Question

4．如圖1是初中化學(xué)常用的實驗裝置，請根據(jù)實驗要求選擇適當(dāng)?shù)难b置并完成相關(guān)問題．

（1）分別用物質(zhì)名稱和化學(xué)符號寫出實驗室用氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)表達式：氯酸鉀 $→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣、2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，應(yīng)選擇的收集裝置是D（或F、G）（填字母代號，下同），如果選用如裝置G收集氧氣，氣體應(yīng)從a（填“a”或“b”）端導(dǎo)入．
（2）某化學(xué)小組同學(xué)用20%的過氧化氫溶液和二氧化錳，并選用B裝置來制取氧氣，實驗中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)不能得到平穩(wěn)的氧氣流，小明提出可將發(fā)生裝置由B改為C，其理由是可控制液體的滴加速度，進而可控制反應(yīng)速率．
（3）探究小組用裝置H做“細鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗，但未看到“劇烈燃燒，火星四射”現(xiàn)象，你認為可能的原因是氧氣的濃度低、鐵絲表面的銹未除盡（合理均可）（答出一條即可），分別用物質(zhì)名稱和化學(xué)符號寫出該反應(yīng)的表達式：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵、3Fe+2O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（4）實驗室常用加熱無水醋酸鈉與堿石灰固體混合物來制取甲烷氣體．實驗室制取甲烷應(yīng)選用的發(fā)生裝置是A．
（5）為探究“二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫分解反應(yīng)的影響”，小明又進行了如下實驗，Ⅰ按如圖甲組裝實驗儀器并進行密性檢查；Ⅱ取10毫升溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液和0.03克二氧化錳充分混合，用壓強測量儀測量容器內(nèi)的氣壓；Ⅲ傾斜裝置，使過氧化氫溶液和二氧化錳充分混合，用壓強測量儀測量容器內(nèi)的氣壓；Ⅳ分別用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化錳重復(fù)上述實驗，整理相關(guān)數(shù)據(jù)如圖丙．

①寫出步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)：用手捂住錐形瓶，導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，說明裝置不漏氣．
②實驗中，小明用容器內(nèi)壓強的大小來反映產(chǎn)生氧氣的多少．
③本實驗除了研究“二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣質(zhì)量的Ⅰ影響”外，還可以研究的問題是二氧化錳的質(zhì)量對反應(yīng)速率的影響．
④該探究過程得出的結(jié)論是過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量與二氧化錳的質(zhì)量無關(guān)（合理均可）．

Answer 1

分析 （1）據(jù)反應(yīng)原理書寫表達式，氧氣密度比空氣大且不易溶于水，據(jù)此分析解答；
（2）注射器可控制液體的滴加速度，進而可控制反應(yīng)速率，得到平穩(wěn)的氧氣流；
（3）據(jù)鐵絲燃燒的注意事項和反應(yīng)原理分析解答；
（4）加熱無水醋酸鈉與堿石灰固體混合物來制取甲烷氣體屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A；
（5）①據(jù)檢查氣密性的方法分析解答；
②容器內(nèi)壓強越大，說明產(chǎn)生的氧氣越多；
③根據(jù)圖中數(shù)據(jù)還可以研究二氧化錳的質(zhì)量對反應(yīng)速率有無影響；
④據(jù)數(shù)據(jù)可以判斷相關(guān)方面的問題．

解答 解：（1）氯酸鉀在加熱、二氧化錳作催化劑的條件下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字或符號表達式分別是：氯酸鉀 $→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣、2KClO₃ $\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）注射器可控制液體的滴加速度，進而可控制反應(yīng)速率，得到平穩(wěn)的氧氣流；
（3）沒有觀察到“劇烈燃燒，火星四射”的現(xiàn)象的原因可能是：鐵絲表面的銹未除盡；收集的氧氣不純；溫度沒有達到鐵的著火點等；
鐵與氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，反應(yīng)的文字或符號表達式分別為：鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵、3Fe+2O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（4）加熱無水醋酸鈉與堿石灰固體混合物來制取甲烷氣體屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A；
（5）①步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)是：用手捂住錐形瓶，導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，則說明裝置不漏氣；
（2）實驗中，容器內(nèi)氣體的壓強越大，說明產(chǎn)生的氧氣越多，壓強越小，說明產(chǎn)生的氧氣越少，因此小明是用容器內(nèi)壓強的大小來反映產(chǎn)生氧氣的多少．
故填：容器內(nèi)壓強的大�。�
（3）由圖中數(shù)據(jù)可知，二氧化錳的質(zhì)量大小能夠影響反應(yīng)的速率，但是不影響產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量，因此本實驗除了研究“二氧化錳質(zhì)量對過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣質(zhì)量的影響外”還可以研究的問題是二氧化錳的質(zhì)量對反應(yīng)速率的影響．
故答案為：（1）氯酸鉀 $→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣、2KClO₃ $\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）可以控制液體的滴加速度；
（3）氧氣的濃度低、鐵絲表面的銹未除盡（合理均可）；鐵+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$四氧化三鐵、3Fe+2O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（4）A；
（5）①用手捂住錐形瓶，導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，說明裝置不漏氣；
②容器內(nèi)壓強的大��；
③二氧化錳的質(zhì)量對反應(yīng)速率的影響；
④過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量與二氧化錳的質(zhì)量無關(guān)（或二氧化錳的質(zhì)量越大，過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率越快等）．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．故填：二氧化錳的質(zhì)量對反應(yīng)速率的影響．