Question

8．實(shí)驗(yàn)室制取氣體時，首先要選擇反應(yīng)物，明確如何控制反應(yīng)條件，然后確定氣體發(fā)生和收集裝置，還要考慮裝置是否符合環(huán)保、安全等要求．請回答以下問題
（1）實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時，下列物質(zhì)不能直接作為原料的是②⑥　（填序號），判斷的依據(jù)是不含有氧元素．
①水（H₂O）  ②氯化鈉（NaCl） ③氯酸鉀（KClO₃）④高錳酸鉀（KMnO₄）⑤過氧化氫（H₂O₂）⑥甲烷（CH₄）
（2）當(dāng)確定了實(shí)驗(yàn)室制取某種氣體的化學(xué)反應(yīng)原理后，還應(yīng)該考慮原料是否容易獲得、是否安全等因素（寫一項(xiàng)即可）．選擇氣體的收集方法時，以下氣體性質(zhì)中需要考慮的因素是②④（填序號）．
①顏色    ②密度   ③可燃性   ④溶解性
（3）如圖1是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的簡易裝置，反應(yīng)所需的過氧化氫溶液可通過長頸漏斗注入，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；反應(yīng)的基本類型是分解反應(yīng)；用此方法收集氧氣的原因是氧氣不易溶于水；當(dāng)導(dǎo)管口氣泡連續(xù)均勻冒出時，開始收集；收集滿時看到的現(xiàn)象是有大氣泡從集氣瓶口一側(cè)冒出；還可用向上排空氣法收集氧氣，驗(yàn)滿的方法是用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗(yàn)，木條復(fù)燃及收集滿．
（4）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)使用此裝置在收集完氧氣后，反應(yīng)還在繼續(xù)進(jìn)行．他認(rèn)為，這個裝置的缺點(diǎn)是不能控制反應(yīng)隨時發(fā)生、隨時停止，造成了藥品的浪費(fèi)．為了解決小明提出的問題，請你對原實(shí)驗(yàn)裝置加以改進(jìn)或設(shè)計(jì)新的簡易實(shí)驗(yàn)裝置，以便有效地控制反應(yīng)的進(jìn)行．（你可從圖2用品中選取，其它常用的簡單儀器可自行選用．）

請你在下表中至少寫出兩種方案：

方案一	方案二

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體需考慮的因素分析，根據(jù)氣體的收集裝置須考慮氣體的密度和溶解性分析；
（3）據(jù)過氧化氫分解的反應(yīng)原理書寫表達(dá)式，并據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)分析反應(yīng)類型；并結(jié)合收集氣體的依據(jù)和注意事項(xiàng)解答，驗(yàn)滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
（4）要能控制反應(yīng)的進(jìn)行，一般有兩種措施：一、能隨時添加某種藥品，并能控制添加的速度，二、能隨時將兩種藥品分離和接觸；

解答 解：（1）化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，甲烷和氯化鈉中沒有氧元素，不能制取氧氣；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取某種氣體一般應(yīng)考慮原料是否容易獲得，反應(yīng)速率是否適中，是否安全，反應(yīng)條件是否簡單等，選擇收集裝置時可根據(jù)氣體密度和溶解性選擇；
（3）過氧化氫以二氧化錳為催化劑生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，符合“一變多”的特點(diǎn)，屬于分解反應(yīng)；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；用排水法收集較純凈氧氣的適宜時間是：當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時；收集滿時看到的現(xiàn)象是：瓶口有大氣泡冒出；氧氣的驗(yàn)滿方法是：將一根帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明滿了；
（4）若將長頸漏斗換成分液漏斗或注射器，通過分液漏斗或注射器能隨時添加液體藥品，并能控制液體藥品添加的速度，從而可以控制反應(yīng)的進(jìn)行；若使用裝有二氧化錳的小袋，可以隨時讓二氧化錳和過氧化氫溶液接觸和分離，從而可以控制反應(yīng)的進(jìn)行．
故答案為：（1）②⑥，不含有氧元素；（2）是否安全，②④；（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；分解反應(yīng)；氧氣不易溶于水；連續(xù)均勻；有大氣泡冒出；向上排空氣；用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗(yàn)，木條復(fù)燃及收集滿；（4）方案一：用分液漏斗代替長頸漏斗，其它同上、方案二：用注射器替代長頸漏斗，其它同上（或選用盛裝二氧化錳的小布袋，將連在小袋子上的鐵絲穿過橡皮塞并上下抽動）．

點(diǎn)評 本題考查制氧氣的原理、藥品及裝置的選擇、驗(yàn)滿，方案設(shè)計(jì)等知識，能較好考查學(xué)生實(shí)際操作能力和分析問題的能力．