Question

1．興趣小組進行氧氣制取與性質(zhì)檢驗的實驗．
（1）下表是二氧化錳用量與一定質(zhì)量氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)速率關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)

二氧化錳和氯酸鉀的質(zhì)量比	1：40	1：20	1：10	1：5	1：3	1：2	2：3	1：1	2：1
生成1L 氧氣所需時間（s）	124	79	50	54	75	93	106	153	240

①寫出該反應(yīng)的符號表達式：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②據(jù)上表可知二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為時，反應(yīng)速率最快．
③二氧化錳的用量過少時產(chǎn)生氧氣的速率很慢，原因是二者的接觸面積小，MnO₂的催化效果不明顯．
④通過分析可知，在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是（填“是”或“不是”）越多越好．
⑤向盛滿氧氣的集氣瓶中倒入迅速冷卻的沸水（其中幾乎不含氧氣），立即塞緊兩端開口的細玻璃管的橡皮塞，用注射器向玻璃管中注水至P 處，裝置如圖所示．
A．手拿集氣瓶在水平面上搖晃數(shù)十次后，看到玻璃管中的液面將下降（填“上升”、“下降”或“不變”）．
B．下列有關(guān)該實驗的說法正確的是ab．
a．可說明有少量氧氣溶于水中
b．應(yīng)保證裝置有良好的氣密性
（2）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣．
①寫出該反應(yīng)的符號表達式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②實驗中，用裝有一定量水的集氣瓶進行排水法收集氧氣，能使帶火星木條復(fù)燃，那么使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣體積分數(shù)的最低值是多少呢？進一步展開探究．
第一組實驗：5只容積均為100毫升的集氣瓶，分別裝入一定體積的水，再用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去，將帶火星的木條依次伸入5只集氣瓶中，記錄實驗現(xiàn)象．
第二組實驗：以相同方法完成．
兩組實驗的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見下表（已知空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%）．

			第一組			第二組
集氣瓶編號	A	B	C	D	E	A	B	C	D	E
集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積（毫升）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39
帶火星木條的狀況	微亮	亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	復(fù)燃

Ⅰ．第一組實驗D 瓶，集氣結(jié)束時氧氣的體積分數(shù)為52.6%．
Ⅱ．經(jīng)計算，第二組實驗C 瓶的氧氣體積分數(shù)為48.65%，由此得出“使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣體積分數(shù)的最低值只能是48.65%”的結(jié)論．請結(jié)合第一組和第二組實驗，對此結(jié)論和過程進行評價：該結(jié)論不嚴(yán)密，可省去第二組中編號的實驗，應(yīng)補充一個實驗，該實驗是集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積為34 毫升．

Answer 1

分析 （1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣； 
根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以判斷相關(guān)方面的問題；
氧氣不易溶于水；
（2）通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣．

解答 解：（1）①氯酸鉀在二氧化錳催化作用下受熱分解的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②據(jù)上表可知二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為1：10時，反應(yīng)速率最快．
故答案為：1：10．
③二氧化錳的用量過少時產(chǎn)生氧氣的速率很慢，原因是二者的接觸面積小，MnO₂的催化效果不明顯．
故填：二者的接觸面積小，MnO₂的催化效果不明顯．
④通過分析可知，二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為1：10時，反應(yīng)速率最快，因此在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是越多越好．
故填：不是．
⑤A．手拿集氣瓶在水平面上搖晃數(shù)十次后，看到玻璃管中的液面將下降，這是因為一部分氧氣溶于水后，導(dǎo)致集氣瓶中的壓強減小．
故填：下降．
B．a(chǎn)．玻璃管中的液面將下降，可說明有少量氧氣溶于水中，該選項說法正確；
b．應(yīng)保證裝置有良好的氣密性，否則會導(dǎo)致實驗失敗或?qū)嶒灲Y(jié)果不準(zhǔn)確，該選項說法正確．
故填：ab．
（2）①過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②Ⅰ．第一組實驗D 瓶，60mL空氣中氧氣的體積為：60mL×21%=12.6mL，
集氣結(jié)束時氧氣的體積為：40mL+12.6mL=52.6mL，
集氣結(jié)束時氧氣的體積分數(shù)為：$\frac{52.6mL}{100mL}$×100%=52.6%，
故填：52.6．
Ⅱ．該結(jié)論不嚴(yán)密，應(yīng)補充一個實驗，該實驗是：集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積為34 毫升，進一步進行能否使帶火星的木條復(fù)燃的實驗，這是因為集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積為33 毫升殺，帶火星的木條不能復(fù)燃，而集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積為35 毫升時帶火星的木條復(fù)燃．
故答案為：該結(jié)論不嚴(yán)密；集氣前裝入集氣瓶內(nèi)水的體積為34 毫升．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．