Question

17．实验室用H₂O₂溶液和MnO₂固体混合制取O₂，回答下列问题：

（1）小明设计了如图所示的制取装置，发生反应的化学方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，装置中用注射器代替长颈漏斗的优点是可控制反应速率（答出一点即可）
（2）同组的小刚想从反应后的混合物中分离出MnO₂固体，其主要操作是过滤，此操作中必须用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
（3）实验室还可以利用上述装置，以氯酸钾为原料制备氧气，反应如下：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，请你简述从该反应后的固体剩余物中回收MnO₂的主要操作步骤：溶解、过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 （1）写出利用固体与液体反应不需要加热的发生装置制取氧气的反应原理的化学方程式；对比长颈漏斗与注射器的不同作用，说明替代后的优点；
（2）反应后的混合合为水与二氧化锰形成的固体与液体的混合物，从液体中分离固体可采取过滤操作；过滤中需要使用的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒．
（3）回收MnO₂的主要操作步骤是溶解、过滤、洗涤、干燥．

解答 解：（1）制取装置适用于固体与液体发生反应且不需要加热，因此使用该装置制取氧气时，应选取过氧化氢在二氧化锰催化下分解的反应，反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；该装置把不能控制加入液体用量与速度的长颈漏斗改成注射器，使得液体药品的加入可以随意控制；
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；可控制反应速率；
（2）过氧化氢分解生成水和氧气，催化剂二氧化锰反应前后不变，因此反应后的混合物为二氧化锰和水形成，此时可通过过滤的方法分离出固体二氧化锰；进行过滤时需要使用的玻璃仪器有：漏斗、烧杯和玻璃棒；
故答案为：过滤；漏斗、烧杯和玻璃棒
（3）以氯酸钾为原料制备氧气时，反应后的固体剩余物中回收MnO₂的主要操作步骤是溶解、过滤、洗涤、干燥．因反应剩余物中的KCl可溶于水，可以用溶解、过滤除去，然后洗涤、干燥得到MnO₂．
故答案为：溶解、过滤、洗涤、干燥

点评 制取气体的发生装置根据所使用药品的状态及反应条件可分为：固体加热型和固体与液体反应不需要加热型两种．