Question

實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫制取氧氣的實(shí)踐與研究．
（1）過(guò)氧化氫中氧元素的化合價(jià)為_(kāi)_______．
（2）過(guò)氧化氫溶液常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣．可供選擇的儀器或裝置如圖所示．

①用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣時(shí)，氧氣中會(huì)含有較多的水蒸氣，為了收集干燥的氧氣，整套裝置的連接順序?yàn)椋ㄓ蓺怏w發(fā)生裝置開(kāi)始）________（選填字母A～E）．
②加入藥品通常采用“把過(guò)氧化氫溶液緩緩加入盛有少量MnO₂的反應(yīng)容器中”，優(yōu)點(diǎn)是________．
③MnO₂可以連續(xù)使用，理由是________．
④根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算獲得的氧氣理論值總是比實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作收集到氣體的數(shù)值大（假設(shè)裝置不漏氣且實(shí)驗(yàn)操作正確），原因是________．
（3）生產(chǎn)火箭燃料的工業(yè)廢水中含有少量偏二甲肼X，可用雙氧水處理排污，反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+8H₂O₂═2CO₂↑+N₂↑+12H₂O，則X的化學(xué)式為_(kāi)_______．
（4）85g過(guò)氧化氫溶液加入wg二氧化錳反應(yīng)完全后，留下混合物質(zhì)量仍為85g，則過(guò)氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______．（不要求寫(xiě)計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

解：
（1）在化合物中，正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零．已知在過(guò)氧化氫中氫元素化合價(jià)為+1價(jià)，故可得氧元素化合價(jià)-1價(jià)．
（2）①要制得干燥的氣體，除了必須用向上排空氣法收集外，還得需要收集之前加一個(gè)干燥裝置．所以裝置的連接順序應(yīng)該是
ACE或BCE．
②把過(guò)氧化氫溶液緩緩加入盛有少量MnO₂的反應(yīng)容器中是為了控制反應(yīng)速度，得到平穩(wěn)的氧氣流．
③MnO₂是該反應(yīng)的催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，因此可以連續(xù)使用．
④制取氧氣時(shí)，一部分氧氣可能溶解在水中，也可能收集時(shí)散失，也可能殘留在導(dǎo)管中，或者過(guò)氧化氫有一部分已分解掉了．從而導(dǎo)致收集到的氣體往往小于理論值．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得X的化學(xué)式為C₂H₈N₂．
（4）氧氣的質(zhì)量為wg，過(guò)氧化氫的質(zhì)量為wg÷=．，
則過(guò)氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為÷85g×100%=%=2.5w%．
分析：實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)，會(huì)遇到很多問(wèn)題：如何控制氧氣的反應(yīng)速度？如何制取干燥的氣體？干燥劑MnO₂有哪些特點(diǎn)？為什么根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算獲得的氧氣理論值總是比實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作收集到氣體的數(shù)值大？等等，要解決這些問(wèn)題必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)獲得，而且還得將理論與實(shí)踐結(jié)合．
點(diǎn)評(píng)：該題從實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的實(shí)踐出發(fā)，考查許多可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生掌握制取氧氣的方法以及實(shí)踐活動(dòng)都有積極的指導(dǎo)意義．