Question

【題目】（15分）某化學(xué)興趣小組利用以下裝置探究氣體的制取及性質(zhì)。結(jié)合下圖回答有關(guān)問(wèn)題：

請(qǐng)結(jié)合圖示實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列問(wèn)題。

（1）用加熱高錳酸鉀制氧氣選用發(fā)生裝置是 ；該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為

若用裝置G收集氧氣，氧氣應(yīng)從 端通入（選填“a”或“b”），用此裝置收集氧氣時(shí)檢驗(yàn)氧氣收集滿的方法

（2）已知CO2能溶于水且與能水反應(yīng)，密度比空氣大，實(shí)驗(yàn)室可用塊狀大理石和稀鹽酸來(lái)制取CO2，可選用的裝置組合是 ，若用F裝置收集CO2，油層的作用是 。

（3）小明同學(xué)選用如圖所示的裝置制取氧氣。制取過(guò)程中所發(fā)生的符號(hào)表達(dá)式為： 實(shí)驗(yàn)前小明同學(xué)先向儀器A中加入水，然后將導(dǎo)氣管放入水槽中，并打開(kāi)儀器A的活塞，觀察導(dǎo)氣管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)操作的目的是 。

（4）小紅同學(xué)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)得知：CuSO4溶液、動(dòng)物某些臟器中含有的物質(zhì)等能催化過(guò)氧化氫的分解。

【初次探究】實(shí)驗(yàn)證明，在過(guò)氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過(guò)氧化氫的分解，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定它在化學(xué)反應(yīng)前后

【再次探究】CuSO4溶液主要含有三種粒子（H2O、Cu2+、SO42-），稀硫酸中含有三種粒子（H2O、H+、SO42-）為了進(jìn)一步探究CuSO4溶液中哪種粒子能起催化作用。小紅同學(xué)作了以下分析和設(shè)計(jì)。

①小紅同學(xué)認(rèn)為最不可能的是H2O，他的理由是 。

②要說(shuō)明另外的兩種粒子是否起到催化作用，小紅同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，完成了這次探究活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
a. 取一支試管加入5mL5%過(guò)氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒(méi)有氣泡放出	實(shí)驗(yàn)證明，起催化作用的是
B． 另取一支試管加入5mL5%過(guò)氧化氫溶液，然后加入2-3滴氯化銅溶液[來(lái)	溶液中有大量氣泡放出

（5）.小玲同學(xué)稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O2．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O2大于理論產(chǎn)量．針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：

【提出猜想】猜想 I：反應(yīng)生成的二氧化錳分解放出O2；

猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出O2；

猜想Ⅲ：

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變，則猜想______錯(cuò)誤；

第二組同學(xué)取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒(méi)有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是__ ____．

【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應(yīng)速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀的分解速率大大加快。請(qǐng)說(shuō)明高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？

Answer 1

【答案】（1） A ；KMnO4K2MnO4 + MnO2+O2 ; a ; 將帶火星的木條放在b管口處，木條復(fù)燃，氧氣收集滿 （2） BC ;防止二氧化碳溶于水;（3）H2O2 MnO2 H2O+O2 ; 檢查裝置的氣密性（4） 化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒(méi)有發(fā)生改變 【再次探究】① 過(guò)氧化氫溶液溶液中有水，所以水不是催化劑 ;② 銅離子（或Cu2+）; （5）猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出O2 ; 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】猜想; I ;錯(cuò)誤；; 把帶火星的木條放入試管中．【拓展延伸】 高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀質(zhì)量改變

【解析】

試題分析：（1）用加熱高錳酸鉀制氧氣，因?yàn)榉磻?yīng)條件為加熱，反應(yīng)物的狀態(tài)為固體，故選用固體加熱型裝置A，；符號(hào)表達(dá)式為KMnO4K2MnO4 + MnO2+O2 用裝置G收集氧氣，因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獾拇�，故氧氣�?yīng)從a端通入，以保證長(zhǎng)進(jìn)短出，得到氧氣，用此裝置收集氧氣時(shí)檢驗(yàn)氧氣收集滿的方法將帶火星的木條放在b管口處，木條復(fù)燃，氧氣收集滿；（2）已知CO2能溶于水且與能水反應(yīng)，密度比空氣大，實(shí)驗(yàn)室可用塊狀大理石和稀鹽酸來(lái)制取CO2，可選用固液常溫型反應(yīng)裝置B和向上排空氣法C收集氣體，若用F裝置收集CO2，油層的作用是防止二氧化碳溶于水;（3）實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫和二氧化錳，在固液常溫型裝置中制取氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為H2O2 MnO2 H2O+O2；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前要檢驗(yàn)裝置的氣密性；（4）【初次探究】實(shí)驗(yàn)證明，在過(guò)氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過(guò)氧化氫的分解，根據(jù)催化劑的定義可知，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定它在化學(xué)反應(yīng)前后 化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒(méi)有發(fā)生改變；①小紅同學(xué)認(rèn)為最不可能的是H2O，他的理由是：過(guò)氧化氫溶液中的溶劑是水，因此H2O不能起催化作用；②滴稀硫酸無(wú)變化，證明了硫酸根離子不能做催化劑；滴硫酸銅時(shí)，有大量氣泡放出，證明了起催化作用的是銅離子；（5）根據(jù)高錳酸鉀的反應(yīng)可知，猜想三為反應(yīng)生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出O2【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變，則猜想I錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒(méi)有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是把帶火星的木條放入試管中；【拓展延伸】高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀質(zhì)量改變 ，之所以能改變反應(yīng)的速率是因?yàn)楦咤i酸鉀加熱生成了二氧化錳，改變了反應(yīng)的速率。