Question

19．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)的設(shè)計(jì)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確步驟是：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)按照以上四個(gè)步驟完成以下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)裝置圖回答問題．

【明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉?shí)驗(yàn)室制取氧氣
【收集有關(guān)資料】過氧化氫是液體，二氧化錳催化作用下，迅速產(chǎn)生氧氣，高錳酸鉀是一種黑紫色的固體，寫出一種制取氧氣的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】用過氧化氫制取氧氣時(shí)，可以選擇AD或AE（填序號(hào)）組裝一套裝置制取氧氣，選擇制取氣體的發(fā)生裝置的方法的依據(jù)是反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】
（1）用過氧化氫制取氧氣時(shí)，要先檢驗(yàn)裝置的氣密性，其方法是用彈簧夾夾住右邊導(dǎo)管，向長頸漏斗中倒水，液面高度不變，說明裝置氣密性良好；
（2）若用高錳酸鉀制取氧氣，B裝置應(yīng)該加以改進(jìn)，改進(jìn)的方法是試管口放一團(tuán)棉花，收集氧氣可以選用E裝置，原因是氧氣不易溶于水；
（3）若用高錳酸鉀制取氧氣，用D收集氧氣，驗(yàn)證收集滿的方法是用帶火星的木條放到瓶口，木條復(fù)燃說明收集滿；
（4）若用過氧化氫制取氧氣，實(shí)驗(yàn)室需要1.6g氧氣進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，至少要加入過氧化氫多少g？

Answer 1

分析 【收集有關(guān)資料】根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，根據(jù)生成氣體的密度和溶解性選擇收集裝置；
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】（1）檢查裝置的氣密性有多種方法，原理都是根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差形成水柱或氣泡；
（2）根據(jù)用高錳酸鉀制氧氣時(shí)的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；根據(jù)氧氣不易溶于水進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)氧氣驗(yàn)滿的方法進(jìn)行分析；
（4）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，由生成氧氣的質(zhì)量，由反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計(jì)算出需要的過氧化氫溶液的質(zhì)量即可．

解答 解：【收集有關(guān)資料】過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\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】過氧化氫是液體，二氧化錳是固體，反應(yīng)條件是常溫，可選用的發(fā)生裝置是A；氧氣不易溶于水，密度比空氣大，因此收集方法可用排水法或向上排空氣法，故選擇的收集裝置可以是D或E；
【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】（1）用彈簧夾夾住右邊導(dǎo)管，向長頸漏斗中倒水，液面高度不變，說明裝置氣密性良好；
（2）用高錳酸鉀制氧氣時(shí)試管口放一團(tuán)棉花，其作用是防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管；收集氧氣可以選用E裝置，原因是氧氣不易溶于水；
（3）檢驗(yàn)氧氣集滿的方法是將帶火星木條放在集氣瓶瓶口，若木條復(fù)燃，則證明氧氣已集滿；
（4）設(shè)需要氧化氫溶液的質(zhì)量為x，
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O₂↑+2H₂O
68         32
x       16g
x=34g
答：至少需要過氧化氫溶液34g；
故答案為：【收集有關(guān)資料】2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】AD或AE；反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；【進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)】（1）用彈簧夾夾住右邊導(dǎo)管，向長頸漏斗中倒水，液面高度不變，說明裝置氣密性良好；（2）試管口放一團(tuán)棉花；氧氣不易溶于水；（3）用帶火星的木條放到瓶口，木條復(fù)燃說明收集滿；（4）34．

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)方程式的書寫等，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)．