Question

實驗室制取氧氣的實踐與研究．

（1）過氧化氫是一種無色透明的無毒液體，過氧化氫溶液俗稱“雙氧水”，具有強(qiáng)氧化性．貯運過氧化氫的試劑箱上最適合粘貼的一張標(biāo)識是______（從上圖中選填字母序號）．
（2）過氧化氫溶液常用于實驗室制取氧氣．可供選擇的儀器或裝置如下圖所示．

①要收集干燥的氧氣，整套裝置的連接順序為（由氣體發(fā)生裝置開始）______（選填字母A～E）；
②加入藥品通常采用“把過氧化氫溶液緩緩加入盛有少量MnO₂的反應(yīng)容器中”，優(yōu)點是______；
③MnO₂可以連續(xù)反應(yīng)使用，理由是______；
④根據(jù)化學(xué)方程式計算獲得的氧氣理論值總是比實際實驗操作收集到氣體的數(shù)值大（若裝置不漏氣且實驗操作正確），原因是______．
（3）生產(chǎn)火箭燃料的工業(yè)廢水中含有少量偏二甲肼X，可用雙氧水處理排污，反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+8H₂O₂=2CO₂↑+N₂↑+12H₂O，則X的化學(xué)式為______．
（4）85g過氧化氫溶液加入wg二氧化錳反應(yīng)完全后，留下混合物質(zhì)量仍為85g，則過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．

Answer 1

解：（1）過氧化氫溶液俗稱“雙氧水”，是常用的氧化劑；圖C為氧化劑藥品的標(biāo)識；
故答案為：C；
（2）①收集干燥的氧氣，可把氣體能過裝置濃硫酸的裝置C后，使用向上排空氣法對氣體進(jìn)行收集；
故答案為：ACE或BCE；
②過氧化氫溶液緩緩加入，反應(yīng)速率可以保持相對穩(wěn)定，而得到平穩(wěn)的氣流；也可以通過過氧化氫溶液緩緩加入達(dá)到控制反應(yīng)的目的；
故答案為：能獲得平穩(wěn)的氧氣流（或便于控制產(chǎn)生氣體的速率，控制反應(yīng)進(jìn)程，或防止反應(yīng)過快）；
③反應(yīng)中的催化劑二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變，仍可催化過氧化氫的分解；
故答案為：MnO₂是催化劑（或MnO₂起催化作用或沒有消耗）[或MnO₂在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變]；
④反應(yīng)溶液中的水中溶解有一定量的反應(yīng)生成的氧氣，致使收集氣體比理論值偏��；為收集到較為純凈的氧氣，待產(chǎn)生的氣體均勻連續(xù)冒出時才開始收集，因此有部分氣體沒有收集；等等；
故答案為：液體中溶有一定量的氣體（或在等氣體較純凈收集前散逸一定量的氣體，或有部分氣體滯留在裝置中沒有排出，或排水法收集氣體結(jié)束時先將導(dǎo)管移出水面再停止產(chǎn)生氣體時有一定量的氣體散逸，或在制氣前H₂O₂有部分已分解，或收集不完全）（說明過程中“氣體的損耗”即可）；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+8H₂O₂=2CO₂↑+N₂↑+12H₂O，生成物的2個CO₂分子、1個N₂分子和12個H₂O分子中共含C、H、O、N原子的個數(shù)依次為2、24、16、2；而反應(yīng)前的8個H₂O₂分子中只含有16個H原子和16個O原子；根據(jù)化學(xué)變化前后原子種類、數(shù)目不變，則偏二甲肼X的分子中含有2個C原子、8個H原子和2個N原子，其化學(xué)式可表示感謝為C₂H₈N₂；
故答案為：C₂H₈N₂；
（4）設(shè)過氧化氫的質(zhì)量為x
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68 32
x wg
= x=wg
過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%=2.5w%
故答案為：2.5%w[或2.5w%、、0.025w、×100%]．
分析：（1）過氧化氫溶液俗稱“雙氧水”，具有強(qiáng)氧化性，是一種氧化劑；
（2）①收集干燥的氧氣，不能使用排水法收集，為除去混在氣體中的水，需要使用干燥劑對氣體進(jìn)行干燥處理；
②過氧化氫溶液緩緩加入可以控制藥品用量，達(dá)到控制反應(yīng)速率的目的，使產(chǎn)生的氣流平穩(wěn)；
③反應(yīng)中的二氧化錳是反應(yīng)的催化劑，在反應(yīng)前后其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，仍可以繼續(xù)使用；
④氧氣溶于水、或氧氣沒有完全排出還有部分殘留于反應(yīng)容器中、或排出的氧氣并沒進(jìn)行完全收集等原因都會造成所收集到的氧氣量小于理論計算值；
（3）利用反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)化學(xué)變化前后原子種類、數(shù)目不變，推導(dǎo)出偏二甲肼的分子構(gòu)成，寫出其化學(xué)式；
（4）完全反應(yīng)前后質(zhì)量均為85g，說明放出的氧氣的質(zhì)量與所加入的催化劑二氧化錳質(zhì)量相等；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由氧氣質(zhì)量計算出完全反應(yīng)時分解的過氧化氫的質(zhì)量，過氧化氫與所取溶液的質(zhì)量比即可得過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點評：本題考查了利用過氧化氫制取氧氣的操作及實驗分析、利用化學(xué)方程式推斷化學(xué)式、根據(jù)化學(xué)方程式的計算及有關(guān)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算等相關(guān)知識．