Question

20．氧氣和氫氣是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中比較重要的兩種氣體．以下是有關(guān)這兩種氣體的比較．
Ⅰ實(shí)驗(yàn)室制法：

（1）實(shí)驗(yàn)室一般利用金屬鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，可選用的發(fā)生裝置為B（填序號(hào)），若利用該裝置制取氧氣，其反應(yīng)原理用符號(hào)表達(dá)式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）氫氣和氧氣都可通過(guò)E（選“C”、“D”或“E”）裝置來(lái)收集；若利用F裝置通過(guò)排氣法收集氧氣，氧氣應(yīng)從b（填“a”或“b”）端通入．
（3）由以上總結(jié)，實(shí)驗(yàn)室選擇氣體發(fā)生裝置應(yīng)考慮哪些因素？收集裝置又應(yīng)考慮哪些因素？
Ⅱ工業(yè)制法：
（1）工業(yè)上常以空氣為原料，通過(guò)分離液體空氣或膜分離等技術(shù)來(lái)獲取氧氣．該過(guò)程屬于物理（填“物理”或“化學(xué)”）變化．
（2）大量制取氫氣最理想的途徑是利用太陽(yáng)能使水分解，試寫(xiě)出反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式2H₂O$\frac{\underline{\;太陽(yáng)能\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
Ⅲ性質(zhì)和用途：
（1）氧氣具有氧化性．除能支持燃燒外，很多氧化反應(yīng)也與它有關(guān)．試列舉一個(gè)屬于緩慢氧化的例子鐵生銹．
（2）氫氣具有可燃性．若要檢驗(yàn)圖2中氫氣的燃燒產(chǎn)物．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方法點(diǎn)燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個(gè)干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成，發(fā)生反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O．氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時(shí)還未能廣泛應(yīng)用，試推測(cè)一項(xiàng)原因不好運(yùn)輸和儲(chǔ)存．

Answer 1

分析 制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．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．實(shí)驗(yàn)室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．實(shí)驗(yàn)室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制氫氣的，氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集．若利用F裝置通過(guò)排氣法收集氧氣，氧氣應(yīng)從短管進(jìn)入，因?yàn)檠鯕獾拿芏缺人�小．工業(yè)上常以空氣為原料，通過(guò)分離液體空氣或膜分離等技術(shù)來(lái)獲取氧氣，該過(guò)程屬于物理變化；利用太陽(yáng)能使水分解，生成氫氣和氧氣，配平即可；鐵生銹、人的呼吸等都屬于緩慢氧化．氫氣具有可燃性，若要檢驗(yàn)圖2中氫氣的燃燒產(chǎn)物，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方法：點(diǎn)燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個(gè)干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成水，配平即可；氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時(shí)還未能廣泛應(yīng)用，試推測(cè)一項(xiàng)原因：不好運(yùn)輸和儲(chǔ)存．

解答 解：Ⅰ（1）實(shí)驗(yàn)室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制氫氣的，因此不需要加熱；過(guò)氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；故答案為：B；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；若利用F裝置通過(guò)排氣法收集氧氣，氧氣應(yīng)從短管進(jìn)入，因?yàn)檠鯕獾拿芏缺人��。还蚀鸢笧椋篍；b；
（3）氣體的發(fā)生裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)；故答案為：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的密度和溶解性有關(guān)；
Ⅱ（1）工業(yè)上常以空氣為原料，通過(guò)分離液體空氣或膜分離等技術(shù)來(lái)獲取氧氣，該過(guò)程屬于物理變化；故答案為：物理；
（2）利用太陽(yáng)能使水分解，生成氫氣和氧氣，配平即可；故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;太陽(yáng)能\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
Ⅲ（1）鐵生銹、人的呼吸等都屬于緩慢氧化；故答案為：鐵生銹（合理即可）
（2）氫氣具有可燃性，若要檢驗(yàn)圖2中氫氣的燃燒產(chǎn)物，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方法：點(diǎn)燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個(gè)干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成水，配平即可；氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料．但作為一種能源，氫氣暫時(shí)還未能廣泛應(yīng)用，試推測(cè)一項(xiàng)原因：不好運(yùn)輸和儲(chǔ)存；故答案為：點(diǎn)燃純凈干燥的氫氣，在上方罩一個(gè)干燥的冷燒杯，燒杯壁上有水霧生成；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O；不好運(yùn)輸和儲(chǔ)存（合理即可）；

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時(shí)也考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的性質(zhì)和用途等，綜合性比較強(qiáng)．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．本考點(diǎn)是中考的重要考點(diǎn)之一，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．