Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣系列探究實驗：

探究一：學(xué)習了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學(xué)想：CuO（氧化銅）能否起到類似二氧化錳的催化作用呢？于是進行了以下探究。

（猜想）Ⅰ．CuO不是過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑 Ⅱ．CuO是過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑。

（實驗）用天平稱量0.2gCuO，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：

（1）

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
__________	__________	溶液中有氣泡放出，______	猜想Ⅰ不成立； 猜想Ⅱ成立．

（2）能證明CuO加快了過氧化氫分解速率的實驗步驟是_________________。

（3）步驟⑦的目的是________________________。

探究二：對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究：

某化學(xué)興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗（見圖Ⅰ）進行了大膽改進，設(shè)計（如圖 Ⅱ）（選用容積為40mL試管作反應(yīng)容器）實驗方案進行，收到了良好的效果。請你對比分 析下面圖Ⅰ、圖Ⅱ?qū)嶒�，回答下列有關(guān)問題：

（1）圖Ⅰ實驗中：紅磷在空氣中燃燒（如圖）；該反應(yīng)的文字表達式___；

（2）圖Ⅱ?qū)嶒炛校?/span>

①實驗前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明___________________；

②圖Ⅱ?qū)嶒�，若打開彈簧夾，用酒精燈加熱紅磷，從紅磷燃燒到熄滅冷卻的實驗過程中，注射器活塞將___________________移動，最終約停止在____mL刻度處。

（3）反思：小林同學(xué)利用圖Ⅰ裝置測定空氣中氧氣的含量，若整個實驗過程中忘記夾彈簧夾， 則最終液面上升的高度約 ____瓶內(nèi)空氣體積的 。（填“大于”或“小于”）

Answer 1

【答案】木條復(fù)燃；質(zhì)量仍為0.2g；木條復(fù)燃；①與③證明CuO在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)是否改變紅磷+氧氣五氧化二磷氣密性良好��；先向右移動后向左移動；8ml大于

【解析】

催化劑在反應(yīng)過程中，改變的是化學(xué)反應(yīng)速率，其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。密閉容器中氣體減少，壓強變小。

探究一：（1）CuO是過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑，加快了過氧化氫分解反應(yīng)的速率，步驟③中產(chǎn)生了大量的氧氣，能使帶火星的木條復(fù)燃。催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變。催化劑在化學(xué)反應(yīng)前化學(xué)性質(zhì)不變，仍然能作過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑，所以步驟⑦的現(xiàn)象是溶液中有氣泡放出，木條復(fù)燃。（2）①中帶火星的木條沒有復(fù)燃，③中帶火星的木條復(fù)燃了，說明加入CuO后，產(chǎn)生了大量的氧氣，即CuO加快了過氧化氫的分解速率。（3）將過濾出的CuO加入過氧化氫溶液中，如果把帶火星的木條伸入試管中，帶火星的木條復(fù)燃了，說明過濾出的CuO仍能加快過氧化氫的分解速率，所以步驟⑦的目的是證明CuO在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)是否改變。探究二：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷。（2）①實驗前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置氣密性良好。②紅磷燃燒放出大量的熱，使試管內(nèi)的氣體體積變大，活塞向右移動。降溫過程中，試管中的氣體體積逐漸變小，所以活塞逐漸向左移動，由于紅磷燃燒消耗了氧氣，試管中氣體減少，減少的氣體是消耗的氧氣的體積，試管與注射器的總體積是40ml+20ml=60ml，其中氧氣的體積約是60ml×=12ml，所以裝置中減少的氣體體積是12ml，由于裝置中的壓強變小，所以活塞向左移動，最終停在20ml-12ml=8ml刻度處。（3）如果實驗過程中沒有夾彈簧夾，紅磷燃燒放出大量的熱，使氣體體積變大而從瓶中逸出，當反應(yīng)停止，冷卻到室溫后，進入水的體積偏多，所以最終液面上升的高度約大于瓶內(nèi)空氣體積的。