Question

通過一年的學習，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，下同），根據“綠色化學”的理念，

 

途徑是實驗室制取氧氣的最佳方案．
（2）實驗室常用如圖2裝置來制取氧氣：
①若用高錳酸鉀制取較純凈的氧氣，可選擇裝置中的

 

（填字母）進行組裝．寫出該反應的化學方程式為

 

．
②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

 

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

結論：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？

Answer 1

分析：（1）無新物質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用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，要收集較純凈的氧氣用排水法，并據其反應原理書寫方程式；
②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；
③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，根據圖表中數據可知顆粒越小反應越快；
（3）根據過氧化氫的質量和方程式可算出氧氣的質量．

解答：解：（1）分離液態空氣制取氧氣是根據液態氧和液態氮的沸點不同而分離的，沒有產生新物質，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用高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置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↑；
②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；
③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34克H₂O₂完全分解，能制得氧氣質量為x
2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
  68             32
  34g            x

68

34g

=

32

x

  x=16g
答：能制得氧氣的質量是16g；
故答案為：（1）D；A； 
（2）①AC；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑； ②CH₄；
③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，以增大它與反應物的接觸面積；
（3）能制得氧氣的質量是16g．

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缺點，并能據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．