Question

15．在實驗室里，同學們做氧氣的制取、性質的分組實驗，實驗中各小組要消耗兩瓶氧氣．經計算這兩瓶氧氣在通常狀況下的質量共約為0.72g，若要用10%的過氧化氫溶液和MnO₂來制取氧氣：
（1）過氧化氫中氧元素的化合價為-1，它屬于氧化物（填“氧化物”、“混合物”或“單質”）
（2）至少需要向每個實驗小組提供該溶液15.3克．提示：10%過氧化氫溶液的密度為1.04g/cm³
（3）實驗準備室中有下列儀器，為保證同學們安全順利地制取氧氣，應選擇的儀器有②③ （寫序號）
（4）街頭露天燒烤不僅產生大量有害氣體污染環境，衛生狀況也令人擔憂，而且設備簡陋，容易導致肉類燒焦．在燒焦的肉類中含有一種強致癌物質3，4-苯并芘，它的化學式是C₂₀H₁₂，C₂₀H₁₂分子中碳、氫兩種元素的質量比20：1．

Answer 1

分析 （1）根據化合物中元素的化合價為0解答；
（2）根據每個小組消耗的氧氣量，利用化學方程式可計算出需要過氧化氫溶液的質量；
（3）進而計算該溶液的體積，依據該溶液的體積選擇反應的容器，從而選擇出所用到的儀器．
（4）根據化學式來確定原子個數，利用相對原子質量來計算元素的質量比；

解答 解：（1）過氧化氫中氧元素的化合價為m，
則（+1）×2+2m=0，m=-1，它屬于氧化物；
（2）設生成0.72g氧氣時所需的過氧化氫溶液的質量是x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
 68                          32
 x×10%                  0.72g
$\frac{68}{x×10%}=\frac{32}{0.72g}$
x=15.3g
答：至少需要向每個實驗小組提供該溶液15.3克．
（3）7.65g10%過氧化氫溶液的體積為：$\frac{15.3g}{1.04g/c{m}^{3}}$≈14.71cm³=14.71mL
所以反應的容器應該是②250ml的錐形瓶，20mL的試管做反應容器體積相對14.71mL來說太小，不利于氣體制取，選擇②后再選擇儀器③，這樣搭配有利于反應順利進行且能對反應速度進行控制，因此不選裝置④，該過程不需要加熱所以不選⑤，也不用鐵架臺固定，所以不選⑥，只用②③便能順利實驗．
（4）在C₂₀H₁₂中，C、H原子的個數為20、12，
則C、H元素的質量比為（12×20）：（1×12）=20：1，
故答案為：（1）-1；氧化物；
（2）15.3g
（3）②③；
（4）20：1．

點評 本題難度不大，主要考查了根據化學方程式來計算有關的量，從而使學生認識實驗儀器選擇的方法，屬基礎性知識考查題．