Question

【題目】在老師的指導下，同學們進行了有趣的化學實驗探究：

一、測定空氣中氧氣含量

圖1所示的是小亮同學用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．過程是：

第1步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．

第2步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．

第3步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5．請回答下列問題：

①第2步紅磷燃燒時的現(xiàn)象____________________ ，化學反應表達式________________

②實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是____________．

A、集氣瓶底部的水占了一部分體積

B、紅磷過少

C、紅磷沒有燃燒完就急著打開了止水夾

③小博同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示），小博在正式開始實驗前，夾緊彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到活塞返回至20mL刻度處．該操作的主要目的是____________ ，你認為改進后的優(yōu)點是____________

二、小余閱讀課外資料得知：雙氧水分解除了用二氧化錳（MnO2）還可用氧化銅（CuO）等物質作催化劑，于是他對氧化銅產生了探究興趣．

（提出問題）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？

（設計實驗）小余以生成等體積的氧氣為標準，設計了下列三組實驗（其它可能影響實驗的因素均忽略）

實驗序號	氯酸鉀質量	其他物質質量	待測數(shù)據(jù)
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO 0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

①上述實驗應測 量的“待測數(shù)據(jù)”是____________ ．

②若實驗②比實驗①的“待測數(shù)據(jù)”____________ （填“大”或“小”），說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解．

③將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是____________，小余同學認為氧化銅肯定是氯酸鉀分解的催化劑，但小淳同學對此提出了異議，小淳同學設計了如下實驗：將第二次精確稱量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸鉀混合放入試管中，加熱，伸入帶火星木條，發(fā)現(xiàn)木條很快復燃．小淳同學這樣做目的是________ ，

（預期結論）氧化銅也能作氯酸鉀的催化劑．

（評價設計）你認為小余設計實驗③和實驗②對比的目的是________； 寫出實驗②反應的表達式________

三、有趣的改進實驗

①小晴同學學了分子性質這節(jié)內容后，改進了書本上 探究分子運動的實驗．小晴同學找來廢棄的醫(yī)療用品--微型Y 形管，設計如圖所示實驗，

她進行該實驗是為了探究____________ ，實驗過程中能看到的現(xiàn)象是____________ ，小晴同學設計的實驗優(yōu)點________．

②利用如圖裝置進行“硫燃燒”的實驗：用氣卿（能不斷鼓入空氣的裝置）不斷地向彎型具支試管中鼓入空氣，同時用酒精燈給硫粉加熱至燃燒，移去酒精燈，可觀察到微弱的淡藍色火焰；然后停止鼓入空氣，再用酒精燈給高錳酸鉀加熱，使硫在純氧中繼續(xù)燃燒，觀察到________ 火焰．

寫出實驗中硫磺燃燒的化學反應表達式：________．該實驗置的主要優(yōu)點是在消除有害氣體對環(huán)境污染的前提下有利于________ ．你推斷燒杯中的氫氧化鈉溶液的作用是____________ ．

Answer 1

【答案】劇烈燃燒，產生白煙，放熱4P + 5O22P2O5BC檢查裝置氣密性能夠防止燃燒匙伸入集氣瓶中導致的氣體受熱膨脹部分逸出，使實驗結果不準確，同時操作更簡單時間小驗證氧化銅在反應前后的質量是否改變驗證氧化銅在反應前后的化學性質是否改變驗證氧化銅和二氧化錳的催化效果2H2O2 2H2O+ O2↑分子是不斷運動的酚酞試液變紅色節(jié)約藥品，更環(huán)保明亮的藍紫色S + O2SO2對比硫在空氣和氧氣中燃燒的情況吸收反應生成的二氧化硫

【解析】

一、根據(jù)紅磷在空氣燃燒的現(xiàn)象和原理進行解答；

二、根據(jù)催化劑的定義進行分析。催化劑能夠改變化學反應的速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都不變；

三、根據(jù)微粒的性質和硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，二氧化硫的性質進行分析解答。

一、①第2步紅磷燃燒時的現(xiàn)象是劇烈燃燒，產生白煙，放熱，紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P + 5O22P2O5；

②實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5 ，導致這一結果的原因可能是紅磷過少，沒有把裝置中的氧氣耗盡，紅磷沒有燃燒完就急著打開了止水夾，沒有把裝置中的氧氣耗盡，同時溫度過高導致集氣瓶中氣壓過大，導致進入集氣瓶中的水偏少。故選BC；

③在正式開始實驗前，夾緊彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到活塞返回至20mL刻度處，該操作的主要目的是檢查裝置氣密性；改進后的優(yōu)點是：能夠防止燃燒匙伸入集氣瓶中導致的氣體受熱膨脹部分逸出，使實驗結果不準確，同時操作更簡單；

二、①該實驗通過判斷收集相同體積的氣體需要的時間，可以判斷反應速率的快慢，該實驗應測量的“待測數(shù)據(jù)”是時間；

②若氧化銅能加快氯酸鉀的分解，則實驗②比實驗①的“待測數(shù)據(jù)”�。�

③將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是驗證氧化銅在反應前后的質量是否改變；將第二次精確稱量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸鉀混合放入試管中，加熱，伸入帶火星木條，發(fā)現(xiàn)木條很快復燃，這樣做目的是驗證氧化銅在反應前后的化學性質是否改變；

評價設計：

實驗③和實驗②是其他條件相同時，催化劑的種類不同，比較反應的速度，設計對比的目的是驗證氧化銅和二氧化錳的催化效果；

實驗②中，過氧化氫在氧化銅的催化作用下分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H2O2 2H2O+ O2↑；

三、①她進行該實驗是為了探究分子是不斷運動的；實驗過程中能看到的現(xiàn)象是酚酞試液變紅色，說明氨分子是不斷運動的，當運動到酚酞試液中時，和其中的水反應生成氨水，氨水顯堿性，使酚酞試液變紅色；小晴同學設計的實驗在體積較小，密閉的容器中進行，其優(yōu)點是節(jié)約藥品，更環(huán)保；

②再用酒精燈給高錳酸鉀加熱，使硫在純氧中繼續(xù)燃燒，觀察到明亮的藍紫色火焰；實驗中硫磺燃燒生成二氧化硫，反應的化學方程式為S + O2SO2；該實驗裝置的主要優(yōu)點是在消除有害氣體對環(huán)境污染的前提下有利于對比硫在空氣和氧氣中燃燒的情況；二氧化硫有毒，可推測燒杯中的氫氧化鈉溶液的作用是吸收反應生成的二氧化硫。