Question

6．某興趣小組根據實驗室提供的儀器和藥品進行了氧氣的制備實驗．

（1）甲同學選用如圖所示的裝置制取氧氣．
①寫出儀器的名稱：①錐形瓶；②集氣瓶．
②小李在實驗室用氯酸鉀和另一種固體制取氧氣，他選擇上述裝置中的BC或BD（填字母）進行組裝．小紅在實驗室中選用A裝置作為氧氣的發(fā)生裝置，其反應原理是過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（2）若使用F裝置代替排水法收集氧氣，應如何操作？先將集氣瓶裝滿水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）用D裝置收集氧氣，驗滿的方法是將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復燃，則證明收集滿了．
（4）某同學在觀察到錐形瓶內有大量氣泡時，開始用D裝置收集氧氣，過一段時間后用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底均未見木條復燃．其原因可能是裝置漏氣． 
（5）某同學一不小心將過氧化氫與氧化鐵粉末混合，發(fā)現也有大量氣泡產生，他聯想氧化鐵能否作為過氧化氫分解的催化劑？請一起參與探究．
【猜想】氧化鐵能作為過氧化氫分解的催化劑．
【實驗驗證】甲同學設計了三個實驗：
實驗一：取一定量的過氧化氫溶液于試管中，觀察到有極少量的氣泡產生，伸入帶火星的木條，木條不復燃．說明過氧化氫溶液常溫下緩慢分解．
實驗二：在實驗一的試管中加入Wg氧化鐵粉末，有大量氣泡產生，然后伸入帶火星的木條，木條復燃．說明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度．
實驗三：待反應結束后，將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質量仍為Wg．說明反應前后氧化鐵質量不變．
【實驗結論】甲同學認為氧化鐵粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑．
【反思評價】乙同學認為要證明甲同學的結論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗．探究反應前后氧化鐵的化學性質不變．

Answer 1

分析 （1）①根據實驗室常用儀器解答；
②如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．
（2）根據用F裝置采用排水法收集氧氣的方法，進行分析解答；
（3）根據氣體的性質確定驗滿的方法；
（4）從制取裝置的氣密性是否嚴密不漏氣去分析；
（5）根據過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復燃，說明產生氧氣速度慢，加入氧化鐵后，帶火星木條復燃，說明氧化鐵加快了反應速度；催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質量不變，還需要考慮化學性質．

解答 解：（1）①根據實驗室常用儀器可知：①錐形瓶；②集氣瓶；
②如果用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣就需要加熱，選擇上述裝置中的B；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；在實驗室中選用A裝置作為氧氣的發(fā)生裝置，其反應原理是固體和液體反應，不需加熱；可以用過氧化氫溶液制氧氣，反應的表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（2）用F裝置采用排水法收集氧氣，先將集氣瓶裝滿水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）因為能氧氣支持燃燒，所以驗滿的方法是：將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復燃，則證明收集滿了．
（4）用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見木條復燃，說明瓶中沒有收集到氧氣．觀察到錐形瓶內有大量氣泡時，卻收集不到氣體，說明裝置漏氣；故答案為：裝置漏氣．
（5）在實驗一的試管中加入Wg 氧化鐵粉末，有大量氣泡產生，然后伸入帶火星的木條，木條復燃，說明加入氧化鐵后產生氧氣的速度加快了很多，說明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質量仍為Wg，說明了反應前后氧化鐵質量不變；催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質量不變，還需要考慮化學性質是否改變．
故答案為：
（1）①錐形瓶；②集氣瓶；
②BC或BD；過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（2）先將集氣瓶裝滿水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復燃，則證明收集滿了；
（4）裝置漏氣
（5）氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；反應前后氧化鐵質量不變；反應前后氧化鐵的化學性質不變．

點評 本題難度不大，是中考的重要考點之一，熟練掌握實驗室中制取氧氣的反應原理、發(fā)生裝置和收集裝置的選擇依據是正確解答本題的關鍵．化學是一門以實驗為基礎的學科，因此實驗儀器的使用，裝置的選擇，注意事項，裝置的評價，都將是中考熱點．