Question

氧氣是人類生存必須的物質，通過化學變化得到氧氣的方法有很多．
Ⅰ．實驗室制取氧氣．
若選用圖1所示的裝置制取氧氣，化學方程式為______ 2H₂O+O₂↑

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、圖1所示的裝置制取氧氣，不需加熱，是用過氧化氫溶液制取氧氣，據此書寫方程式；并結合制取二氧化碳和氫氣的方法分析解答；
Ⅱ、電解水實驗負極生成的是氫氣、正極生成的是氧氣，該實驗是為了探究水的組成；
Ⅲ、從圖示可分析出：氧化汞是由汞、氧兩種元素組成的，在化學變化中氧化汞分子分解成汞原子和氧原子，每2個氧原子構成1個氧分子，汞原子構成汞，反應前后氧化汞分子發生了改變，汞原子和氧原子沒有發生改變；
Ⅳ、根據化學反應前后元素的種類不變分析淀粉的組成；
Ⅴ、（1）本題是選擇題，解題方法有多種，最傳統比較麻煩的方法是：設相同質量的物質后根據化學方程式計算出每項中生成氧氣的質量，然后進行比較即可．另一種較簡單的方法就是依據方程式求出每種物質與氧氣的質量的比，設生成相同質量的氧氣所需物質多少，然后據此比較相同質量的物質分解放出氧氣多少；
（2）任選一種，如過氧化氫制取氧氣，根據制取氧氣的質量計算消耗過氧化氫的質量．
解答：解：Ⅰ、圖1所示的裝置制取氧氣，不需加熱，是用過氧化氫溶液制取氧氣，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，方程式是：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；實驗室制取二氧化碳、氫氣均可用此發生裝置，但收集氣體的方法是向上排空氣法，氫氣的密度比空氣小，故不能用此裝置組合；
Ⅱ、（1）觀察圖可以發現b管連接的是正極，故該試管內生成的氣體是氧氣，可用帶火星的木條檢驗；
氣體多，所以其中是氫氣，b就是氧氣；
（2）該實驗是通過在化學變化中元素的種類不變，根據生成物氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，推出水由氫元素和氧元素組成；生成的氫氣可用點燃的方式檢驗，而氧氣則可由帶火星的木條進行檢驗；
Ⅲ、由圖中可知化學反應前后原子的種類、數目沒有發生改變，分子可以再分為原子，原子重新組合成新分子，該反應是分解反應等；
Ⅳ、根據反應：二氧化碳+水淀粉+氧氣，二氧化碳由碳元素、氧元素組成，水由氧元素、氫元素組成，反應后氧氣由氧元素組成，由此可以確定淀粉中一定含有的元素是碳元素和氫元素，無法確定是否含有氧元素；
Ⅴ、（1）根據所給物質寫出這反應的化學方程式，按O₂的化學計量數為1進行配平，然后通過方程式計算出每種物質與O₂的質量比；
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68               32
2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
 316                  32
KClO₃KCl+O₂↑
 81.7            32     
2H₂O2H₂↑+O₂ ↑
36             32
2HgO2Hg+O₂↑
434         32
通過方程式中物質之間的質量比可知：要制取32克的O₂需要過氧化氫的質量是68g，需要高錳酸鉀的質量是316g，需要氯酸鉀的質量為81.7g：，需要水的質量為36g，需要氧化汞的質量為434g，所以相同質量的這5種物質可制得O₂最多的是物質是水；
（2）解：設制取3.2g氧氣，消耗過氧化氫的質量為x
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68               32
x                3.2g
=
  x=6.8g     
答：制取3.2g氧氣，消耗過氧化氫的質量為6.8g．（其他合理均可）
Ⅱ、（1）用帶火星的木條檢驗，觀察木條是否復燃；
（2）探究水的組成；
Ⅲ、化學反應前后原子的種類、數目沒有發生改變；氧化汞分子由原子和汞原子構成（合理均可）；
Ⅳ、碳元素、氫元素（或C、H）；
Ⅴ、（1）D；（2）6.8g．
點評：本題考查知識非常全面，既考查裝置選取、反應原理，又考查了質量守恒定律的應用，電解水的實驗知識，化學計算等，尤其是質量相同的物質生成氧氣的質量考查，解答該題的方法是很多種的，但是最簡單的方法就是我們稱之為“歸一法”，即假定某種物質的化學計量數為“1”，或假定每種物質各1g，寫出化學方程式，便可計算比較出結果．