Question

20．氧氣和氫氣是初中化學學習中比較重要的兩種氣體．以下是有關這兩種氣體的比較．
Ⅰ實驗室制法：

（1）實驗室一般利用金屬鋅和稀硫酸反應制取氫氣，可選用的發(fā)生裝置為B（填序號），若利用該裝置制取氧氣，其反應原理用符號表達式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）氫氣和氧氣都可通過E（選“C”、“D”或“E”）裝置來收集；若利用F裝置通過排氣法收集氧氣，氧氣應從b（填“a”或“b”）端通入．
（3）由以上總結，實驗室選擇氣體發(fā)生裝置應考慮哪些因素？收集裝置又應考慮哪些因素？
Ⅱ工業(yè)制法：
（1）工業(yè)上常以空氣為原料，通過分離液體空氣或膜分離等技術來獲取氧氣．該過程屬于物理（填“物理”或“化學”）變化．
（2）大量制取氫氣最理想的途徑是利用太陽能使水分解，試寫出反應的符號表達式2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
Ⅲ性質和用途：
（1）氧氣具有氧化性．除能支持燃燒外，很多氧化反應也與它有關．試列舉一個屬于緩慢氧化的例子鐵生銹．
（2）氫氣具有可燃性．若要檢驗圖2中氫氣的燃燒產物．請設計一種實驗方法點燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成，發(fā)生反應的符號表達式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．氫氣被認為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時還未能廣泛應用，試推測一項原因不好運輸和儲存．

Answer 1

分析 制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．實驗室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應制氫氣的，氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集．若利用F裝置通過排氣法收集氧氣，氧氣應從短管進入，因為氧氣的密度比水�。�工業(yè)上常以空氣為原料，通過分離液體空氣或膜分離等技術來獲取氧氣，該過程屬于物理變化；利用太陽能使水分解，生成氫氣和氧氣，配平即可；鐵生銹、人的呼吸等都屬于緩慢氧化．氫氣具有可燃性，若要檢驗圖2中氫氣的燃燒產物，請設計一種實驗方法：點燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；氫氣和氧氣在點燃的條件下生成水，配平即可；氫氣被認為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時還未能廣泛應用，試推測一項原因：不好運輸和儲存．

解答 解：Ⅰ（1）實驗室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應制氫氣的，因此不需要加熱；過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；故答案為：B；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；若利用F裝置通過排氣法收集氧氣，氧氣應從短管進入，因為氧氣的密度比水小；故答案為：E；b；
（3）氣體的發(fā)生裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關；故答案為：反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的密度和溶解性有關；
Ⅱ（1）工業(yè)上常以空氣為原料，通過分離液體空氣或膜分離等技術來獲取氧氣，該過程屬于物理變化；故答案為：物理；
（2）利用太陽能使水分解，生成氫氣和氧氣，配平即可；故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
Ⅲ（1）鐵生銹、人的呼吸等都屬于緩慢氧化；故答案為：鐵生銹（合理即可）
（2）氫氣具有可燃性，若要檢驗圖2中氫氣的燃燒產物，請設計一種實驗方法：點燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；氫氣和氧氣在點燃的條件下生成水，配平即可；氫氣被認為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時還未能廣泛應用，試推測一項原因：不好運輸和儲存；故答案為：點燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；不好運輸和儲存（合理即可）；

點評 本考點主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫、物質的性質和用途等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．