Question

20．制取氧氣是初中化學重要的實驗之一，興趣小組進行如下探究．
探究一 氧氣的制取

（1）a儀器名稱：長頸漏斗；C圖操作的名稱：檢查裝置氣密性．
（2）用氯酸鉀制取氧氣選擇的發(fā)生裝置是B（填序號）．
寫出該反應的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
探究二  催化劑的選擇
研究表明，許多金屬氧化物對氯酸鉀有催化作用，分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應和反應劇烈時的溫度如表所示：

溫度/℃	Fe2O3	Al2O3	CuO	MgO
開始反應	470	515	305	490
劇烈反應	490	540	350	545

（3）上述實驗中，從溫度對反應催化效果來看，最好選用氧化銅作催化劑．
（4）加熱氫氧化銅固體可制得氧化銅和一種常見液體物質(zhì)，寫出該反應的化學方程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
探究三 氧化銅與二氧化錳的催化效果進行比較
用如圖裝置進行實驗，實驗均以生成25mL氣體為準，可能影響實驗的因素均以忽略，相關(guān)裝置和數(shù)據(jù)見下表：

序號	KClO3質(zhì)量	催化劑質(zhì)量	待測數(shù)據(jù)
①	2.45g	-	a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
③	2.45g	0.51gCuO	c

（5）實驗①的作用對比，上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”是收集25mL氧氣所需時間，若b＞c，（填“＞”、“=”或“＜”）可知在某溫度下氧化銅對氯酸鉀分解效果更好．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗裝置圖回答儀器名稱和操作名稱；
（2）根據(jù)氯酸鉀制氧氣的反應條件和藥品狀態(tài)選擇發(fā)生裝置，根據(jù)氯酸鉀制氧氣的反應原理書寫化學方程式；
（3）對比表格中的數(shù)據(jù)選擇合適的催化劑；
（4）根據(jù)氫氧化銅分解的生成物書寫化學方程式；
（5）根據(jù)表格中實驗①是沒加催化劑時反應的情況，可知是用來對比加入催化劑后的反應速率；生成氣體速率的快慢可以通過對比收集相同體積氧氣所需時間的長短來體現(xiàn)，根據(jù)結(jié)論氧化銅催化效果好說明氧化銅做催化劑所用時間短．

解答 解：（1）由實驗裝置圖可知儀器a是長頸漏斗，而操作C是檢查裝置氣密性，故填：長頸漏斗；檢查裝置氣密性；
（2）氯酸鉀制氧氣需要加熱的條件所以要選擇B裝置來做為發(fā)生裝置，氯酸鉀用二氧化錳做催化劑生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；故填：B；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，加入催化劑后氯酸鉀分解溫度最低的是氧化銅，故填：氧化銅；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學反應前后元素種類不變，氫氧化銅生成氧化銅和另一種常見的液體是水，所以反應化學方程式是：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；故填：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
（5）根據(jù)探究三的實驗目的：氧化銅與二氧化錳的催化效果進行比較，可知實驗①是用來比較加入催化劑和沒加催化劑的反應速率情況，要比較反應速率的快慢可以通過對比收集相同體積的氧氣所需時間的長短來體現(xiàn)，所以待測數(shù)據(jù)是三種情況下收集25mL氣體所需的時間，由實驗結(jié)論氧化銅的催化效果更好，可知相同條件下用氧化銅做催化劑時收集相同體積的氧氣所需的時間短，故填：對比；收集25mL氧氣所需時間；＞．

點評 此題考查氣體制備過程中催化劑的選擇問題，催化劑能改變化學反應速率，對于有氣體生成的反應，反應速率的快慢可以通過收集相同體積的氣體所用時間的長短來體現(xiàn)．