Question

（6分）實驗室用分解高錳酸鉀的方法制取氧氣。
（1）用高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式是                       。
（2）現有下圖所示的儀器，要制備并收集氧氣，還需要補充的一種儀器是      。

（3）實驗開始前如圖所示檢查裝置氣密性，檢查氣密性的方法是___________，說明氣密性良好。

（4）分解過氧化氫溶液也可制得氧氣。34g過氧化氫中氧元素的質量m₁=       g，34g過氧化氫完全
分解后，放出氧氣的質量m₂=       g 。
請回答，根據質量守恒定律，m₁-m₂表示的是____________________ 的質量。

Answer 1

（1）2KMnO₄     K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ （2） 酒精燈
（3）用手握住試管如果導氣管口有氣泡冒出，松開手后導氣管中有一段水柱
（4）32     16     水中氧元素的質量

試題分析：（1）用高錳酸鉀加熱制氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳，故反應的化學方程式為2KMnO₄     K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑。
（2）用加熱高錳酸鉀的方法制氧氣時，由于反應物的狀態是固態，反應條件是加熱，故應選用“固-固加熱型”的發生裝置，所以應用的儀器有：試管、鐵架臺、合適的帶橡皮塞的導氣管、酒精燈；根據所提供的儀器可知是用排水法收集氧氣，所以應用的儀器有：水槽、集氣瓶、玻璃片，故還需補充酒精燈。
（3）檢查氣密性的方法是，把導管的一端浸入水中，兩手緊握試管外壁，由于試管內的空氣會受熱膨脹，如果裝置氣密性良好，則試管內氣體壓強會增大，故會看到導管口有氣泡冒出；手松開后，試管內的溫度降低，氣體遇冷收縮，氣體壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水會被壓入導管，故會看到導管口出現一段水柱。
（4）過氧化氫中氧元素的質量=過氧化氫的質量×過氧化氫中氧元素的質量分數，故34g過氧化氫中氧元素的質量m₁=34g×=32g；
利用過氧化氫制氧氣的化學方程式，根據過氧化氫的質量，以及氧化氫與氧氣的質量比，可求出氧氣的質量。則有
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68          32
34g         m₂
68：34g =32：m₂
解得m₂=16g
根據質量守恒定律，化學反應前后元素的質量不變，結合化學方程式可看出，過氧化氫中氧元素的質量=水中氧元素的質量+氧氣的質量，所以m₁-m₂表示的是水中氧元素的質量。
點評：熟練掌握實驗室中制取氣體的兩套發生裝置，能夠根據反應物的狀態和反應條件來選擇合適的發生裝置，能夠根據氣體的密度和水溶性來選擇合適的收集方法，是解此類題的關鍵。另外，關于化學式和化學方程式的計算，同學們要在平時的學習中，多加強訓練。