跨学科实践活动 3 基于绿色化学探究实验室制氧气的原理 活动探究 【探究内容】 【探究关键】 1.了解绿色化学原则 根据原子利用率(×100%)的公式,计算实验室制取氧气三种方法的原子利用率: 制氧方法 化学方程式 原子利用率 分解 过氧化氢 2H2O22H2O+O2↑ ×100%≈ 47.06% 加热高锰酸钾 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ×100%≈10.13% 加热氯酸钾 2KClO32KCl+3O2↑ ×100%≈39.18% 2.基于绿色化学评估化学反应 查阅资料对实验室制取氧气的三个反应进行系统评估。 项目 绿色化学原则 分解过氧化氢 加热高锰酸钾 加热氯酸钾 原料 预防废弃物产生 较易获得且较为安全 严格的存储和处理条件 严格的存储和处理条件 过程 使用催化剂,温和的反应条件,减少意外情况的可能性 催化剂,常温,反应较快 加热,试管易发生爆炸 催化剂,加热,试管易发生爆炸 产物 极少的副产物,原子经济性 只有水和氧气 除氧气外,还有其他固体,需要处理或分离 除氧气外,还有其他固体,需要处理或分离 综合评估, 分解过氧化氢 对环境最友好。 多维演练 1.下面四种途径都可以得到氧气: 化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。从实验原料和反应过程的绿色化考虑,你认为在中学化学实验中,甲、乙、丙三种制取氧气的途径中, 甲 (填“甲”“乙”或“丙”)途径更体现化学实验的绿色化追求。 2.有下列实验装置示意图: 现有如下资料: ①实验室用FeS固体与稀H2SO4在常温下反应制取H2S气体; ②通常状况下,H2S是一种密度比空气大的有毒气体,能溶于水,水溶液能使紫色石蕊试液变红,能与碱溶液反应。 若在实验室中用上述反应原理制备并收集一瓶H2S气体,且符合“绿色化学”理念(即有毒尾气要除去),小明选用了如图所示三个装置,则装置从左到右的连接顺序为(填接口字母):a→ c → b → d 。 3.以下是实验室制取气体的装置图,回答下列问题: (1)仪器①的名称: 长颈漏斗 。 (2)实验室利用A装置制取氧气的化学方程式: 2KClO32KCl+3O2↑ 。 (3)实验室可用装置B或C制取H2,C装置相对于B装置,优点有 可以控制反应的速率 ,使用G装置收集H2,气体应从 b (填“b”或“c”)端通入。 (4)某化学家根据绿色化学中原子转化利用率为100%的理念,为了同时制备氢气和氧气,设计了如下的各步化学反应(Br相对原子质量为80) ①CaBr2+H2OCaO+2HBr ②2HBr+HgHgBr2+H2↑ ③HgBr2+CaOHgO+CaBr2 ④2HgO2Hg+O2↑ 若要通过上述方法制备8 g的氧气,理论上需要溴化钙的质量为 100 g,上述制备气体的方法中存在的缺点是 制备过程中使用了汞,可能造成重金属中毒或污染(或反应需要加热,耗费较多能源等,合理即可) (只写一点即可) 4.氧气是同学们非常熟悉的气体,下面我们一起来探究几个有关氧气的问题。 如图所示为实验室常用的制取氧气的实验装置,据此回答下列问题: ①写出图中标号的仪器名称: a 集气瓶 ;b 试管 。 ②化学实验绿色化的特点是原料、产物、条件无毒无害,提高原子的利用率。从绿色化学的理念考虑,应选择A装置制氧气,请写出用该装置制取氧气的化学方程式: 2H2O22H2O+O2↑ 。 ③制氧气可选用的收集装置是 C 或 D (填字母)。 ④通过查阅资料得知: a.在实验室中,常用加热氯化铵(固体)和熟石灰(固体)混合物的方法制取氨气; b.氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体,其水溶液称为氨水; 则实验室制取氨气时应选择的发生装置是 B (填字母)。 跨学科实践活动 3 基于绿色化学探究实验室制氧气的原理 活动探究 【探究内容】 【探究关键】 1.了解绿色化学原则 根据原子利用率(×100%)的公式,计算实验室制取氧气三种方法的原子利用率: 制氧方法 化学方程式 原子利用率 分解 过氧化氢 ×100%≈ 加热高锰酸钾 ×100%≈ 加热氯酸钾 ×100%≈ 2.基于绿色化学评 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
