Question

氧氣是人類生存必須的物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)變化得到氧氣的方法有很多．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣．
若選用圖1所示的裝置制取氧氣，化學(xué)方程式為_(kāi)_____ 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(guò)氧化氫溶液制取氧氣，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式；并結(jié)合制取二氧化碳和氫氣的方法分析解答；
Ⅱ、電解水實(shí)驗(yàn)負(fù)極生成的是氫氣、正極生成的是氧氣，該實(shí)驗(yàn)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(xué)變化中氧化汞分子分解成汞原子和氧原子，每2個(gè)氧原子構(gòu)成1個(gè)氧分子，汞原子構(gòu)成汞，反應(yīng)前后氧化汞分子發(fā)生了改變，汞原子和氧原子沒(méi)有發(fā)生改變；
Ⅳ、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)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(tǒng)比較麻煩的方法是：設(shè)相同質(zhì)量的物質(zhì)后根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出每項(xiàng)中生成氧氣的質(zhì)量，然后進(jìn)行比較即可．另一種較簡(jiǎn)單的方法就是依據(jù)方程式求出每種物質(zhì)與氧氣的質(zhì)量的比，設(shè)生成相同質(zhì)量的氧氣所需物質(zhì)多少，然后據(jù)此比較相同質(zhì)量的物質(zhì)分解放出氧氣多少；
（2）任選一種，如過(guò)氧化氫制取氧氣，根據(jù)制取氧氣的質(zhì)量計(jì)算消耗過(guò)氧化氫的質(zhì)量．
解答：解：Ⅰ、圖1所示的裝置制取氧氣，不需加熱，是用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣，過(guò)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(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳、氫氣均可用此發(fā)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(fā)現(xiàn)b管連接的是正極，故該試管內(nèi)生成的氣體是氧氣，可用帶火星的木條檢驗(yàn)；
氣體多，所以其中是氫氣，b就是氧氣；
（2）該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)在化學(xué)變化中元素的種類不變，根據(jù)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(diǎn)燃的方式檢驗(yàn)，而氧氣則可由帶火星的木條進(jìn)行檢驗(yàn)；
Ⅲ、由圖中可知化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目沒(méi)有發(fā)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(yīng)是分解反應(yīng)等；
Ⅳ、根據(jù)反應(yīng)：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(yīng)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(wú)法確定是否含有氧元素；
Ⅴ、（1）根據(jù)所給物質(zhì)寫(xiě)出這反應(yīng)的化學(xué)方程式，按O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1進(jìn)行配平，然后通過(guò)方程式計(jì)算出每種物質(zhì)與O₂的質(zhì)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(guò)方程式中物質(zhì)之間的質(zhì)量比可知：要制取32克的O₂需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量是68g，需要高錳酸鉀的質(zhì)量是316g，需要氯酸鉀的質(zhì)量為81.7g：，需要水的質(zhì)量為36g，需要氧化汞的質(zhì)量為434g，所以相同質(zhì)量的這5種物質(zhì)可制得O₂最多的是物質(zhì)是水；
（2）解：設(shè)制取3.2g氧氣，消耗過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68               32
x                3.2g
=
  x=6.8g     
答：制取3.2g氧氣，消耗過(guò)氧化氫的質(zhì)量為6.8g．（其他合理均可）
Ⅱ、（1）用帶火星的木條檢驗(yàn)，觀察木條是否復(fù)燃；
（2）探究水的組成；
Ⅲ、化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目沒(méi)有發(fā)生改變；氧化汞分子由原子和汞原子構(gòu)成（合理均可）；
Ⅳ、碳元素、氫元素（或C、H）；
Ⅴ、（1）D；（2）6.8g．
點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)非常全面，既考查裝置選取、反應(yīng)原理，又考查了質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用，電解水的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，化學(xué)計(jì)算等，尤其是質(zhì)量相同的物質(zhì)生成氧氣的質(zhì)量考查，解答該題的方法是很多種的，但是最簡(jiǎn)單的方法就是我們稱之為“歸一法”，即假定某種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為“1”，或假定每種物質(zhì)各1g，寫(xiě)出化學(xué)方程式，便可計(jì)算比較出結(jié)果．