Question

17．（1）某化學興趣小組利用如圖裝置探究制取氣體的原理、方法．結(jié)合裝置圖，回答下列問題：

①寫出圖中標號儀器的名稱：a長頸漏斗，b錐形瓶．
②用高錳酸鉀制取氧氣時，可選用的發(fā)生裝置是A （填如圖字母），可選用C裝置收集氧氣，其原因是氧氣的密度比空氣大，實驗時應在試管口放一團棉花，其作用是防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，用排水法收集氧氣的合適時間是導管口氣泡連續(xù)、均勻冒出時，寫出該反應的表達式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．其反應類型為分解反應．
③實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取一種易溶于水密度比空氣小的氨氣（NH₃），應選擇的制取裝置是A、D （填上圖字母）．
（2）【發(fā)現(xiàn)問題】：小明同學用“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)大量氣泡產(chǎn)生．
①【提出問題】：小明聯(lián)想到自己曾經(jīng)用二氧化錳作過氧化氫的催化劑，他想，水泥塊能否作過氧化氫分解的催化劑呢？于是他到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．
②【猜想】：水泥塊能作過氧化氫分解的催化劑．
③【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分解很慢．
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溶液的分解速率

④【結(jié)論】：水泥塊能加快過氧化氫的分解速率，故水泥塊是過氧化氫分解的催化劑．
⑤【討論與反思】：小冰認為：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，他覺得需要增加一個探究實驗：稱量反應前后水泥塊的質(zhì)量是否改變；
實驗步驟：Ⅰ準確稱量水泥塊質(zhì)量；Ⅱ完成實驗二；Ⅲ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；Ⅳ對比反應前后水泥塊的質(zhì)量；
⑥但老師指出：要證明小明的猜想，小冰的補充實驗還是不足夠，需要再補充一個探究實驗：在裝有過氧化氫溶液的試管中加入實驗二中的水泥塊，然后用帶火星木條伸入，觀察是否復燃．

Answer 1

分析 （1）①據(jù)常用儀器回答；
②據(jù)高錳酸鉀制取氧氣 的反應原理、注意事項、反應類型、氧氣的性質(zhì)發(fā)現(xiàn)解答；
③據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置，據(jù)氣體密度和溶解性選擇收集裝置；
（2）③實驗一：根據(jù)氧氣具有助燃性進行分析；實驗二：根據(jù)木條復燃的現(xiàn)象分析．
⑤根據(jù)催化劑的定義分析需要驗證的因素．
⑥根據(jù)催化劑的定義：在化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變的特性和根據(jù)催化劑滿足的條件分析．

解答 解：（1）①標號儀器分別是長頸漏斗和錐形瓶；
②用高錳酸鉀制取屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，可用向上排空氣法收集是因為氧氣的密度比空氣大；實驗時在試管口放一團棉花是為了防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，排水法收集氧氣的合適時機是：導管口 氣泡連續(xù)、均勻冒出時，防止收集的氧氣不純；反應方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，該反應由一種物質(zhì)生成三種物質(zhì)，符合分解反應特點；
③用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取，屬于固體型，故選發(fā)生裝置A，氨氣易溶于水、密度比空氣小，所以只能用向下排空氣法收集；
（2）③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．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；

	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
實驗二			加入水泥塊能加快過氧化氫溶液的分解速率

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；
⑥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，因此要補充實驗：在裝有過氧化氫溶液的試管中加入實驗二中的水泥塊，然后用帶火星木條伸入，觀察是否復燃；
故答案為：
（1）①長頸漏斗；    錐形瓶；
②A；     氧氣的密度比空氣大；    防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管；導管口氣泡連續(xù)、均勻冒出時；  2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；    分解反應；
③A； D；
（2）③

	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
實驗二			加入水泥塊能加快過氧化氫溶液的分解速率

⑤【討論與反思】稱量反應前后水泥塊的質(zhì)量是否改變；
⑥在裝有過氧化氫溶液的試管中加入實驗二中的水泥塊，然后用帶火星木條伸入，觀察是否復燃．

點評 本題考查知識綜合，既考查了實驗室制取氧氣的原理、注意事項、反應類型等知識，要考查了催化劑的實驗探究，在研究催化劑時，要從改變反應速率、反應前后的質(zhì)量、化學性質(zhì)等方面進行研究．