Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對氧氣的制取進(jìn)行了進(jìn)一步探究。

（1）用高錳酸鉀制氧氣，對比用向上排空氣法和排水法收集到的氧氣的純度。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

①用向上排空氣法收集氧氣：將帶火星的木條放在集氣瓶口，當(dāng)_________時(shí)證明氧氣集滿，用傳感器測定集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。重復(fù)該實(shí)驗(yàn)3次并記錄數(shù)據(jù)。

②用排水法收集氧氣：氧氣能用排水法收集的原因是____，用傳感器測定集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。重復(fù)該實(shí)驗(yàn)3次并記錄數(shù)據(jù)。

氧氣的收集方法	向上排空氣法			排水法
氧氣的體積分?jǐn)?shù)/%	79.7	79.6	79.9	90.0	89.8	89.3
氧氣的平均體積分?jǐn)?shù)/%	79.7			89.7

（實(shí)驗(yàn)分析）不考慮操作失誤的因素，用排水法也收集不到純凈的氧氣，其主要原因是__________。

（2）用過氧化氫溶液制氧氣，探究不同催化劑催化過氧化氫分解的效果。

（查閱資料）

①M(fèi)nO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S對過氧化氫的分解均具有催化作用。

②海藻酸鈉可以作為催化劑的載體支架，形成負(fù)載不同催化劑的海藻酸鈉微球。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

①制備五種負(fù)載不同催化劑（MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S）的海藻酸鈉微球，每個(gè)微球大小相同，且負(fù)載催化劑的質(zhì)量相等。

②取30粒負(fù)載某種催化劑的海藻酸鈉微球與20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過氧化氫溶液，在錐形瓶中迅速混合發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，采集200s內(nèi)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，繪制曲線如圖2。

（實(shí)驗(yàn)分析）

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

②本實(shí)驗(yàn)中，通過一段時(shí)間內(nèi)______來反映生成氧氣的快慢。

③本實(shí)驗(yàn)中，負(fù)載MnO2的微球顯示了良好的催化效果，60s時(shí)竟將橡皮塞彈飛，在圖2中對應(yīng)的曲線是_______（填“a”或“b”）；負(fù)載_______的微球催化效果較好，反應(yīng)溫和；負(fù)載Fe2O3、Cr2O3的微球催化效果一般；負(fù)載_______的微球催化能力最弱。

Answer 1

【答案】木條復(fù)燃 氧氣不易溶于水，不與水反應(yīng) 收集到的氧氣中混有水蒸氣 確保催化劑的質(zhì)量一致 壓強(qiáng)的變化 a CuO S

【解析】

（1）

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①用向上排空氣法收集氧氣：將帶火星的木條放在集氣瓶口，當(dāng)木條復(fù)燃時(shí)證明氧氣集滿；②氧氣不易溶于水，且不與水反應(yīng)，故能用排水法收集；

實(shí)驗(yàn)用排水法也收集不到純凈的氧氣，其主要原因是氧氣中混有水蒸氣；

（2）

實(shí)驗(yàn)

①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因是確保催化劑的質(zhì)量一致，排出質(zhì)量對催化效果的影響；

②由題目可知，本實(shí)驗(yàn)中，通過一段時(shí)間內(nèi)壓強(qiáng)的變化來反映生成氧氣的快慢；

③本實(shí)驗(yàn)中，負(fù)載MnO2的微球顯示了良好的催化效果，即在短時(shí)間內(nèi)壓強(qiáng)變化明顯，故在圖2中對應(yīng)的曲線是a；由圖像可知，負(fù)載CuO的微球催化效果較好，反應(yīng)溫和；由圖像可知，負(fù)載S的微球催化能力最弱。