Question

14．北塘化學(xué)興趣小組同學(xué)對實驗室制備氧氣的若干問題進(jìn)行如下實驗探究．
（一）為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速度的影響，A小組設(shè)計了以下對比實驗：
a．將12.25g KClO₃與5.0g MnO₂均勻混合加熱
b．將12.25g KClO₃與5.0g CuO均勻混合加熱
（1）在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積；   ②測收集相同體積O₂所需的時間．
（2）試計算：12.25g KClO₃中所含氧元素質(zhì)量與多少克過氧化氫中所含氧元素的質(zhì)量相等？（請寫出計算過程5.1g）．
（二）為探究影響雙氧水分解速度的某種因素，B小組記錄了如下實驗數(shù)據(jù)：

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16mL
Ⅲ	50.0g	4%	0.1g	31mL

【數(shù)據(jù)處理及結(jié)論】
（3）本實驗中，測量O₂體積的裝置是C（選填下圖1中的裝置編號）．

（4）實驗結(jié)論：在相同條件下，雙氧水濃度越大，雙氧水分解速率越快．
（5）C小組用如圖2裝置進(jìn)行實驗，通過比較相同時間天平讀數(shù)差值大小
也能達(dá)到實驗?zāi)康模?br />（三）D小組在加熱二氧化錳樣品時，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生（如圖3），于是他們對這個異�，F(xiàn)象進(jìn)行了探究．

（6）對氣體成分的探究：加熱二氧化錳樣品，用燃著的木條靠近試管口，木條熄滅．將氣體通入澄清的石灰水，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，產(chǎn)生的氣體是CO₂．
（7）對氣體來源的探究：
【假設(shè)1】甲同學(xué)認(rèn)為：該氣體來自于試管中的空氣，請你設(shè)計實驗證明該假設(shè)是否成立．

實驗步驟及現(xiàn)象	結(jié)論
按圖3裝置，加熱空的試管，另一端的澄清石灰水沒有變渾濁	假設(shè)不成立（填“成立”或“不成立”）．

【假設(shè)2】乙同學(xué)認(rèn)為：二氧化錳樣品中可能混有炭粉，炭粉發(fā)生反應(yīng)生成了該氣體．他通過查閱資料得知：氫氧化鈉溶液會與該氣體反應(yīng)，從而可吸收該氣體．于是他設(shè)計了如圖4所示的裝置進(jìn)行實驗，其中B裝置的作用是檢驗A中的反應(yīng)是否完全，則B中的試劑是澄清石灰水，實驗中觀察到D處澄清石灰水變渾濁．他又用氮?dú)獯�替空氣（氮�(dú)獠粎⑴c該實驗中的任何反應(yīng)），重復(fù)上述實驗，發(fā)現(xiàn)D處澄清的石灰水也變渾濁．

【結(jié)論】通過乙同學(xué)的實驗證明，二氧化錳中混有炭粉，炭粉與二氧化錳或氧氣和二氧化錳反應(yīng)產(chǎn)生了這種氣體．收集相同體積O₂所需的時間．

Answer 1

分析 （一）（1）②根據(jù)在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氧元素在化合物中所占比例計算；
（二）【數(shù)據(jù)處理及結(jié)論】：根據(jù)題干中表格中所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并完成解答；根據(jù)比較相同時間天平讀數(shù)差值大�。ɑ螂娮臃Q上示數(shù)減小的速度）也能達(dá)到實驗?zāi)康倪M(jìn)行解答；
（三）根據(jù)實驗現(xiàn)象解答即可．

解答 解：（一）（1）②根據(jù)在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間；
（2）根據(jù)氧元素在化合物中所占比例計算，氧元素的質(zhì)量=12.25g×$\frac{16×3}{39+35.5+16×3}$=4.8g，雙氧水的質(zhì)量=4.8g÷$\frac{16×2}{16×2+2×2}$5.1g；
（二）【數(shù)據(jù)處理及結(jié)論】：（3）測量排出水的體積，裝置C正確；
（4）由表格易知雙氧水濃度越大，雙氧水分解速率越快；
（5）相同溫度下，比較三組實驗產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時間天平讀數(shù)差值大�。�
（6）木條熄滅．將氣體通入澄清的石灰水，發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，氣體為CO₂；
（7）【假設(shè)1】澄清石灰水沒有變渾濁，裝置內(nèi)沒有CO₂，故假設(shè)不成立；
【假設(shè)2】澄清石灰水檢測進(jìn)入裝置的空氣中是否殘留有二氧化碳；
【結(jié)論】用空氣實驗可能氧氣、二氧化錳和炭粉反應(yīng)，用氮?dú)馓娲�空氣說明二氧化錳與炭粉反應(yīng)生成二氧化碳．
故答案為：
（一）（1）②測收集相同體積O₂所需的時間
（2）5.1g     
（二）（3）C
（4）雙氧水濃度越大
（5）相同時間天平讀數(shù)差值大�。ɑ螂娮犹炱缴鲜緮�(shù)減小的速度或電子天平的讀數(shù)不再發(fā)生變化時，所需要的時間）
（三）（6）CO₂
（7）【假設(shè)1】不成立
【假設(shè)2】澄清石灰水
【結(jié)論】二氧化錳或氧氣和二氧化錳

點(diǎn)評 本題通過實驗探究了二氧化錳在過氧化氫、氯酸鉀制氧氣中的催化作用，側(cè)重實驗?zāi)芰�和分析能力的考查�?/p>