Question

通過學習，我們知道可以通過如圖1所示的六種途徑制得氧氣：

（1）在六種制氧氣的方法中，屬于物理變化的是

 

（填序號），根據(jù)“綠色化學”的理念，

 

途徑是實驗室制取氧氣的最佳方案．
（2）實驗室常用下列裝置來制取氧氣：
①寫出如圖2中有標號儀器的名稱：a

 

；b

 

．
②若用高錳酸鉀制取較純凈的氧氣，可選擇上述裝置中的

 

和

 

（填字母）進行組裝．寫出該反應(yīng)的化學方程式為

 

．
③下表是五種氣體在標準狀況下的密度和溶解性：

	空氣	NH3	CH4	HCl	O2
密度/g?L-1	1.293	0.77l	0.717	1.629	1.43
溶解性		極易溶	難溶	極易溶	微溶

結(jié)合表中的信息可知：既能用排水法，又能用向下排空氣法收集的氣體是

 

．
④某同學用一些植物來代替MnO₂作催化劑分解H₂O₂制取氧氣，記錄如下表：

	H2O2溶液的 質(zhì)量（克）	H2O2溶液的濃度	植物的種類及質(zhì)量	收集80mL氧氣所用的時間
1組	34	15%	大顆粒胡蘿卜16克	18分鐘
2組	34	15%	大顆粒馬鈴薯16克	10.5分鐘
3組	34	15%	小顆粒馬鈴薯16克	4分鐘

結(jié)論：通過1、2兩組對比實驗可知

 

．通過2、3兩組對比實驗可知要使胡蘿卜能夠更快地促進過氧化氫的分解，可采用的方法是

 

．
（3）計算：將34g過氧化氫完全分解，能制得氧氣多少g？
（4）化學是把雙刃劍，恰當?shù)剡\用化學原理會更好地服務(wù)于社會．例如鐵制品生銹會給人們生活帶來諸多不便和危害，但冬天常用的防寒用品--“暖寶寶”卻是利用鐵與

 

、

 

反應(yīng)生銹時放出的熱量為人類服務(wù)．當前溫室效應(yīng)是全球關(guān)注的話題，從正反兩方面談?wù)剬�溫室效�?yīng)的認識．

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,氧氣的收集方法,催化劑的特點與催化作用,金屬銹蝕的條件及其防護,化學變化和物理變化的判別,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）無新物質(zhì)生成的變化是物理變化；最佳方法可從是否加熱、生成物是否有污染等方面解答；
（2）①據(jù)常用儀器回答；
②用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，要收集較純凈的氧氣用排水法，并據(jù)其反應(yīng)原理書寫方程式；
③能用排水法收集的氣體不溶于水或 不易溶于水，能用向下排空氣法收集的氣體說明其密度比空氣小；
④通過收集80mL氧氣所用的時間長短可比較馬鈴薯和胡蘿卜的催化作用強弱，根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)可知顆粒越小反應(yīng)越快；
（3）根據(jù)過氧化氫的質(zhì)量和方程式可算出氧氣的質(zhì)量；
（4）據(jù)鐵生銹原理，及溫室效應(yīng)對環(huán)境的影響解答．

解答：解：（1）分離液態(tài)空氣制取氧氣是根據(jù)液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點不同而分離的，沒有產(chǎn)生新物質(zhì)，是物理變化；而其他方法是利用化學方法制取氧氣；
這些方法中雙氧水制氧氣裝置操作簡單、安全，不需加熱，生成物是水和氧氣，無污染，所以是最佳制取氧氣的方法；
（2））①標號儀器分別是錐形瓶和水槽；
②用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，氧氣不易溶于水，所以要收集較純凈的氧氣用排水法，加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，方程式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
③能用排水法收集的氣體不溶于水或 不易溶于水，能用向下排空氣法收集的氣體說明其密度比空氣小，由表格中提供信息可知甲烷的密度比空氣小，且難溶于水，所以可用排水法或向下排空氣法收集；
④通過表格可知：收集80mL氧氣所用的時間馬鈴薯比胡蘿卜短，由此說明馬鈴薯的催化作用比胡蘿卜強；根據(jù)大顆粒馬鈴薯和小顆粒馬鈴薯的對比實驗可知顆粒越小，反應(yīng)速度越快，所以使胡蘿卜能夠更快地促進過氧化氫的分解，可采用的方法是將胡蘿卜切成更小的顆粒；
（3）設(shè)34克H₂O₂完全分解，能制得氧氣質(zhì)量為x
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
  68             32
  34g            x

68

32

=

34g

x

  x=16g
答：能制得氧氣的質(zhì)量是16g；
（4）“暖寶寶”卻是利用鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生銹時放出的熱量為人類服務(wù)；
當前溫室效應(yīng)是全球關(guān)注的話題，適當?shù)臏厥倚��?yīng)是有好處的，可使寒冷地方溫度升高，利于植物、動物的生長，現(xiàn)在全球年平均氣溫約為15℃，如果沒有二氧化碳，地球表面的平均氣溫就會下降到-23℃，這顯然對生物的生存是不利的；不利的一面是：會導致海平面上升； 氣候反常，海洋風暴增多、洪澇災(zāi)害等等；
故答案為：（1）D；A； 
（2）①錐形瓶；水槽；
②A；C；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
③CH₄；
④馬鈴薯對過氧化氫分解的催化作用比胡蘿卜強；將胡蘿卜切成小顆粒，以增大它與反應(yīng)物的接觸面積；
（3）能制得氧氣的質(zhì)量是16g；
（4）氧氣；水蒸氣；
有利的一面：可使寒冷地方溫度升高，利于植物、動物的生長等；不利的一面：會導致海平面上升； 氣候反常，海洋風暴增多、洪澇災(zāi)害等等．

點評：熟練掌握氧氣的制法，會從裝置、操作、是否加熱、生成物是否有污染等方面比較方案的優(yōu)缺點，并能據(jù)題目提供信息靈活分析解答，較好考查了學生分析、解決問題的能力．