学以致用
某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”,如图所示。该制氧机通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠($2\ce{Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$)白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$和$\ce{H_{2}O_{2}}$。

用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,水中变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中$\ce{H_{2}O_{2}}$生成氧气的化学方程式是________。过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是________(填序号)。
A. 可以通过气泡观察氧气生成的速率
B. 降低氧气温度
C. 加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是________。
某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”,如图所示。该制氧机通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠($2\ce{Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$)白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$和$\ce{H_{2}O_{2}}$。
用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,水中变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中$\ce{H_{2}O_{2}}$生成氧气的化学方程式是________。过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是________(填序号)。
A. 可以通过气泡观察氧气生成的速率
B. 降低氧气温度
C. 加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是________。
答案
(1) $2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$ AB
(2) 把带有火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,则说明导出的气体是氧气
(2) 把带有火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,则说明导出的气体是氧气
解析
【分析】首先分析第(1)问:反应仓中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,据此书写化学方程式;过滤仓的水的作用需结合装置特点判断:气泡产生速率可反映氧气生成快慢,反应放热使氧气温度升高,水可降温,且水无法加快反应。第(2)问利用氧气助燃的特性,用带火星木条检验氧气。
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为$2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$;过滤仓的水:A选项,通过观察气泡产生快慢可判断氧气生成速率,正确;B选项,反应仓放热,生成的氧气温度较高,水可降低氧气温度,正确;C选项,水不能改变反应速率,无法加快氧气生成,错误,故选AB。(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,因此验证方法为:将带火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,证明导出气体是氧气。
【答案】(1)$2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$;AB (2)把带有火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,则说明导出的气体是氧气
【知识点】氧气的制取、氧气的检验
【点评】本题结合简易制氧机的实际应用,考查过氧化氢制氧气的反应原理与氧气的检验方法,将化学知识与实践结合,注重基础应用,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为$2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$;过滤仓的水:A选项,通过观察气泡产生快慢可判断氧气生成速率,正确;B选项,反应仓放热,生成的氧气温度较高,水可降低氧气温度,正确;C选项,水不能改变反应速率,无法加快氧气生成,错误,故选AB。(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,因此验证方法为:将带火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,证明导出气体是氧气。
【答案】(1)$2\ce{H_{2}O_{2}}\xlongequal{\ce{MnO_{2}}}2\ce{H_{2}O}+\ce{O_{2}}\uparrow$;AB (2)把带有火星的木条放在过滤仓的导管口,若木条复燃,则说明导出的气体是氧气
【知识点】氧气的制取、氧气的检验
【点评】本题结合简易制氧机的实际应用,考查过氧化氢制氧气的反应原理与氧气的检验方法,将化学知识与实践结合,注重基础应用,难度适中。
【难度系数】0.6
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