Question

【題目】某化學興趣小組利用以下裝置探究氣體的制取及性質。結合下圖回答有關問題：

請結合圖示實驗裝置，回答下列問題。

(1)圖中標號的儀器名稱①___________，②___________。

(2)若選擇氯酸鉀制取氧氣，該反應的符號表達式為________________________，實驗中收集的氧氣用于完成鐵燃燒的實驗，則可選用的裝置組合是________，實驗結束后，應該先_______________，再________________； 若改用裝置G收集氧氣，氧氣應從________端通入(選填“左”或“右”)。

(3)已知NH3極易溶于水且與能水反應，密度比空氣小，實驗室可用固體氫氧化鈣[Ca(OH)2]和氯化銨(NH4Cl)加熱來制取NH3，同時生成氯化鈣(CaCl2)和水, 該反應的符號表達式為_______________________，若用F裝置收集NH3，油層的作用是 ____________________。

(4)萌萌同學通過互聯網得知：多種物質都能催化過氧化氫的分解。

【初次探究】實驗證明，在過氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過氧化氫的分解，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過實驗確定它在化學反應前后質量和________不變。

【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-)為了進一步探究CuSO4溶液中哪種粒子能起催化作用。萌萌同學作了以下分析和設計。

①萌萌同學認為最不可能的是H2O，他的理由是 ____________________ 。

②要說明另外的兩種粒子是否起到催化作用，萌萌同學設計了如下實驗，完成了探究活動。

實驗步驟	實驗現象	結論
取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實驗證明，起催化作用的是____
b. 另取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴氯化銅溶液	溶液中有大量氣泡放出

(5)可可同學稱取一定質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．實驗結束時，該同學發現用排水法收集到的O2大于理論產量．針對這一現象，同學們進行了如下探究：

【提出猜想】猜想 I：反應生成的錳酸鉀分解放出O2；

猜想Ⅱ：_____________________________ ；

猜想Ⅲ：反應生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出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二氧化錳，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______錯誤；

第二組同學取錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想I正確的結論。該組同學選擇的實驗方法是________________________。

【拓展延伸】實驗發現，氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應速率很慢，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。請說明高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應中是否作催化劑，為什么？_______________________________________________。

Answer 1

【答案】 酒精燈 長頸漏斗 略 AD 從水中撤出導管 熄滅酒精燈 左 略 防止氨氣溶于水，并與水反應而收集不到氨氣 化學性質 過氧化氫溶液中含有水 Cu2+ 反應生成的二氧化錳分解放出O2 Ⅱ 實驗方法是用帶火星的木條伸入試管，若復燃，則猜想Ⅰ正確 高錳酸鉀不是催化劑，因為高錳酸鉀質量改變

【解析】 (1)根據常見儀器及其名稱可知：①是酒精燈，②是長頸漏斗。（2）選擇氯酸鉀制取氧氣，且用于完成鐵燃燒的實驗，則需在集氣瓶底部放少量的水，則可選用的裝置組合為：AD。若用裝置G收集氧氣，因為氧氣的密度比空氣大，氧氣應從左端通入；反應的化學方程式為： 。（3）實驗室可用固體氫氧化鈣和氯化銨加熱來制取，反應的化學方程式為; ，已知NH3極易溶于水且與能水反應，密度比空氣小，所以采用向上排空氣法收集，油層的作用是防止氨氣溶于水，并與水反應而收集不到氨氣。（4）初次探究實驗證明，在過氧化氫溶液中滴加溶液能顯著加快過氧化氫的分解，如果要確定是催化劑，還必須通過實驗確定它在化學反應前后的化學性質和質量都沒有發生改變。再次探究①小紅同學認為最不可能的是，他的理由是過氧化氫溶液溶液中有水，所以水不是催化劑。 ②完成探究活動如下表所示:

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實驗步驟	實驗現象	結論
a.取一支試管加入過氧化氫溶液,然后加入滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實驗證明，起催化作用的是銅離子
b.另取一支試管加入過氧化氫溶液,然后加入滴氯化銅溶液	溶液中有大量氣泡放出

(5)提出猜想根據猜想組合可知，猜想Ⅱ：反應生成的二氧化錳分解放出；實驗驗證第一組同學取一定質量的二氧化錳，在條件下加熱一段時間，冷卻后測得的質量不變，則猜想Ⅱ錯誤；第二組同學取錳酸鉀在條件下加熱，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放入試管中，通過觀察帶火星的木條是否復燃來判斷是否產生了氧氣。拓展延伸高錳酸鉀不是氯酸鉀分解的催化劑，因為高錳酸鉀受熱分解生成的二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑。