5.人類(lèi)的生存離不開(kāi)氧氣,某;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣的系列探究實(shí)驗(yàn).
【探究一】某同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量的高錳酸鉀(KMnO4)放在大試管中,將溫度控制在250℃加熱制取氧氣(O2),該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),該同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣(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)生成的二氧化錳(MnO2)分解放出氧氣(O2
猜想Ⅱ:反應(yīng)生成的錳酸鉀(K2MnO4)分解放出氧氣(O2
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分為兩組,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):
(1)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.則猜想Ⅰ錯(cuò)誤.
(2)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)方法是把帶火星的木條伸入試管,帶火星的木條復(fù)燃.
【探究二】以下是某小組探究影響過(guò)氧化氫(H2O2)溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
實(shí)驗(yàn)序號(hào)H2O2溶液
濃度%
H2O2溶液體積/mL溫度/℃MnO2的用量/g收集氧氣的體積/mL反應(yīng)所需
的時(shí)間/s
51200.1416.75
151200.146.04
305350249.21
305550210.76
①通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度有關(guān);從實(shí)驗(yàn)③和④對(duì)比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是:溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快.
②如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑,還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn)(不要寫(xiě)出具體步驟):證明二氧化錳的質(zhì)量不變;證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變.

分析 【探究一】根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的原理分析;
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行解答.
【探究二】①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他條件相同,這種設(shè)計(jì)是驗(yàn)證反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響;③④則是溫度不同其他條件相同,是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究.
如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑,還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn):證明二氧化錳的質(zhì)量不變;證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變

解答 解:【探究一】實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)式表達(dá)式為:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)氧氣為氣體,而對(duì)二氧化錳加熱,質(zhì)量沒(méi)有減少,所以可以判斷二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣,故猜想Ⅰ錯(cuò)誤;
(2)錳酸鉀在250℃條件下加熱,把帶火星的木條伸入試管,帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明產(chǎn)生了能夠產(chǎn)生一些氧氣,故說(shuō)明反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出氧氣.根據(jù)兩步實(shí)驗(yàn)可見(jiàn),把溫度控制在250℃加熱高錳酸鉀制氧氣時(shí),高錳酸鉀和錳酸鉀都會(huì)放出氧氣.
【探究二】從表中分析可知:①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時(shí)各種量均相同,可知這一過(guò)程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系;③④則是溫度不同其他條件相同,明顯是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究;
如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑,還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn):證明二氧化錳的質(zhì)量不變;證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變
故答案為:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)Ⅰ.(2)把帶火星的木條伸入試管,帶火星的木條復(fù)燃
【探究二】反應(yīng)物濃度(或濃度);溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快;證明二氧化錳的質(zhì)量不變;證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變.

點(diǎn)評(píng) 本題考查制取氧氣的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)問(wèn)題,還有驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)才可做好此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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15.美國(guó)科學(xué)家將兩種元素鉛和氪的原子核對(duì)撞,獲得了一種原子的相對(duì)原子量為293,中子數(shù)為175的超重元素,該元素原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是(  )
A.57B.47C.61D.293

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16.在人群密集、相對(duì)封閉的大型超市和教室等地方的空氣中,二氧化碳的含量相對(duì)較高,而氧氣的含量相對(duì)較低.試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明:超市空氣中氧氣的含量小于學(xué)校操場(chǎng)空氣中氧氣含量.

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13.關(guān)于催化劑的說(shuō)法正確的是( 。
A.在過(guò)氧化氫溶液中加入二氧化錳能生成更多的氧氣
B.加熱氯酸鉀時(shí)誤加入高錳酸鉀不會(huì)改變反應(yīng)速率
C.化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量不會(huì)發(fā)生改變
D.過(guò)氧化氫必須加入二氧化錳才能分解出氧氣

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.下列結(jié)論正確的是( 。
A.用高錳酸鉀制氧氣時(shí)需要燒杯、玻璃棒
B.仰視量筒讀數(shù)為12mL,則液體的實(shí)際體積大于12mL
C.食醋有揮發(fā)性是它的化學(xué)性質(zhì)
D.催化劑就是用來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速度的

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.某實(shí)驗(yàn)需用3.2g食鹽,用托盤(pán)天平稱(chēng)取時(shí)發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn),此時(shí)應(yīng)該(  )
A.調(diào)節(jié)平衡螺母B.移動(dòng)游碼C.減少食鹽D.增加食鹽

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17.某學(xué)生用量筒量取液體,量筒放平穩(wěn)且面對(duì)刻度,先是俯視液面讀數(shù)為60mL,加入部分液體后,又仰視液面,讀數(shù)為65mL,則該生實(shí)際加入液體的體積為(  )
A.等于5mLB.大于5mLC.小于5mLD.無(wú)法判斷

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的氣體制備和收集裝置.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A中兩種玻璃儀器的名稱(chēng)試管、酒精燈.
(2)用二氧化錳作催化劑加熱氯酸鉀制氧氣,可選用的發(fā)生裝置是A(填字母序號(hào));反應(yīng)的文字表達(dá)式為氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣;
(3)如果用塊狀電石固體和水在常溫下反應(yīng)制取乙炔氣體,應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是C.已知一氧化氮?dú)怏w難溶于水,在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng),則收集一氧化氮?dú)怏w時(shí)應(yīng)選用圖中裝置F(填字母序號(hào)).
(4)細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),我觀察到的現(xiàn)象有劇烈燃燒,放出大量的熱,火星四射,產(chǎn)生黑色固體,相關(guān)的反應(yīng)文字表達(dá)式是鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵,該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)(基本反應(yīng)類(lèi)型).
(5)用B作為反應(yīng)發(fā)生裝置制取氧氣時(shí)用到的藥品是氧化氫溶液和二氧化錳,反應(yīng)的文字表達(dá)式是過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣.制取時(shí),如長(zhǎng)頸漏斗的下端管口如果沒(méi)有伸到液面以下,造成的后果是氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出.若選用C做發(fā)生裝置,你認(rèn)為選用C的優(yōu)點(diǎn)是控制反應(yīng)速率.
(6)可以用如F裝置所示的收集方法收集氧氣的原因是氧氣不易溶于水.
(7)實(shí)驗(yàn)室制氧氣還可以用高錳酸鉀,它是一種紫黑色的晶體,其制取氧氣的文字表達(dá)式為高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣.如用其制氧氣并用排水法收集,停止加熱時(shí)要先把導(dǎo)管移出水面,其目的是防止水槽中水倒流進(jìn)試管引起試管炸裂;如發(fā)現(xiàn)水槽中的水變成了淺紫紅色,你認(rèn)為產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是試管口沒(méi)有塞一團(tuán)棉花.
(8)若用裝置D收集氧氣,驗(yàn)滿的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口部,木條復(fù)燃,說(shuō)明已滿.
(9)欲使用裝置E用排空氣法收集氧氣,則氣體應(yīng)從a(填“a”或“b”,下同)端通入;欲使用裝置E用排水法收集氧氣,先將瓶中裝滿水,再將氣體從b端通入.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.水和空氣都是人類(lèi)重要的資源.
(1)人類(lèi)一刻也離不開(kāi)空氣,空氣看不見(jiàn),摸不著,如何驗(yàn)證我們這個(gè)空間確實(shí)有空氣的存在風(fēng)是空氣的流動(dòng)的結(jié)果;要測(cè)定空氣中氧氣的含量,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理時(shí)要考慮哪些因素消耗氧氣的反應(yīng)物是固體、生成物是固體(答出兩條即可).
(2)使用紅磷燃燒的方法可以測(cè)定空氣中氧氣的含量:
①寫(xiě)出紅磷在空氣中燃燒的文字表達(dá)式磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷.
②在集氣瓶中加入少量水,并將水面上方空間分成5等份,如圖1裝置所示.待紅磷熄滅并冷卻后,打開(kāi)彈簧夾,觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶,瓶?jī)?nèi)水面最終上升約至1(填“1”或“2”或“3”或“4”)刻度處.由此可知氧氣約占空氣總體積的五分之一.
③實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測(cè)定空氣中氧氣含量偏低,造成這種結(jié)果的可能原因是裝置漏氣(填一種即可).
④已知五氧化二磷溶于水且化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似,反應(yīng)完畢后振蕩集氣瓶再滴入紫色石蕊溶液,溶液變紅色.
(3)人如果不吃飯,也許還能活上幾周,但如果沒(méi)有水,卻只能活幾天.我市是一個(gè)水資源短缺的城市,因此,我們要節(jié)約用水,提高用水效率.請(qǐng)你提出一條節(jié)約用水的措施用洗菜水沖馬桶、淘米水澆花等.
(4)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明水是由氫、氧兩種元素組成的是a.
a.水的電解    b.水的蒸發(fā)     c.氫氣在氧氣中燃燒
水的電解反應(yīng)的文字表達(dá)式為:水$\stackrel{通電}{→}$氫氣+氧氣,該實(shí)驗(yàn)中與電源正極相連的玻璃管中得到的氣體是氧氣,檢驗(yàn)該氣體的方法是把帶火星的木條伸入瓶中,帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明該氣體是氧氣.
(5)城鎮(zhèn)自來(lái)水廠生產(chǎn)流程可用如圖2表示:

除去水中固態(tài)雜質(zhì)的設(shè)備是:過(guò)濾池;活性炭吸附池的主要作用是吸附色素和異味;投藥(多為二氧化氯)的作用是殺菌消毒.
(6)自然界的水多含有雜質(zhì).含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水通常稱(chēng)為硬水,使用硬水會(huì)給生活和生產(chǎn)帶來(lái)許多麻煩.在日常生活中,人們常用加熱煮沸的方法來(lái)降低水的硬度.如果想知道得到的水是軟水還是硬水,我們可以用肥皂水來(lái)檢驗(yàn).

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