Question

小雨對(duì)爸爸給患病的奶奶購(gòu)買(mǎi)的“便攜式制氧器”（如圖1），產(chǎn)生濃厚的興趣，他仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)，了解了它的工作原理（如圖2）和所用的藥品．藥品中甲劑是一種白色顆粒狀固體，作制氧劑；乙劑是黑色固體，作催化劑．在反應(yīng)倉(cāng)內(nèi)加入適量的水，先放甲劑，再放乙劑，即可產(chǎn)生氧氣．

[提出問(wèn)題]甲劑的化學(xué)成分是什么？
[查閱資料]過(guò)碳酸鈉是白色顆粒狀固體，溶于水時(shí)，生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫．
[設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)]小雨把甲劑和乙劑帶到實(shí)驗(yàn)室與黃老師共同探究．在老師的指導(dǎo)下，驗(yàn)證出甲劑是一種鈉鹽后，小雨接著進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）根據(jù)圖2得出：組裝氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)選擇圖（一）所示的儀器：

 

；小雨認(rèn)為氧氣是由過(guò)氧化氫在乙劑催化下產(chǎn)生的，其化學(xué)方程式為

 

．反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)

 

操作將乙劑與溶液分離，用到的玻璃儀器包括玻璃棒、燒杯外，還需要

 

．
（2）對(duì)于“如何驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體是氧氣？”，小雨認(rèn)為（簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象）

 

．但產(chǎn)生的氣體往往帶有較多的水分，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯老師建議小雨在組裝好的裝置中還需要增加一個(gè)干燥裝置．右圖該干燥裝置的一部分，請(qǐng)你補(bǔ)充畫(huà)出其它部分，并用箭頭標(biāo)明氣體進(jìn)出方向和使用的試劑．

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，小雨得出甲劑是過(guò)碳酸鈉．
[反思與交流]
（1）小方認(rèn)為小雨的結(jié)論不夠嚴(yán)密，應(yīng)該還需要補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)是

 

（2）與實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀或高錳酸鉀制氧氣相比較，該方法更方便家庭使用的理由之一是

 

．
（3）請(qǐng)你從貯存制氧劑、處理殘余物兩方面，為該制氧器的使用者提一條合理化的建議：

 

．

Answer 1

分析：（1）由資料可知：過(guò)碳酸鈉是白色顆粒狀固體，溶于水時(shí)，生成碳酸鈉和過(guò)氧化氫，符合“使用固體+液體反應(yīng)，不需加熱”；
組裝氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)選擇圖（一）所示的儀器：BCFG；
（2）過(guò)濾操作用到的玻璃儀器包括玻璃棒、燒杯、漏斗，通過(guò)過(guò)濾將不溶于水的二氧化錳與溶液分離；
（3）回顧氧氣的干燥和檢驗(yàn)、驗(yàn)滿方法，同二氧化碳作類(lèi)比；
（4）鞏固化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)．

解答：解：（1）由題意，反應(yīng)物符合“使用固體+液體反應(yīng)，不需加熱”，所以組裝氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)選擇圖（一）所示的儀器：BCFG；
（2）用“過(guò)濾”的方法分離不溶于水的二氧化錳，用到儀器為：鐵架臺(tái)、玻璃棒、燒杯、漏斗等；
（3）檢驗(yàn)是否氧氣：將帶有火星的木條放在集氣瓶?jī)?nèi)，是否木條復(fù)燃；
（4）比較過(guò)氧化氫制取氧氣：固體+液體反應(yīng)，不需加熱；實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀或高錳酸鉀制氧氣：固體+固體，且需要加熱；
故答案為：（1）組裝氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)選擇圖（一）所示的儀器：BCFG；  由過(guò)氧化氫在乙劑催化下產(chǎn)生的，其化學(xué)方程式為 2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)：過(guò)濾操作將乙劑與溶液分離，用到的玻璃儀器包括玻璃棒、燒杯外，還需要漏斗．
（2）小雨認(rèn)為：用帶火星的木條檢驗(yàn)，木條復(fù)燃則為氧氣．
[反思]（1）應(yīng)該還需要補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)是：檢驗(yàn)CO₃^2-存在．
（2）該方法更方便家庭使用的理由之一是：不需要加熱．
（3）一條合理化的建議：制氧劑應(yīng)放在干燥的地方等．

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)裝置特點(diǎn)可以組裝實(shí)驗(yàn)，根據(jù)操作要求可以判斷操作是否符合實(shí)驗(yàn)室的規(guī)定，學(xué)習(xí)化學(xué)要善于理論聯(lián)系實(shí)際．