Question

6．某興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．

（1）甲同學(xué)選用如圖所示的裝置制取氧氣．
①寫(xiě)出儀器的名稱(chēng)：①錐形瓶；②集氣瓶．
②小李在實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和另一種固體制取氧氣，他選擇上述裝置中的BC或BD（填字母）進(jìn)行組裝．小紅在實(shí)驗(yàn)室中選用A裝置作為氧氣的發(fā)生裝置，其反應(yīng)原理是過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（2）若使用F裝置代替排水法收集氧氣，應(yīng)如何操作？先將集氣瓶裝滿(mǎn)水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）用D裝置收集氧氣，驗(yàn)滿(mǎn)的方法是將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復(fù)燃，則證明收集滿(mǎn)了．
（4）某同學(xué)在觀察到錐形瓶?jī)?nèi)有大量氣泡時(shí)，開(kāi)始用D裝置收集氧氣，過(guò)一段時(shí)間后用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底均未見(jiàn)木條復(fù)燃．其原因可能是裝置漏氣． 
（5）某同學(xué)一不小心將過(guò)氧化氫與氧化鐵粉末混合，發(fā)現(xiàn)也有大量氣泡產(chǎn)生，他聯(lián)想氧化鐵能否作為過(guò)氧化氫分解的催化劑？請(qǐng)一起參與探究．
【猜想】氧化鐵能作為過(guò)氧化氫分解的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】甲同學(xué)設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：取一定量的過(guò)氧化氫溶液于試管中，觀察到有極少量的氣泡產(chǎn)生，伸入帶火星的木條，木條不復(fù)燃．說(shuō)明過(guò)氧化氫溶液常溫下緩慢分解．
實(shí)驗(yàn)二：在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入Wg氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃．說(shuō)明氧化鐵加快了過(guò)氧化氫分解的速度．
實(shí)驗(yàn)三：待反應(yīng)結(jié)束后，將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱(chēng)量，固體質(zhì)量仍為Wg．說(shuō)明反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為氧化鐵粉末可以作為過(guò)氧化氫分解的催化劑．
【反思評(píng)價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不充分，需要再補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)．探究反應(yīng)前后氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器解答；
②如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．
（2）根據(jù)用F裝置采用排水法收集氧氣的方法，進(jìn)行分析解答；
（3）根據(jù)氣體的性質(zhì)確定驗(yàn)滿(mǎn)的方法；
（4）從制取裝置的氣密性是否嚴(yán)密不漏氣去分析；
（5）根據(jù)過(guò)氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒(méi)有復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生氧氣速度慢，加入氧化鐵后，帶火星木條復(fù)燃，說(shuō)明氧化鐵加快了反應(yīng)速度；催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)．

解答 解：（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器可知：①錐形瓶；②集氣瓶；
②如果用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣就需要加熱，選擇上述裝置中的B；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；在實(shí)驗(yàn)室中選用A裝置作為氧氣的發(fā)生裝置，其反應(yīng)原理是固體和液體反應(yīng)，不需加熱；可以用過(guò)氧化氫溶液制氧氣，反應(yīng)的表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（2）用F裝置采用排水法收集氧氣，先將集氣瓶裝滿(mǎn)水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）因?yàn)槟苎鯕庵С秩紵�，所以�?yàn)滿(mǎn)的方法是：將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復(fù)燃，則證明收集滿(mǎn)了．
（4）用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見(jiàn)木條復(fù)燃，說(shuō)明瓶中沒(méi)有收集到氧氣．觀察到錐形瓶?jī)?nèi)有大量氣泡時(shí)，卻收集不到氣體，說(shuō)明裝置漏氣；故答案為：裝置漏氣．
（5）在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入Wg 氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃，說(shuō)明加入氧化鐵后產(chǎn)生氧氣的速度加快了很多，說(shuō)明氧化鐵加快了過(guò)氧化氫分解的速度；將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱(chēng)量，固體質(zhì)量仍為Wg，說(shuō)明了反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)是否改變．
故答案為：
（1）①錐形瓶；②集氣瓶；
②BC或BD；過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（2）先將集氣瓶裝滿(mǎn)水，再將氧氣從b端通入，水從a端排出．
（3）將帶火星的木條伸入到集氣瓶口處，若木條復(fù)燃，則證明收集滿(mǎn)了；
（4）裝置漏氣
（5）氧化鐵加快了過(guò)氧化氫分解的速度；反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；反應(yīng)前后氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，是中考的重要考點(diǎn)之一，熟練掌握實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的反應(yīng)原理、發(fā)生裝置和收集裝置的選擇依據(jù)是正確解答本題的關(guān)鍵．化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)儀器的使用，裝置的選擇，注意事項(xiàng)，裝置的評(píng)價(jià)，都將是中考熱點(diǎn)．