Question

【題目】某化學興趣小組對氧氣的制取進行了進一步探究。

（1）用高錳酸鉀制氧氣，對比用向上排空氣法和排水法收集到的氧氣的純度。

（進行實驗）

①用向上排空氣法收集氧氣：將帶火星的木條放在集氣瓶口，當_________時證明氧氣集滿，用傳感器測定集氣瓶中氧氣的體積分數。重復該實驗3次并記錄數據。

②用排水法收集氧氣：氧氣能用排水法收集的原因是____，用傳感器測定集氣瓶中氧氣的體積分數。重復該實驗3次并記錄數據。

氧氣的收集方法	向上排空氣法			排水法
氧氣的體積分數/%	79.7	79.6	79.9	90.0	89.8	89.3
氧氣的平均體積分數/%	79.7			89.7

（實驗分析）不考慮操作失誤的因素，用排水法也收集不到純凈的氧氣，其主要原因是__________。

（2）用過氧化氫溶液制氧氣，探究不同催化劑催化過氧化氫分解的效果。

（查閱資料）

①MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S對過氧化氫的分解均具有催化作用。

②海藻酸鈉可以作為催化劑的載體支架，形成負載不同催化劑的海藻酸鈉微球。

（進行實驗）

①制備五種負載不同催化劑（MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S）的海藻酸鈉微球，每個微球大小相同，且負載催化劑的質量相等。

②取30粒負載某種催化劑的海藻酸鈉微球與20mL質量分數為5%的過氧化氫溶液，在錐形瓶中迅速混合發生反應，實驗裝置如圖1，采集200s內壓強數據，繪制曲線如圖2。

（實驗分析）

①每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因是_________。

②本實驗中，通過一段時間內______來反映生成氧氣的快慢。

③本實驗中，負載MnO2的微球顯示了良好的催化效果，60s時竟將橡皮塞彈飛，在圖2中對應的曲線是_______（填“a”或“b”）；負載_______的微球催化效果較好，反應溫和；負載Fe2O3、Cr2O3的微球催化效果一般；負載_______的微球催化能力最弱。

Answer 1

【答案】木條復燃 氧氣不易溶于水，不與水反應 收集到的氧氣中混有水蒸氣 確保催化劑的質量一致 壓強的變化 a CuO S

【解析】

（1）

進行實驗：①用向上排空氣法收集氧氣：將帶火星的木條放在集氣瓶口，當木條復燃時證明氧氣集滿；②氧氣不易溶于水，且不與水反應，故能用排水法收集；

實驗用排水法也收集不到純凈的氧氣，其主要原因是氧氣中混有水蒸氣；

（2）

實驗

①每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因是確保催化劑的質量一致，排出質量對催化效果的影響；

②由題目可知，本實驗中，通過一段時間內壓強的變化來反映生成氧氣的快慢；

③本實驗中，負載MnO2的微球顯示了良好的催化效果，即在短時間內壓強變化明顯，故在圖2中對應的曲線是a；由圖像可知，負載CuO的微球催化效果較好，反應溫和；由圖像可知，負載S的微球催化能力最弱。