Question

【題目】某化學(xué)興趣小組利用以下裝置探究氣體的制取及性質(zhì)。結(jié)合下圖回答有關(guān)問題：

請(qǐng)結(jié)合圖示實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列問題。

(1)圖中標(biāo)號(hào)的儀器名稱①___________，②___________。

(2)若選擇氯酸鉀制取氧氣，該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為________________________，實(shí)驗(yàn)中收集的氧氣用于完成鐵燃燒的實(shí)驗(yàn)，則可選用的裝置組合是________，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)該先_______________，再________________； 若改用裝置G收集氧氣，氧氣應(yīng)從________端通入(選填“左”或“右”)。

(3)已知NH3極易溶于水且與能水反應(yīng)，密度比空氣小，實(shí)驗(yàn)室可用固體氫氧化鈣[Ca(OH)2]和氯化銨(NH4Cl)加熱來制取NH3，同時(shí)生成氯化鈣(CaCl2)和水, 該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為_______________________，若用F裝置收集NH3，油層的作用是 ____________________。

(4)萌萌同學(xué)通過互聯(lián)網(wǎng)得知：多種物質(zhì)都能催化過氧化氫的分解。

【初次探究】實(shí)驗(yàn)證明，在過氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過氧化氫的分解，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過實(shí)驗(yàn)確定它在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和________不變。

【再次探究】CuSO4溶液主要含有三種粒子(H2O、Cu2+、SO42-)，稀硫酸中含有三種粒子(H2O、H+、SO42-)為了進(jìn)一步探究CuSO4溶液中哪種粒子能起催化作用。萌萌同學(xué)作了以下分析和設(shè)計(jì)。

①萌萌同學(xué)認(rèn)為最不可能的是H2O，他的理由是 ____________________ 。

②要說明另外的兩種粒子是否起到催化作用，萌萌同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，完成了探究活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實(shí)驗(yàn)證明，起催化作用的是____
b. 另取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴氯化銅溶液	溶液中有大量氣泡放出

(5)可可同學(xué)稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O2．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O2大于理論產(chǎn)量．針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：

【提出猜想】猜想 I：反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出O2；

猜想Ⅱ：_____________________________ ；

猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出O2；

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變，則猜想______錯(cuò)誤；

第二組同學(xué)取錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想I正確的結(jié)論。該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是________________________。

【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應(yīng)速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀的分解速率大大加快。請(qǐng)說明高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？_______________________________________________。

Answer 1

【答案】 酒精燈 長(zhǎng)頸漏斗 略 AD 從水中撤出導(dǎo)管 熄滅酒精燈 左 略 防止氨氣溶于水，并與水反應(yīng)而收集不到氨氣 化學(xué)性質(zhì) 過氧化氫溶液中含有水 Cu2+ 反應(yīng)生成的二氧化錳分解放出O2 Ⅱ 實(shí)驗(yàn)方法是用帶火星的木條伸入試管，若復(fù)燃，則猜想Ⅰ正確 高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀質(zhì)量改變

【解析】 (1)根據(jù)常見儀器及其名稱可知：①是酒精燈，②是長(zhǎng)頸漏斗。（2）選擇氯酸鉀制取氧氣，且用于完成鐵燃燒的實(shí)驗(yàn)，則需在集氣瓶底部放少量的水，則可選用的裝置組合為：AD。若用裝置G收集氧氣，因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯?/span>，氧氣應(yīng)從左端通入；反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。（3）實(shí)驗(yàn)室可用固體氫氧化鈣和氯化銨加熱來制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式為; ，已知NH3極易溶于水且與能水反應(yīng)，密度比空氣小，所以采用向上排空氣法收集，油層的作用是防止氨氣溶于水，并與水反應(yīng)而收集不到氨氣。（4）初次探究實(shí)驗(yàn)證明，在過氧化氫溶液中滴加溶液能顯著加快過氧化氫的分解，如果要確定是催化劑，還必須通過實(shí)驗(yàn)確定它在化學(xué)反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒有發(fā)生改變。再次探究①小紅同學(xué)認(rèn)為最不可能的是，他的理由是過氧化氫溶液溶液中有水，所以水不是催化劑。 ②完成探究活動(dòng)如下表所示:

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實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
a.取一支試管加入過氧化氫溶液,然后加入滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實(shí)驗(yàn)證明，起催化作用的是銅離子
b.另取一支試管加入過氧化氫溶液,然后加入滴氯化銅溶液	溶液中有大量氣泡放出

(5)提出猜想根據(jù)猜想組合可知，猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的二氧化錳分解放出；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的二氧化錳，在條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得的質(zhì)量不變，則猜想Ⅱ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取錳酸鉀在條件下加熱，沒有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是把帶火星的木條放入試管中，通過觀察帶火星的木條是否復(fù)燃來判斷是否產(chǎn)生了氧氣。拓展延伸高錳酸鉀不是氯酸鉀分解的催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀受熱分解生成的二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑。