Question

工業(yè)上常用分離液態(tài)空氣法制取氧氣，實(shí)驗(yàn)室常用物質(zhì)分解的方法制氧氣．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下從如圖中選擇裝置進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．

（1）工業(yè)制氧氣是

 

（填“物理”或“化學(xué)”）變化，儀器a的名稱(chēng)是：

 

．
（2）甲同學(xué)從上圖中選擇B、E裝置的組合制取氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)為：

 

．反應(yīng)類(lèi)型為

 

收集氧氣還可選用的裝置是

 

．
（3）若用裝置B制氧氣，反應(yīng)通常很劇烈，據(jù)此提出實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)是

 

．
A．更換部分儀器，控制液體的加入速度     B．用體積小的廣口瓶
C．加熱反應(yīng)物                           D．減小過(guò)氧化氫濃度
（4）氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，實(shí)驗(yàn)室常用加熱固體硫酸銨和固體熟石灰的混合物來(lái)制取氨氣，應(yīng)選用圖

 

作發(fā)生裝置，收集氨氣最好用上圖

 

裝置．
（5）乙同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量的KMnO₄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)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)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MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂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MnO₂，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，則猜測(cè)

 

錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒(méi)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

 

．
（6）（5分）丙同學(xué)閱讀課外資料得知：雙氧水分解除了用二氧化錳還可用氧化銅等物質(zhì)作催化劑，于是他對(duì)氧化銅產(chǎn)生了探究興趣，請(qǐng)你一起參與實(shí)驗(yàn)探究，并填寫(xiě)下列空白：．
【提出問(wèn)題】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)氧化銅是否也能作氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果更好？
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】丙同學(xué)以生成等體積的氧氣為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了下列三組實(shí)驗(yàn)（其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略）．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	KClO3質(zhì)量	其他物質(zhì)質(zhì)量	待測(cè)數(shù)據(jù)
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2  0.5g

（Ⅰ）上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是

 

．
（Ⅱ）若實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①的“待測(cè)數(shù)據(jù)”更

 

 （填“大”或“小”），說(shuō)明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率．
（Ⅲ）將實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的固體加水溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥，若測(cè)量得到0.5g氧化銅（CuO）粉末，再將黑色粉末放入試管中，

 

．（簡(jiǎn)述操作和現(xiàn)象）
【預(yù)期結(jié)論】氧化銅還能作氯酸鉀分解的催化劑．
【評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)】你認(rèn)為丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)②對(duì)比的目的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧氣的制取裝置,氧氣的收集方法,催化劑的特點(diǎn)與催化作用,反應(yīng)類(lèi)型的判定,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法、檢驗(yàn)、干燥與凈化

分析：（1）根據(jù)物理變化和化學(xué)變化的區(qū)別進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)B裝置的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，氧氣不易溶于水進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)物的濃度、接觸面積、溫度影響反應(yīng)的速率進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氨氣極易溶于水，且密度比空氣小進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)二氧化錳在加熱到250℃的質(zhì)量不變，以及氧氣有助燃性進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)控制變量法需要測(cè)定的數(shù)據(jù)、以及催化劑的定義進(jìn)行分析；
根據(jù)題中的數(shù)據(jù)結(jié)合反應(yīng)的原理進(jìn)行分析．

解答：解：（1）工業(yè)上制取氧氣，只是利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，在不同的溫度下進(jìn)行分離，沒(méi)有新物質(zhì)生成，所以該過(guò)程是物理變化，通過(guò)分析題中所指儀器的作用可知，a是長(zhǎng)頸漏斗；
（2）B裝置的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以是過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，該反應(yīng)滿足分解反應(yīng)一變多的條件，屬于分解反應(yīng)，氧氣不易溶于水，還可以排水法收集，選用的裝置是：C；
（3）可知液體的滴加速度和減慢滴加速度可以控制反應(yīng)速率，加熱可以加快反應(yīng)速率，用體積小的廣口瓶
不影響反應(yīng)速率，故選：AD；
（4）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，所以應(yīng)選用A
作發(fā)生裝置，收集氨氣最好用上圖D裝置；
（5）二氧化錳在加熱到250℃的質(zhì)量不變，所以Ⅰ錯(cuò)誤，氧氣有助燃性，所以選擇的實(shí)驗(yàn)方法是：把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
（6）（Ⅰ）要比較催化效果，需要用控制變量法進(jìn)行檢驗(yàn)，所以上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是：生成等體積O₂所需的時(shí)間；
（Ⅱ）氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率，所以收集相同體積的氧氣，實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①的“待測(cè)數(shù)據(jù)”更�。�
（Ⅲ）要檢驗(yàn)該物質(zhì)是否是催化劑，需要檢驗(yàn)質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變，固體加水溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)量得到0.5g氧化銅（CuO）粉末，所以還需要檢驗(yàn)化學(xué)性質(zhì)是否改變，將黑色粉末放入試管中，加入過(guò)氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生；
設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)：丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)②，氯酸鉀質(zhì)量相同，催化劑質(zhì)量相同，所以對(duì)比的目的是：探究氧化銅是否比二氧化錳催化效果好．
故答案為：（1）物理，長(zhǎng)頸漏斗；
（2）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，分解反應(yīng)，C；
（3）AD；
（4）A，D；
（5）I，把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
（6）（Ⅰ）生成等體積O₂所需的時(shí)間；
（Ⅱ）小；
（Ⅲ）加入過(guò)氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生；
設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)：探究氧化銅是否比二氧化錳催化效果好．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查常見(jiàn)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，注意研究催化劑時(shí)需要從質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)方面進(jìn)行研究．