Question

今天又是實驗開放日，李老師給同學們準備了以下實驗裝置：

（1）制備任何氣體之前，必須先檢查發生裝置的

 

，
（2）用雙氧水和二氧化錳的混合物制氧氣：該反應的化學符號表達為：

 

，選擇的發生裝置是

 

（填序號），如用右圖所示裝置代替此發生裝置，其優點是

 

．在這個反應中二氧化錳起的作用是

 

，如果此實驗中所用二氧化錳的量偏多，取用等
質量的同種雙氧水制取氧氣時，所制得的氧氣質量

 

（填“增多”、“減少”或“不變”）．
（3）加熱高錳酸鉀制氧氣：其化學符號表達式為

 

，選擇的發生裝置是

 

（填序號），因為氧氣不易溶于水，收集氧氣的裝置為

 

（填序號），根據你選擇的發生裝置和收集裝置，連接好實驗裝置后做實驗，當氣泡在

 

冒出時，證明氧氣已集滿．實驗完畢時，為防止水槽中的冷水倒吸入熱的試管底部，造成試管炸裂，那么停止加熱時的操作順序是先

 

，然后

 

．實驗完畢時，如發現瓶中氧氣呈紫紅色，其原因可能是發生裝置中缺少

 

．在（2）（3）兩種方法制氧氣的途徑中，

 

能體現綠色化學的要求，其理由是：

 

．
（4）如圖所示裝置是醫院給病人輸氧氣時用到的類似裝置，已知瓶中盛放半瓶蒸餾水，導管的

 

（填M或N）端連接病人吸氧氣的塑料管，可根據

 

來判斷氧氣輸出的速率．

Answer 1

分析：（1）從防止氣體泄漏考慮；
（2）熟記實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳反應制取氧氣的化學反應式；根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置；從注射器可控制液體的滴加考慮此裝置制取氧氣的優點；二氧化錳的量多少不影響生成氧氣的多少；
（3）熟記實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學反應式；根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置；考慮題干中的：氧氣不易溶于水，選擇收集方法；其他空考慮用高錳酸鉀制取氧氣時的注意事項．
（4）利用逆推法，如果從b端通入，有什么后果和現象．

解答：解：（1）如果制備氣體的裝置漏氣，一個是會使氣體跑掉，造成浪費，另外如果制取的氣體是有毒氣體，漏了會造成中毒，所以制備任何氣體前，一定要檢查裝置的氣密性．
故答案為：氣密性；
（2）過氧化氫溶液制取氧氣的化學反應式是：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；此反應是固液不加熱反應，裝置B適用于固液不加熱反應，所以可用B作為發生裝置；右圖所示裝置中的注射器可以控制液體的滴加速度，所以就控制了反應的快慢；此反應中的二氧化錳在反應前后性質和質量都不發生改變，而且它的多少也不會影響氧氣生成的多少，起催化作用．
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；B；可控制滴加液體的快慢，從而控制反應的快慢；催化作用（催化劑）；不變；
（3）用高錳酸鉀制取氧氣的化學反應式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；此反應是固體的加熱反應，A裝置適用于固體的加熱反應，所以可選用A作為發生裝置；因為氧氣不易溶于水，可用裝置E收集氧氣．當集氣瓶口有氣泡冒出時，說明氧氣已滿．實驗結束時，為防止水倒流入試管，引起試管的炸裂，要先從水槽中移出導管，再熄滅酒精燈；此實驗中容易忽略試管口要放一團棉花，否則，高錳酸鉀進入導管，妨礙實驗的進行，并使收集的氧氣呈紫紅色；
（2）題中制取氧氣的實驗與此相比，生成物是水和氧氣，不會污染環境，屬于綠色化學．
故答案為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A；E；集氣瓶口有氣泡冒出；先將導管從水槽中拿出；再停止加熱；棉花；（2）；生成物是水，不污染環境；
（4）如果從M端通入氧氣，會將瓶中的水壓入人體內，所以應該從N端通入，通過是否有氣泡冒出來判斷是否通氧氣，根據氣泡冒出速度快慢來推測退氧氣的快慢．
故答案為：N；M端管口冒出氣泡的快慢．

點評：實驗室常用高錳酸鉀或過氧化氫溶液制取氧氣，因為反應物的狀態和反應條件不同，所用裝置也不同，同學們一定不能混淆這兩種制取氧氣的方法，可用對比記憶的方法區分．