20．如圖所示是王軍同學自制的過濾柱，觀察圖中的填充物和水流方向
（1）填充物顆粒大小順序為什么是由大到��？
（2）水流方向為什么采取由下而上的逆流？

19．甲、乙、丙三種物質均含地殼中含量最多的元素．甲、乙是組成元素相同的化合物，丙是單質；甲、乙在常溫下均為液體，在一定條件下均可分解成丙；它們之間有如圖所示的轉化關系（部分物質和反應條件已經略去）．則：
（1）甲的化學式為H₂O₂；
（2）丙轉化成乙的化學方程式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）從微觀的角度解釋甲、乙性質有差異的原因是分子構成不同．

18．在對蠟燭及其燃燒的探究實驗中，小明仔細觀察蠟燭燃燒時的火焰，發(fā)現(xiàn)火焰中不同區(qū)域的明亮程度不同，這是為什么呢？在老師的指導下小明進行了以下探究活動．
【查閱資料】（1）可燃物的種類及組成會影響火焰的明亮程度．
（2）蠟燭主要由石蠟制成，石蠟是石油煉制后得到的固體物質，主要由多種碳氫化合物組成，這些化合物分子中的碳原子數(shù)目不唯一，其化學式通式為C_nH_2n+2，通式中碳原子數(shù)n=18～30．
（2）碳氫化合物在常溫時的狀態(tài)如表所示．

物質名稱	化學式	常溫時的狀態(tài)
丁烷	C4H10	氣
戊烷	C5H12	液（油狀）
癸烷	C10H22	液（油狀）
十八烷	C18H38	固
二十四烷	C24H50	固

（4）多數(shù)碳氫化合物在一定溫度下會分裂為碳原子數(shù)較少的碳氫化合物或碳（黑色固體）和氫氣．
【實驗探究】

序號	實驗目的	實驗操作	實驗現(xiàn)象
I	探究哪一層火焰的溫度最高	點燃蠟燭，把一根火柴梗平放在蠟燭的火焰中，約1s后取出觀察
Ⅱ	探究焰心中參與燃燒的物質的成分	點燃一根較粗的蠟燭，取一根一端為尖嘴的玻璃導管，一端伸入火焰的焰心處，然后在尖嘴一端導管口用火柴點燃	導管口處出現(xiàn)火焰
III	繼續(xù)探究焰心中參與燃燒的物質的成分	點燃一根蠟燭，用一把帶有手柄的小刀，將刀尖伸入火焰中最暗的部分，即焰心處，一段時間后取出，冷卻，觀察刀尖處的現(xiàn)象	冷卻至室溫后，刀尖處有油狀液體和固體物質
IV		用鑷子夾住一片白瓷片，將瓷片伸入火焰中最明亮的部分，即內焰處，觀察現(xiàn)象	白瓷片表面迅速變黑

【分析和討論】
（1）實驗I中的實驗現(xiàn)象為火柴梗與外焰接觸部分燒焦，與內焰接觸部分烤黃，與焰心接觸部分無明顯變化．
（2）通過實驗Ⅱ，你能分析出焰心處的物質具有的化學性質是可燃性．
（3）實驗Ⅲ中，冷卻后小刀表面的油狀液體可能是戊烷（填物質名稱），生成油狀液體的原因是石蠟受熱分裂（或分解）為碳原子數(shù)較少的液態(tài)碳氫化合物．
（4）實驗 IV的目的是探究內焰中參與燃燒的物質的成分．
（5）分析實驗IV中的現(xiàn)象，可推斷出蠟燭火焰內焰處的物質中含有碳（填物質名稱），由此分析內焰處最明亮的原因是在內焰燃燒的物質中，含有碳．

17．小明的爺爺患有心腦血管疾病，家里備有一臺制氧機．使用時先向制氧機中加入水，再依次加入一包白色粉末和一包黑色粉末，就有氣泡冒出來．小明很好奇，請你和他一起動手做探究某種家用制氧機的工作原理．
【提出問題】白色粉末和黑色粉末分別是什么？產生的氣體是氧氣嗎？
【查閱資料】獲得的資料有：
（1）過碳酸鈉俗稱固體雙氧水，白色固體．過碳酸鈉溶于水時，分解生成碳酸鈉溶液和過氧化氫溶液．
（2）碳酸鈉溶液不與二氧化錳反應．  （3）過碳酸鈉遇熱分解產生氧氣和大量水．
【猜想與假設】根據資料和已學知識，得出猜想：白色粉末是過碳酸鈉，黑色粉末是二氧化錳．
【實驗驗證】

實驗裝置	實驗主要過程
	（1）檢驗裝置氣密性．操作如下：先將導管伸入液面下，用手緊握試管，觀察到導管口有氣泡冒出，松開手后，導管口有液面上升． （2）在試管中依次加入二氧化錳、過碳酸鈉和水，有大量氣泡生成． （3）收集滿一瓶氣體． （4）檢驗氣體．方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶里，若帶火星的木條復燃，則證明是氧氣．

實驗現(xiàn)象和使用制氧機的白色粉末和黑色粉末反應現(xiàn)象完全相同，證明猜想正確．
【實驗拓展】（1）小明根據資料，認為可加熱白色粉末制取氧氣（使用排水法收集氣體）
該實驗需要的儀器有（填序號）②③④⑤⑦⑧．下列序號的儀器名稱是③試管，⑦集氣瓶．

（2）使用該方法制取氧氣，加熱時試管口應略向下傾斜．停止加熱熄滅酒精燈前，應進行的操作是將導管從水槽中撤出．
（3）生活中的很多物質都可以進行家庭小實驗．消毒用的雙氧水，其成分為過氧化氫溶液，其與二氧化錳制取氧氣的反應文字表達式是過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．

16．小紅發(fā)現(xiàn)切開的蘋果會很快變色，于是在老師的指導下，探究氧氣是否參與了蘋果變色的過程．小紅提出假設：氧氣參與了蘋果變色的過程．老師指導小紅要進行對比實驗，小紅設計并完成了如下2個實驗．

（1）實驗1：探究使蘋果變色的氣體成分．
實驗步驟：
①準備如圖1所示的實驗裝置，A為用排水集氣法收集的1瓶氧氣，B為1瓶空氣，C瓶中為空氣，3個集氣瓶容積均為250mL；
②在C瓶中做紅磷燃燒的實驗，待冷卻至室溫后打開彈簧夾，至水不再進入集氣瓶中，測量進入集氣瓶中水的體積約為50mL，剩余氣體的主要成分為氮氣；
③將大小相同的蘋果塊依次迅速放入集氣瓶A、B和C中，記錄蘋果的變色時間．

	A	B	C
放入蘋果起始時間	下午2：00	下午2：00	下午2：00
實驗現(xiàn)象	下午2：03 蘋果變色	下午2：09 蘋果變色	下午2：19 蘋果未變色

結論：蘋果變色與氧氣有關．
（2）實驗2：探究蘋果變色消耗的氣體體積．
小紅為了探查集氣瓶A、B中消耗氣體的體積，她采取的實驗步驟是：分別在AB兩瓶中做紅磷燃燒實驗，待冷卻至室溫后打開彈簧夾，至水不再進入集氣瓶中，測量進水的體積便知紅磷消耗氧氣的體積．
實驗后小紅記錄了進入集氣瓶內水的體積，由此計算出A瓶中蘋果消耗氣體的體積，請你在表格中填寫B(tài)瓶蘋果消耗氣體的體積．

	A	B
進入水的體積	200mL	42mL
蘋果消耗氣體的體積	50mL	8mL

（3）實驗反思：實驗過程中有一些因素會導致測量的結果不夠準確，寫出其中一種因素裝置的氣密性不好．

15．“化學反應條件的控制是實驗靈魂”．某�；瘜W興趣小組在老師指導下，進行了“影響雙氧水分解因素”的實驗．請你幫助回答下列問題．
（1）取兩支大試管，分別倒入適量的6%、15%的雙氧水，再加入等量的MnO₂，各收集一小試氣體，發(fā)現(xiàn)濃度大的先收集滿．該操作過程中合理的排列順序是（選填序號）①③⑤④②（或③①⑤④②）．
①檢驗裝置的氣密性②待有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣③將水槽中待收集氣體的小試管注滿水④旋緊連有導管的單孔膠塞⑤向大試管內倒入適量雙氧水再加入少許MnO₂粉末
（2）用試管進行排水法集氣時，主要出現(xiàn)了如圖示所示的4種操作，其中合理的是AC．

（3）取a、b兩支試管加入等體積6%的雙氧水，再分別加入少許MnO₂粉末、CuO粉末，發(fā)現(xiàn)a 中比b中產生氣泡多且快．隨即用帶火星的木條分別懸空伸入試管內，發(fā)現(xiàn)a中火星復燃，b中火星僅發(fā)亮但不復燃．由此得出影響雙氧水分解的因素是催化劑的種類．
（4）再取一支試管倒入適量6%的雙氧水，仔細觀察溶液內有少量細小氣泡浮起；然后將該支試管浸入約80℃的熱水中，溶液內氣泡明顯增多．這時將帶火星的木條懸空伸入試管內，火星更明亮卻不能復燃．試對比第（3）題a中火星復燃的現(xiàn)象，分析兩者現(xiàn)象差異的根本原因是溫度．

14．用裝置圖所示儀器測定空氣中O₂體積含量，A為標有將容積分成五等份標線的集氣瓶，B為固定一燃燒匙的單孔膠塞，燒杯中盛紅墨水，通過下列實驗步驟，①打開夾子K②點燃匙中紅磷③夾緊K夾④將B按進A瓶口，塞緊．回答；
（1）打開K夾的時間應為待集氣瓶冷卻到室溫后，把導管插入盛水的燒杯中．
（2）實驗步驟順序為②④③①．
（3）觀察到的實驗現(xiàn)象為發(fā)出黃光，冒出大量白煙．
（4）若水進入A瓶量達不到$\frac{1}{5}$標線，分析可能的原因有紅磷的量不足．

13．某興趣小組根據實驗室提供的儀器和藥品進行了氧氣的制備實驗．
（1）甲同學選用如圖所示的裝置制取氧氣．
①寫出儀器B的名稱：集氣瓶．
②甲同學應選取的試劑是Mn0₂和H₂O₂（填化學式），
Mn0₂固體在該反應中起催化作用．
③除用排水法外，甲同學還可選擇向上排空氣法收集氧氣．
④實驗前，甲同學先向儀器A中加入水，然后將導管放入水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實驗操作的目的是檢驗裝置的氣密性．
（2）乙同學稱取一定質量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結束時，乙同學發(fā)現(xiàn)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l：反應生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反應生成的K₂Mn0₄分解放出O₂．做出上述猜想的理由是K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物．
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
①第一組同學取一定質量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質量不變．則猜想I錯誤．
②第二組同學取K₂Mn0₄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檢驗是否有氧氣生成．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經分析可能是生成物K₂O對其分解產生影響．請設計實驗方案驗證：取等量的固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集氣體，收集一瓶氧氣，所用時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．
【實驗反思】通過以上實驗探究，你對“問題的發(fā)現(xiàn)與解決”有何認識？必須通過認真分析，用實驗來加以證明．

12．潛水員使用的供氧裝置是用過氧化鈉（Na₂O₂）和呼出的CO₂反應來制取氧氣提供呼吸．某實驗小組為驗證這一原理，進行了實驗探究．
【查閱資料】1．在常溫常壓下過氧化鈉是淡黃色固體，在不需要加熱的情況下能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣．2．濃硫酸有吸水性.3.2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
設計裝置】實驗小組設計了如圖所示的裝置進行實驗探究，B裝置中盛裝NaOH溶液．

【實驗過程】向裝置A中通入足量CO₂氣體，觀察到A瓶中的淡黃色固體逐漸變?yōu)榘咨�粉末，同時見到B、C裝置中有氣泡出現(xiàn)．
【實驗分析】
（1）為驗證過氧化鈉和二氧化碳反應生成氧氣，實驗小組采用的驗證方法是用一根帶火星的木條放在尖嘴管口，若發(fā)現(xiàn)木條復燃，則說明反應生成了氧氣；
（2）裝置C中濃硫酸的作用是干燥氧氣，這是根據濃硫酸具有吸水性的原理；
（3）裝置B中NaOH溶液的作用是除去混合氣體中的二氧化碳，這是根據二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水；
（4）寫出過氧化鈉和二氧化碳反應的化學方程式：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【實驗結論】
（5）實驗證明：Na₂O₂和CO₂在不需要加熱的情況下反應可得到氧氣．通過探究同學們認為：在實驗室不用加熱的方法，用氣體也可制得氧氣．按你在實驗室制取氧氣的經驗，你采用的方法是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（用一個化學方程式表示）．

11．小明同學在家里的藥箱中發(fā)現(xiàn)一瓶用來清洗傷口用的消毒液--“雙氧水”，他聯(lián)想到在化學課上曾用過氧化氫溶液制取過氧氣，他高興的將家中的“雙氧水”拿到學校的實驗室，在老師的指導下和同學們一起做了如下實驗．
第一組實驗】小明欲證明該雙氧水是否失效．
（1）實驗過程
①在試管中加入5mL“雙氧水”，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)木條未復燃；
②用酒精燈給上述試管加熱，液體中有氣泡產生，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)木條仍未復燃；
③如圖1裝置進行操作，帶火星的木條復燃，水槽中冰水所起的作用是冷凝水蒸氣．
（2）實驗結論：雙氧水沒有失效．

【第二組實驗】小明欲證明二氧化錳在雙氧水的分解反應中起催化作用，
該物質在反應前后質量是否發(fā)生變化．
（1）實驗中化學反應的方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實驗步驟
①準確稱量二氧化錳的質量．
②將二氧化錳裝入大試管中并加入5mL“雙氧水”；
③待反應結束后，將大試管里的固體物質進行過濾、洗滌、烘干、稱量；
④對比反應前后二氧化錳的質量．
（3）做完此實驗后，小方認為要證明二氧化錳的催化作用，還需要再補充一個探究實驗：探究
二氧化錳在化學反應前后化學性質是否發(fā)生改變．
【實驗反思】依據所做的實驗，影響化學反應速率的因素可能有溫度、催化劑 等．
【第三組實驗】小明欲探究Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑，并與MnO₂的催化效果進行比較．小明、小李、小張三位同學同時進行H₂O₂的分解與氣體的收集實驗．實驗時間均以30秒生成氣體為準（H₂O₂均未全部分解）（見圖2甲），其他可能影響實驗的因素均忽略．相關數(shù)據如下：

同學序號	質量分數(shù)相同的H2O2溶液	溶液中加入的物質	收集到的氣體體積
小明	100mL	未加其他物質	a mL
小李	100mL	Fe2O3  0.5g	b mL
小張	100mL	MnO2  0.5g	c mL

（1）若50mL量氣管中液面的位置如圖2乙所示，A與B刻度間相差1mL，刻度A為20，則此時氣體的體積為31.8mL．
（2）欲探究Fe₂O₃在實驗中是否起催化作用，首先應比較a和b（選擇a、b、c填空）的大小，還需補充做如下實驗（無需寫出具體操作步驟）：
①氧化鐵在化學反應前后化學性質是否發(fā)生改變；
②氧化鐵的質量在反應前后是否發(fā)生改變．
實驗結論：Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解，起催化作用．