Question

某興趣小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室制備氧氣的若干問題進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究．
（1）為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速度的影響，甲同學(xué)設(shè)計(jì)以下對比實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．將2.45g KClO₃與1.0g MnO₂均勻混合加熱
Ⅱ．將 x g KClO₃與1.0g CuO均勻混合加熱
在相同溫度下，比較兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①測相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積
②測

收集相同體積O₂所需的時(shí)間

；
Ⅰ中反應(yīng)的文字表達(dá)式是

氯酸鉀

二氧化錳

加熱

氯化鉀+氧氣

；
Ⅱ中x的值應(yīng)為

2.45

．
（2）乙同學(xué)探究了影響雙氧水分解速度的某種因素，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時(shí)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】
I．本實(shí)驗(yàn)中，測量O₂體積的裝置是

c

 （選填圖1中“a”“b”“c”編號）．

II．實(shí)驗(yàn)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．
III．丙用如圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過比較

相同時(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（3）丙同學(xué)用KClO₃和MnO₂的混合物制取O₂，完全反應(yīng)后的固體殘?jiān)�，�?jīng)以下四步實(shí)驗(yàn)操作，回收得到了較純凈的MnO₂（殘?jiān)�中只有MnO₂難于水）．
他的正確操作先后順序是

bcda

 （填寫選項(xiàng)符號）．
a．烘干       b．溶解        c．過濾       d．洗滌
步驟 c需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、

玻璃棒

，所填儀器在過濾操作中的作用是

引流

．
（4）丁同學(xué)在學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律后，嘗試計(jì)算了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中2.45g KClO₃完全分解后生成O₂的質(zhì)量為

0.96

g，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂體積為

671.8

 mL．（已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氧氣密度為1.429g/L，結(jié)果精確到0.1mL）（無需寫計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)在相同溫度下，比較兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時(shí)間進(jìn)行解答；
Ⅰ、根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳做催化劑和加熱的條件下分解成氯化鉀和氧氣分析；
Ⅱ、根據(jù)控制氯酸鉀的質(zhì)量相等才能比較出二氧化錳和氧化銅的催化效果分析；
（2）Ⅰ根據(jù)氣體短管進(jìn)長管出才能排出試劑瓶中的水、表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和生成氧氣所以敞口的容器中剩余物質(zhì)的質(zhì)量減輕分析．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)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；
Ⅲ根據(jù)比較相同時(shí)間天平讀數(shù)差值大小（或電子稱上示數(shù)減小的速度）也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行解答；
（3）根據(jù)用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂，完全反應(yīng)后的固體殘?jiān)�是氯化鉀和二氧化錳，氯化鉀溶于水，二氧化錳不溶于水，因此可以通過溶解、過濾、洗滌、干燥的方法，回收得到較純凈的二氧化錳進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)氯酸鉀的質(zhì)量即可求出生成O₂的質(zhì)量以及氧氣的體積進(jìn)行解答．

解答：解：（1）在相同溫度下，比較兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時(shí)間；
Ⅰ、氯酸鉀在二氧化錳做催化劑和加熱的條件下分解成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式是氯酸鉀

二氧化錳

加熱

氯化鉀+氧氣；
Ⅱ、控制氯酸鉀的質(zhì)量相等才能比較出二氧化錳和氧化銅的催化效果，所以x的值應(yīng)為2.45；
（2）Ⅰ氣體短管進(jìn)長管出才能排出試劑瓶中的水、表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和生成氧氣所以敞口的容器中剩余物質(zhì)的質(zhì)量減輕，所以本實(shí)驗(yàn)中，測量O₂體積的裝置是c．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)論：從表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知雙氧水濃度越大，分解得越快；
Ⅲ根據(jù)比較相同時(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（3）用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂，完全反應(yīng)后的固體殘?jiān)�是氯化鉀和二氧化錳，氯化鉀溶于水，二氧化錳不溶于水，因此可以通過溶解、過濾、洗滌、干燥的方法，回收得到較純凈的二氧化錳；故正確操作先后順序是為：bcda；步驟c需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒，玻璃棒在過濾操作中的作用是引流；
（4）設(shè)生成O₂的質(zhì)量為x．
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
245                96
2.45g               x

245

2.45g

=

96

x

x=0.96g
氧氣的體積=

0.96g

1.429g/L

=671.8mL
答：2.45g KClO₃完全分解后生成O₂的質(zhì)量為0.96g，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂體積為671.8mL．
故答案為：（1）收集相同體積O₂所需的時(shí)間；氯酸鉀

二氧化錳

加熱

氯化鉀+氧氣；2.45；
（2）c；雙氧水濃度越大；相同時(shí)間天平讀數(shù)差值大�。ɑ螂娮臃Q上示數(shù)減小的速度）；
（3）bcda；玻璃棒；引流；
（4）0.96；671.8．

點(diǎn)評：本題通過實(shí)驗(yàn)探究了二氧化錳和氧化銅在過氧化氫制氧氣中的催化作用，側(cè)重實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和分析能力的考查�?/div>