Question

17．實(shí)驗(yàn)室常見制取氧氣的方法有：a．加熱氯酸鉀晶體和二氧化錳粉末；b．加熱高錳酸鉀固體；c．用二氧化錳粉末作催化劑使過氧化氫（H₂O₂）溶液分解產(chǎn)生氧氣．其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）寫出圖中指定儀器的名稱：①試管；
（2）小剛想用高錳酸鉀制取干燥的氧氣，他應(yīng)選擇上述裝置中的AD進(jìn)行組裝．
（3）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，收集到的氧氣不純其原因是：集氣瓶中沒有裝滿水．
（4）實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的過程，大致可以分以下幾步，其中正確順序是B
①點(diǎn)燃酒精燈給試管加熱  ②熄滅酒精燈  ③檢驗(yàn)裝置的氣密性  ④將藥品裝入試管并固定裝置 ⑤用排水法收集氣體   ⑥將導(dǎo)氣管從水槽中移出
A、③④①⑤②⑥B、③④①⑤⑥②C、④①③⑤②⑥D(zhuǎn)、④①③⑤⑥②
（5）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，可選用C做發(fā)生裝置．
（6）已知一氧化氮?dú)怏w難溶于水，在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，則收集一氧化氮?dú)怏w時(shí)應(yīng)選用圖中裝置E（填字母“E”或“D”）．
（7）若改用氯酸鉀和二氧化錳來制取氧氣，則二氧化錳在反應(yīng)前后固體混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）
（8）小芳發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進(jìn)行如下探究：
【提出猜想】除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵也可以作氯酸鉀分解的催化劑．
【完成實(shí)驗(yàn)】按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實(shí)驗(yàn)編號	實(shí)驗(yàn)藥品	分解溫度（℃）
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀、二氧化錳（質(zhì)量比1：1）	350
③	氯酸鉀、氧化銅（質(zhì)量比1：1）	370
④	氯酸鉀、氧化鐵（質(zhì)量比1：1）	390

【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】
①由實(shí)驗(yàn)①（填實(shí)驗(yàn)編號）與實(shí)驗(yàn)④對比，證明猜想合理；
②實(shí)驗(yàn)所用的三種物質(zhì)，催化效果最好的是二氧化錳．
【反思】
③若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，向上排空氣法收集出的氧氣干燥進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，收集到的氧氣不純其原因是集氣瓶中沒有裝滿水進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的正確步驟進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)一氧化氮?dú)怏w難溶于水，在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)二氧化錳是反應(yīng)的催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)量不變進(jìn)行分析；
（8）①根據(jù)對照試驗(yàn)要求只有一個(gè)變量，其他條件都相同進(jìn)行分析回答；
②根據(jù)分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好進(jìn)行分析；
③根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行分析回答．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是試管；
（2）高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，向上排空氣法收集出的氧氣干燥，所以用高錳酸鉀制取干燥的氧氣，他應(yīng)選擇上述裝置中的AD進(jìn)行組裝；
（3）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，收集到的氧氣不純其原因是集氣瓶中沒有裝滿水；
（4）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，需要先檢驗(yàn)裝置的氣密性，然后裝藥，加熱制取氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，需要先撤導(dǎo)管，然后熄滅酒精燈，所以正確的順序是：③④①⑤⑥②，故選：B；
（5）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，可選用C做發(fā)生裝置；
（6）一氧化氮?dú)怏w難溶于水，在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以收集一氧化氮?dú)怏w時(shí)應(yīng)選用圖中裝置E；
（7）二氧化錳是反應(yīng)的催化劑，在化學(xué)反應(yīng)前后，質(zhì)量不變，所以改用氯酸鉀和二氧化錳來制取氧氣，固體質(zhì)量減少，二氧化錳在反應(yīng)前后固體混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將變大；
（8）①根據(jù)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進(jìn)行比較分解溫度即可，要想證明除MnO₂、CuO外，F(xiàn)e₂O₃也可以作KClO₃分解的催化劑，可選擇實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)④對比，證明猜想合理；
②分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好，故填：MnO₂；
③催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率（既能提高也能降低），而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)．故要證明Fe₂O₃是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
故答案為：（1）試管；
（2）AD；
（3）集氣瓶中沒有裝滿水；
（4）B；
（5）C；
（6）E；
（7）變大；
（8）①、①；
②二氧化錳；
③化學(xué)性質(zhì)．

點(diǎn)評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．