Question

【題目】興趣小組圍繞“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”進(jìn)行了一系列探究活動:

實(shí)驗(yàn)一 氧氣制取實(shí)驗(yàn)

（1）現(xiàn)有如圖裝置

①藥品選擇:下列物質(zhì)中不能作為制取氧氣反應(yīng)物的是_____（填標(biāo)號）,原因是_____

A 水

B 過氧化氫

C 氯化鉀

D 高錳酸鉀（ KMnO4）

②實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取并收集較純凈氧氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是_____（填標(biāo)號， 下同）和_____。

③高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了下列異�，F(xiàn)象，請你分析其原因:

現(xiàn)象	原因
水槽中水呈紫紅色	Ⅰ：_____
水被倒吸沿導(dǎo)管進(jìn)入試管中	Ⅱ：_____

實(shí)驗(yàn)二 氯酸鉀制取氧氣

（2）取2g氯酸鉀固體10份，分別加入不同質(zhì)量的二氧化錳，加熱反應(yīng)，測得生成200mL氧氣所用的時間，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:

實(shí)驗(yàn)編號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比	1：20	1:10	1:6	1:5	1:4	1:3	1:2	2:3	1：1	3:2
生成200mL氧氣時間/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

請回答下列問題:

①實(shí)驗(yàn)室加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的文字表達(dá)式_____

②分析上述數(shù)據(jù)，利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為_____

③當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳比時，反應(yīng)速率變低的原因是_____（填標(biāo)號）。

A 反應(yīng)物含量過低，溫度不易達(dá)到反應(yīng)溫度

B 催化劑與氯酸鉀接觸面積減小

C 二氧化錳不起催化作用

實(shí)驗(yàn)三 探究過氧化氫 制取氧氣的適宜催化劑

（3）實(shí)驗(yàn)方案如下:

I.用MnO2、CuO、Fe2O3、 Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球備用。

Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球，采用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。改用其他三種微球，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到如圖的錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化的曲線圖。

①每次實(shí)驗(yàn)時，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因_____

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s時壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是_____

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是_____

Answer 1

【答案】C 氯化鉀中沒有氧元素 A E 試管口沒有放一團(tuán)棉花 沒有先將導(dǎo)管從水槽中取出 氯酸鉀 氯化鉀+氧氣 1：3 A 便于對比 取下橡皮塞 CuO

【解析】

（1）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氯化鉀不能作為制取氧氣的反應(yīng)物，因?yàn)槁然�鉀中沒有氧元素。故選C；

②用高錳酸鉀制取氧氣反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，屬于固體加熱型，氧氣密度大于空氣，不易溶于水，可用向上排空氣法收集或排水法收集，用排水法收集的氣體較為純凈，若要制取并收集一瓶比較純凈的氧氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是A和E；

③為了防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入水槽通常在盛放高錳酸鉀的試管口放一團(tuán)棉花，本題中水槽中水變紅，說明在試管口沒有放一團(tuán)棉花；

為了實(shí)驗(yàn)結(jié)束時為了防止水倒吸入試管，應(yīng)該先將導(dǎo)管從水槽中取出，然后再停止加熱，而本實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)水倒吸入試管是由于沒有先將導(dǎo)管從水槽中取出；

（2）①氯酸鉀在二氧化錳催化作用下，加熱分解生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式：氯酸鉀 氯化鉀+氧氣；

②分析上述數(shù)據(jù)，當(dāng)用時最短時應(yīng)該是最佳配比，所以利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為1：3。

③當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳比時，由于反應(yīng)物含量過低，溫度不易達(dá)到反應(yīng)溫度，從而反應(yīng)速率變低。故選A。

（3）①每次實(shí)驗(yàn)時，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因是便于對比；

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s時壓強(qiáng)瞬間回落，其原因可能是取下橡皮塞；

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，利用二氧化錳時反應(yīng)速率太快，Fe2O3、Cr2O3時反應(yīng)速率太慢，因此利用催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是CuO。