Question

據下列裝置圖回答問題：

（1）甲同學用氯酸鈉和二氧化錳共熱制備和收集氧氣，他應選用的氣體發(fā)生裝置是（填序號）

 

；他用裝置C來收集的原因是

 

，當看到導管口的

 

時他才開始收集氧氣．
（2）該同學用如圖2所示的方法進行氣密性檢查，如果裝置不漏氣，可以看到

 

，將手松開一段時間后（導管仍插入水中），可以看到導管中會形成一段水柱．
（3）因為氧氣的密度比空氣的稍大，所以還可以選用

 

（填序號）來收集氧氣，其驗滿的方法是

 

．
（4）老師提醒可以用F（萬能瓶）來收集氧氣，其收集氣體，則甲同學應將發(fā)生裝置的導管與F的導管

 

（選a，或b）相連接．
（5）乙同學稱取一定質量的KMnO4固體放入試管中，將溫度控制在250℃，加熱制取氧氣O₂，實驗結束時，該同學發(fā)現(xiàn)用排水發(fā)收集到的O₂，大于理論產量，針對這一現(xiàn)象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想I：反應生成二氧化錳（MnO₂）分解放出O₂；
          猜想II反應生成的錳酸鉀（K₂MnO₄）分解放出O₂
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
第一組同學取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后側的MnO₂的質量不變，則猜想

 

（選填I或Ⅱ）錯誤．
第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論，該組同學選擇的實驗方法是

 

．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速度很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃分解率大大加快，說明KMnO₄固體與KClO₃的分解反應中

 

催化劑（填“是”或“不是”），其原因是

 

．
（6）丙同學選擇用雙氧水和二氧化錳混合來制取氧氣，則他應選用的氣體發(fā)生裝置是

 

（填序號）以下是探究影響該反應速率因素的相關實驗數(shù)據：

實驗序號	H2O2溶液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度/	MnO2用量/g	收集到的氧氣體積/mL	反應所需的時間/s
1	5	1	20	/	1	30.29
2	5	1	20	0.1	4	16.75
3	15	1	20	0.1	4	6.04
4	5	1	60	/	1	13.76

通過以上實驗數(shù)據的分析，可知過氧化氫分解制取氧氣的化學反應速率與

 

，

 

，

 

等因素有關；發(fā)生裝置中的

 

（填儀器名稱）也可以幫助控制反應的速率．

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,影響化學反應速率的因素探究,檢查裝置的氣密性,氧氣的收集方法,氧氣的檢驗和驗滿,催化劑的特點與催化作用

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣；
氧氣不易溶于水；
利用排水法收集氣體時，剛出現(xiàn)氣泡時不能立即收集，因為這時排出的氣體主要是空氣；
（2）凡是有氣體參加或產生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果；
（3）氧氣的密度比空氣的密度大，能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；
（4）不同的實驗裝置，功能不同；
（5）根據實驗現(xiàn)象可以判斷相關方面的問題；
（6）根據表中提供的數(shù)據可以判斷影響反應速率的因素；
分液漏斗、注射器等能夠控制液體藥品的流量，從而可以可知反應的速率．

解答：解：（1）用氯酸鉀和二氧化錳共熱制備和收集氧氣時，應選用的氣體發(fā)生裝置是B裝置；
用裝置C來收集的原因是氧氣不易溶于水；
當看到導管口的氣泡均勻、連續(xù)地冒出時他才開始收集氧氣．
故填：B；氧氣不易溶于水；氣泡均勻、連續(xù)地冒出．
（2）如果裝置不漏氣，可以看到導管口出現(xiàn)氣泡，將手松開一段時間后（導管仍插入水中），可以看到導管中會形成一段水柱．
故填：導管口出現(xiàn)氣泡．
（3）因為氧氣的密度比空氣的稍大，所以還可以向上排空氣法收集，即選用D裝置來收集氧氣；
其驗滿的方法是：把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明已經收集滿．
故填：D；把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明已經收集滿．
（4）因為氧氣的密度比空氣大，所以甲同學應將發(fā)生裝置的導管與F的導管a相連接．
故填：a．
（5）【實驗驗證】
第一組同學取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，則猜想Ⅰ錯誤；
第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是：把帶火星的木條伸入試管中，帶火星的木條復燃．
故填：Ⅰ；把帶火星的木條伸入試管中，帶火星的木條復燃．
【拓展延伸】
高錳酸鉀分解生成的二氧化錳做氯酸鉀分解的催化劑，而高錳酸鉀不能做氯酸鉀分解的催化劑．
故填：不是，高錳酸鉀分解生成的二氧化錳做氯酸鉀分解的催化劑．
（6）用雙氧水和二氧化錳混合來制氧氣時不需要加熱，應選用的氣體發(fā)生裝置是A裝置；
由①②比較可知，使用催化劑能夠加快反應速率；
由②③比較可知，過氧化氫的濃度影響反應的速率，同時溫度也是影響反應速率的因素；
發(fā)生裝置中的分液漏斗也可以幫助控制反應的速率．
通過以上實驗數(shù)據的分析，可知，過氧化氫分解制氧氣的化學反應速率與是否使用催化劑、過氧化氫的質量分數(shù)和溫度等因素有關．
故填：A；是否使用催化劑；過氧化氫的質量分數(shù)；溫度；分液漏斗．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．