Question

10．實驗室常用下列裝置制取有關氣體．

（1）用KMnO₄固體來制取O₂，應選用圖中的A裝置（填A或B）．該發(fā)生裝置還可以做我們學過的銅綠分解實驗，用寫出這個反應的文字表達式銅綠$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅+二氧化碳+水．
（2）C裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是防止二氧化碳溶于水，植物油上方原有的空氣對實驗的結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”）明顯影響．
（3）利用B\C組合裝置測得反應生成氣體體積偏大的最主要原因是：利用該裝置測得氣體體積，實際包括反應生成的氣體，還有滴入錐形瓶內(nèi)的液體的體積，所以，所測得結(jié)果偏大．
加熱
（4）氨氣（NH₃）的密度比空氣的小，極易溶于水，實驗室制取氨氣的反應原理是：氫氧化鈣（固）+氯化銨（固）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$氯化鈣（固）+氨氣+水．實驗室制取氨氣，若選擇A裝置，應該將此裝置如何改動？排水法改為向下排空氣法
（5）實驗室里還可采用B圖裝置，通過用MnO₂作催化劑分解過氧化氫（H₂0₂）的方法制取氧氣．寫出該反應的文字表達式：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣
（6）某研究小組對用H₂O₂分解生成H₂O和O₂的實驗條件進行探究．他們進行以下實驗：
①往盛有5mL5%H₂O₂溶液的試管中，伸入帶火星的木條，木條不復燃．
②往盛有5mLω%H₂O₂溶液的試管中，加入a克MnO₂，伸入帶火星的木條，木條復燃．
③往盛有5mLω%H₂O₂溶液的試管中，加入a克Fe₂O₃，伸入帶火星的木條，木條復燃．
④經(jīng)檢驗，②，③中反應后試管中仍分別含有a克MnO₂和a克Fe₂O₃．
【問題】（1）MnO₂和Fe₂O₃是上述反應中的催化劑劑．
（2）實驗②，③中的H₂O₂的濃度（ω%）以5%為宜．
研究小組還對溶液濃度、催化劑的種類等實驗條件進行了探究．下表選取了部分實驗數(shù)據(jù)：用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間

濃度  時間（min） 條件	30%H2O2溶液	15%H2O2溶液	5%H2O2溶液
a克MnO2	0.2	0.8	2.0
a克Fe2O3	7.0	9.0	16.0

【問題】（3）從上表中能得出哪些結(jié)論？催化劑相同時過氧化氫溶液濃度越大，反應速度越快；
（7）【提出問題】小松同學用“雙氧水”（過氧化氫溶液）清洗傷口時，不小心將過氧化氫溶液滴到水泥板上，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生．小松聯(lián)想到自己曾經(jīng)用二氧化錳做過氧化氫分解的催化劑，他想，水泥塊能否也可作過氧化氫分解的催化劑呢？于是他到附近建筑工地取回一些小水泥塊，并用蒸餾水浸泡，沖洗、干燥，并進行以下探究．
【猜想】水泥塊能作過氧化氫分解的催化劑．
【實驗驗證】

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入水泥塊，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃	水泥塊能加快雙氧水分解速率

【結(jié)論】水泥塊能加快過氧化氫的分解速率，故水泥起能作過氧化氫的催化劑．
【討論與反思】小芳認為：僅憑上述兩個實驗還不能證明水泥塊為過氧化氫分解的催化劑，她覺得需要增加一個探究實驗：探究水泥塊在反應前后質(zhì)量是否改變．
【實驗步驟】①準確稱量水泥塊的質(zhì)量；②完成實驗二；③待反應結(jié)束，將實驗二試管里的物質(zhì)進行過濾，洗滌，干燥，稱量④對比反應前后水泥塊的質(zhì)量．
【分析】如果水泥塊反應前后質(zhì)量不變，則說明水泥塊可以作為過氧化氫分解的催化劑．但小華認為，要證明小松的猜想，小芳的補充實驗還是不足夠，還需要再補充一個探究實驗：探究水泥塊的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．

Answer 1

分析 根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件缺點發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的收集方法確定收集裝置；根據(jù)反應的原理寫出反應的文字表達式；根據(jù)催化劑的特點、分析設計實驗探究反應的催化劑．

解答 解：（1）用KMnO₄固體來制取O₂，屬于加熱固體制取氣體，應選用圖中的A裝置．該發(fā)生裝置還可以做我們學過的銅綠分解實驗，銅綠受熱分解生成了氧化銅、二氧化碳和水，反應的文字表達式是：銅綠$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅+二氧化碳+水．
（2）C裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，由于二氧化碳能溶于水，其中在水面上放一層植物油的目的是防止二氧化碳溶于水，植物油上方原有的空氣對實驗的結(jié)果沒有明顯影響．
（3）利用B\C組合裝置測得反應生成氣體體積偏大的最主要原因是：利用該裝置測得氣體體積，實際包括反應生成的氣體，還有滴入錐形瓶內(nèi)的液體的體積，所以，所測得結(jié)果偏大；
（4）由于氨氣（NH₃）的密度比空氣的小，極易溶于水，實驗室制取氨氣，若選擇A裝置，應該將此裝置中排水法改為向下排空氣法；
（5）實驗室里還可采用B圖裝置，通過用MnO₂作催化劑分解過氧化氫（H₂0₂）的方法制取氧氣．該反應的文字表達式：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（6）【問題】（1）由①②③對比可知加入二氧化錳、氧化鐵后的反應速度明顯提高，且由④可知其質(zhì)量沒有改變，故可說明它是這一反應的催化劑；
（2）通過用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間可以看出，過氧化氫的濃度較大時，生成氧氣
的速率較快，不利于收集，濃度（ω%）以5%為宜．
（3）對比時間記錄表中不同濃度的過氧化氫放出相同體積氧氣所消耗時間，可發(fā)現(xiàn)H₂O₂濃度越大，產(chǎn)生氧氣的速度越快；對比相同濃度的過氧化氫使不同催化劑時產(chǎn)生相同體積氧氣所消耗時間，可發(fā)現(xiàn)MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好；
（6）實驗一：根據(jù)實驗現(xiàn)象是木條不復燃，說明了是用木條在檢驗是否生成了氧氣，對比實驗二的操作，可以得出實驗一的操作；
實驗二：根據(jù)實驗現(xiàn)象：木條復燃，說明了氧氣的存在，更說明加入水泥塊后過氧化氫中有有氧氣產(chǎn)生，
故填表為：

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入盛有過氧化氫的試管中	木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入水泥塊，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃	加入水泥塊能加快過氧化氫的分解速率

（5）研究是否是催化劑不但要從能夠改變反應速率方面分析．還要從反應前后質(zhì)量不變方面進行分析，所以，增加一個探究實驗：探究水泥塊在反應前后質(zhì)量是否改變．
（6）水泥塊是從溶液中取出的，要得到水泥塊的質(zhì)量，就需要將水泥中的水分除去，然后用天平稱量質(zhì)量才會比較反應前后質(zhì)量變了沒有，所以實驗步驟為：干燥，稱重．
（7）研究催化劑，除了研究改變反應速率，反應前后質(zhì)量不變，還要研究反應前后的化學性質(zhì)不變，所以，增加一個探究實驗：水泥塊的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．
故答案為：（1）A，銅綠$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅+二氧化碳+水．
（2）防止二氧化碳溶于水，沒有．
（3）利用該裝置測得氣體體積，實際包括反應生成的氣體，還有滴入錐形瓶內(nèi)的液體的體積，所以，所測得結(jié)果偏大．
（4）排水法改為向下排空氣法．
（5）過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣
（6）（1）催化（2）5%；（3）催化劑相同時過氧化氫溶液濃度越大，反應速度越快；
（7）【實驗驗證】見上表；【討論與反思】水泥塊在反應前后質(zhì)量是否改變；【實驗步驟】干燥，稱量；【分析】水泥塊的化學性質(zhì)在反應前后是否改變

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．