便，不安全；
④分離液態(tài)空氣法制取氧氣在實(shí)驗(yàn)室中是無法實(shí)現(xiàn)的；
⑤通電使水分解，要消耗電能，不節(jié)能．
故填：①；反應(yīng)在常溫即可進(jìn)行，節(jié)能，簡(jiǎn)便，生成水，無污染；
（2）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣，屬于固液常溫型，所以選擇裝置B裝置來制取氧氣；氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，所以可用向上排空氣法或排水法收集氧氣；濃硫酸具有吸水性，可以讓氧氣通過裝置F使氧氣得以干燥；故填：B；CE；F；
（3）為確保制取氣體的實(shí)驗(yàn)成功，在加入藥品前應(yīng)對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢查，防止因裝置漏氣而不能收集到氣體且造成藥品的浪費(fèi)；故填：檢查裝置氣密性；
（4）解：設(shè)生成的氫氧化鈉的質(zhì)量為x，氧氣的質(zhì)量為y         
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
   156                160     32
    78g                 x       y
$\frac{156}{160}=\frac{78g}{x}$
解得：x=80g
$\frac{156}{32}=\frac{78g}{y}$
解得：y=16g
所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{80g}{78g+338g-16g}$×100%=20%
答：所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是20%．

點(diǎn)評(píng) 發(fā)生裝置據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置據(jù)氣體的密度和溶解性，及是否與空氣中成分反應(yīng)確定，并掌握實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理和注意事項(xiàng)．根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，所使用的物質(zhì)的質(zhì)量必須為完全反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量，未參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量不能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．