Question

7．從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟應(yīng)為：①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；②收集有關(guān)資料；③設(shè)計(jì)合理方案；④進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你按照以上四個(gè)步驟，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)如圖回答問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)室中用過(guò)氧化氫（H₂O₂）制取氧氣．
【明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚河眠^(guò)氧化氫在實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣．
【收集有關(guān)資料】過(guò)氧化氫是一種無(wú)色液體，在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【設(shè)計(jì)合理方案】發(fā)生裝置選用A（填序號(hào)，下同），收集裝置選用C或D．
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】
（2）在實(shí)驗(yàn)室中，可以用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣．
①【明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚河眉訜崧人徕洠↘ClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣．
②【收集有關(guān)資料】：氯酸鉀是白色的固體，二氧化錳是黑色的固體．且二氧化錳在反應(yīng)中起催化作用．
③設(shè)計(jì)合理方案：若選用D收集裝置收集氧氣，你驗(yàn)證集氣瓶中是否已收集滿(mǎn)的方法是將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了．
④現(xiàn)將干燥的氯酸鉀與二氧化錳的混合物28克放入大試管中加熱，完全反應(yīng)后，冷卻剩余固體的總質(zhì)量為18.4克，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知制得氧氣9.6克，求原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）【收集有關(guān)資料】首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，根據(jù)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法、步驟進(jìn)行書(shū)寫(xiě)即可；
【設(shè)計(jì)合理方案】根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來(lái)確定制取裝置，根據(jù)氣體的性質(zhì)來(lái)確定收集裝置；
（2）①用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣；
②根據(jù)二氧化錳在實(shí)驗(yàn)中所起的作用來(lái)分析；
③氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了；
④根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，依據(jù)質(zhì)量守恒定律求出氧氣質(zhì)量，在依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算氯酸鉀的質(zhì)量．

解答 解：（1）【收集有關(guān)資料】過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【設(shè)計(jì)合理方案】過(guò)氧化氫是液體，二氧化錳是固體，該反應(yīng)屬于固液常溫下制取氣體，所以選擇裝置A來(lái)制��；氧氣不易溶于水，密度比空氣大，所以可以選擇排水法或向上排空氣法來(lái)收集；故填：A；C或D；
（2）①用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣；故填：用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣；
②在該反應(yīng)中，二氧化錳加快了氯酸鉀的分解速率，而本身的質(zhì)量與化學(xué)性質(zhì)不變，屬于該反應(yīng)的催化劑，對(duì)反應(yīng)起到了催化作用；故填：催化作用；
③氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了；故答案為：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了；
④由質(zhì)量守恒定律可知，生成氧氣的質(zhì)量為：28g-18.4g=9.6g，故填：9.6；
解：設(shè)需要氯酸鉀的質(zhì)量為x，
2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑
  245                            96
    x                            9.6g
$\frac{245}{96}=\frac{x}{9.6g}$
x=24.5g
答：原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為24.5g．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時(shí)也考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和有關(guān)的計(jì)算等，綜合性比較強(qiáng)．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)