Question

【題目】興趣小組圍繞“實驗室制取氧氣”進行了一系列探究活動:

實驗一 氧氣制取實驗

（1）現(xiàn)有如圖裝置

①藥品選擇:下列物質(zhì)中不能作為制取氧氣反應物的是_____（填標號）,原因是_____

A 水

B 過氧化氫

C 氯化鉀

D 高錳酸鉀（ KMnO4）

②實驗室用高錳酸鉀制取并收集較純凈氧氣，應選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是_____（填標號， 下同）和_____。

③高錳酸鉀制取氧氣實驗中出現(xiàn)了下列異�，F(xiàn)象，請你分析其原因:

現(xiàn)象	原因
水槽中水呈紫紅色	Ⅰ：_____
水被倒吸沿導管進入試管中	Ⅱ：_____

實驗二 氯酸鉀制取氧氣

（2）取2g氯酸鉀固體10份，分別加入不同質(zhì)量的二氧化錳，加熱反應，測得生成200mL氧氣所用的時間，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:

實驗編號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比	1：20	1:10	1:6	1:5	1:4	1:3	1:2	2:3	1：1	3:2
生成200mL氧氣時間/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

請回答下列問題:

①實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的文字表達式_____

②分析上述數(shù)據(jù)，利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為_____

③當二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳比時，反應速率變低的原因是_____（填標號）。

A 反應物含量過低，溫度不易達到反應溫度

B 催化劑與氯酸鉀接觸面積減小

C 二氧化錳不起催化作用

實驗三 探究過氧化氫 制取氧氣的適宜催化劑

（3）實驗方案如下:

I.用MnO2、CuO、Fe2O3、 Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球備用。

Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球，采用如圖裝置進行實驗。改用其他三種微球，分別重復上述實驗，得到如圖的錐形瓶內(nèi)壓強隨時間變化的曲線圖。

①每次實驗時，海藻酸鈉微球數(shù)應相同的原因_____

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60s時壓強瞬間回落，其原因是_____

③從實驗曲線看，催化效果較好、反應溫和的催化劑是_____

Answer 1

【答案】C 氯化鉀中沒有氧元素 A E 試管口沒有放一團棉花 沒有先將導管從水槽中取出 氯酸鉀 氯化鉀+氧氣 1：3 A 便于對比 取下橡皮塞 CuO

【解析】

（1）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氯化鉀不能作為制取氧氣的反應物，因為氯化鉀中沒有氧元素。故選C；

②用高錳酸鉀制取氧氣反應物是固體，反應條件是加熱，屬于固體加熱型，氧氣密度大于空氣，不易溶于水，可用向上排空氣法收集或排水法收集，用排水法收集的氣體較為純凈，若要制取并收集一瓶比較純凈的氧氣，應選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是A和E；

③為了防止高錳酸鉀粉末進入水槽通常在盛放高錳酸鉀的試管口放一團棉花，本題中水槽中水變紅，說明在試管口沒有放一團棉花；

為了實驗結束時為了防止水倒吸入試管，應該先將導管從水槽中取出，然后再停止加熱，而本實驗結束后發(fā)現(xiàn)水倒吸入試管是由于沒有先將導管從水槽中取出；

（2）①氯酸鉀在二氧化錳催化作用下，加熱分解生成氯化鉀和氧氣，反應的文字表達式：氯酸鉀 氯化鉀+氧氣；

②分析上述數(shù)據(jù)，當用時最短時應該是最佳配比，所以利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為1：3。

③當二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳比時，由于反應物含量過低，溫度不易達到反應溫度，從而反應速率變低。故選A。

（3）①每次實驗時，海藻酸鈉微球數(shù)應相同的原因是便于對比；

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60s時壓強瞬間回落，其原因可能是取下橡皮塞；

③從實驗曲線看，利用二氧化錳時反應速率太快，Fe2O3、Cr2O3時反應速率太慢，因此利用催化效果較好、反應溫和的催化劑是CuO。