Question

16．請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置圖回答問題：

（1）寫出儀器a、b的名稱．a(chǎn)是酒精燈；  b是長(zhǎng)頸漏斗．
（2）選用B、D裝置組合制取收集某氣體的條件是：制取反應(yīng)物為固體與液體，且反應(yīng)不需加熱、收集氣體的密度比空氣的密度小．
（3）若要收集較純凈的氧氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選用裝置E收集氧氣（填序號(hào)）．這種操作注意的要點(diǎn)是集氣瓶?jī)?nèi)要裝滿水，等氣泡連續(xù)、均勻冒出時(shí)再收集氣體．收集滿氧氣的集氣瓶用毛玻璃片蓋好后瓶口應(yīng)向上（填“向上”或“向下”）放在桌面上．
（4）用裝置BC組合制備氧氣．并用該瓶氧氣做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，未看到“火星四射”現(xiàn)象，下列解釋合理的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ   （填序號(hào)）．
Ⅰ．收集到的氧氣太少，純度太低
Ⅱ．所用鐵絲表面有油漆
Ⅲ．集氣瓶底部沒有預(yù)先鋪一薄層細(xì)沙
Ⅳ．鐵絲的溫度未達(dá)到燃燒溫度
（5）對(duì)用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘?jiān)�（假定已完全反�?yīng)），通過以下四步實(shí)驗(yàn)操作可回收二氧化錳．正確操作的先后順序是b-c-d-a（填寫選項(xiàng)序號(hào)）．
a．烘干            b．溶解              c．過濾           d．洗滌（6）在二氧化錳的催化作用下，過氧化氫、氯酸鉀能迅速分解生成氧氣．課外活動(dòng)小組進(jìn)行了更深入的探究．
【探究實(shí)驗(yàn)一】：溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率是否有影響？
實(shí)驗(yàn)用品：試管、燒杯、熱水、冷水、5%過氧化氫溶液

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后把試管放入盛有冷水的燒杯中	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后把試管放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

【探究實(shí)驗(yàn)二】：氧化銅是否也能作氯酸鉀分解的催化劑？
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：小剛設(shè)計(jì)了下列二組實(shí)驗(yàn)（其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略）．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	KClO3質(zhì)量	其他物質(zhì)質(zhì)量	待測(cè)數(shù)據(jù)
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO   0.5g

上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是生成等體積的氧氣所需的時(shí)間．
若實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①的“待測(cè)數(shù)據(jù)”更小 （填“大”或“小”），說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率．
【討論交流】小剛同學(xué)認(rèn)為，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)論就能判斷氧化銅是該反應(yīng)的催化劑，你是否支持他的觀點(diǎn)？并簡(jiǎn)述理由．不支持；未驗(yàn)證氧化銅反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變
【實(shí)驗(yàn)拓展】回顧整個(gè)工作過程，你認(rèn)為在準(zhǔn)備工作階段除考慮制氧氣反應(yīng)的難易、反應(yīng)所需的溫度等因素外．還應(yīng)考慮的因素是制氧氣過程的安全性（或有沒有污染環(huán)境的物質(zhì)放出、或考慮藥品的價(jià)格等）（合理即可）．（寫一條即可）
（7）實(shí)驗(yàn)時(shí)小剛加熱6克氯酸鉀和二氧化錳的混合物一段時(shí)間，冷卻至室溫，稱得剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量為4.08克，則生成氧氣的物質(zhì)的量是多少？同時(shí)消耗氯酸鉀的物質(zhì)的量是多少？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）裝置B適用于固體和液體常溫混合制取氣體，向下排空氣法收集密度比空氣小的氣體；
（3）收集較純凈的氧氣用排水法，并據(jù)排水法收集氣體的注意事項(xiàng)和氧氣密度比空氣大分析解答；
（4）據(jù)鐵絲燃燒的注意事項(xiàng)分析解答；
（5）氯化鉀易溶于水，二氧化錳難溶于水，所以要從氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘?jiān)�中回收二氧化錳，可采取溶解、過濾、洗滌、烘干的方法；
（6）【探究實(shí)驗(yàn)一】根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、現(xiàn)象和結(jié)論分析解答；
【實(shí)驗(yàn)探究二】運(yùn)用催化劑的概念和本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖C明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，如果氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率，實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用時(shí)間��；
【討論交流】要判斷氧化銅是否是反應(yīng)的催化劑，還需證明其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
【實(shí)驗(yàn)拓展】在準(zhǔn)備工作階段除考慮制氧氣反應(yīng)的難易、反應(yīng)所需的溫度等因素外．還應(yīng)考慮制取氧氣過程的安全性、藥品的價(jià)格、有無(wú)污染物生成等；
（7）根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算生成氧氣的質(zhì)量，并換算為物質(zhì)的量，并結(jié)合方程式計(jì)算反應(yīng)的氯酸鉀的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）標(biāo)號(hào)儀器分別是酒精燈和長(zhǎng)頸漏斗；
（2）裝置B適用于固體和液體常溫混合制取氣體，向下排空氣法收集密度比空氣小的氣體；
（3）氧氣不易溶于水，所以收集較純凈的氧氣用排水法，利用排水法收集氧氣時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)要裝滿水、等氣泡連續(xù)、均勻冒出再開始收集，防止收集的氣體不純，由于氧氣的密度比空氣大，所以收集滿的氧氣應(yīng)正放在桌子上；
（4）在做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，Ⅰ．收集到的氧氣太少，純度太低，不會(huì)觀察到火星四射現(xiàn)象；
Ⅱ．所用鐵絲表面有油漆未除去，不會(huì)觀察到火星四射現(xiàn)象；
Ⅲ．集氣瓶底部沒有預(yù)先鋪一薄層細(xì)沙，可能導(dǎo)致集氣瓶底炸裂，不會(huì)影響鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)；
Ⅳ．鐵絲的溫度未達(dá)到燃燒溫度，則鐵絲不會(huì)燃燒，無(wú)火星四射現(xiàn)象；
（5）氯化鉀易溶于水，二氧化錳難溶于水，所以要從氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取O₂后的固體殘?jiān)�中回收二氧化錳，可采取溶解、過濾、洗滌、烘干的方法；
（6）【探究實(shí)驗(yàn)一】本實(shí)驗(yàn)是要探究‘溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率是否有影響’，其中一支試管放入冷水中，則另一支試管須放入熱水中，即取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后把試管放入盛有熱水的燒杯中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度越高，過氧化氫分解的速率越大，所以放入熱水的試管能觀察到迅速有大量氣泡生成；
【實(shí)驗(yàn)探究二】本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖C明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，所以“待測(cè)數(shù)據(jù)”是收集等量氧氣所需時(shí)間；
如果氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率，則實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①所用時(shí)間��；
【討論交流】要判斷氧化銅是否是反應(yīng)的催化劑，還需證明其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
【實(shí)驗(yàn)拓展】在準(zhǔn)備工作階段除考慮制氧氣反應(yīng)的難易、反應(yīng)所需的溫度等因素外．還應(yīng)考慮制取氧氣過程的安全性、藥品的價(jià)格、有無(wú)污染物生成等；
（7）解：生成氧氣的物質(zhì)的量=$\frac{6g-4.08g}{32g/mol}$=0.06mol 
設(shè)：消耗的氯酸鉀的物質(zhì)的量為x．
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑      
2                3      
x               0.06mol 
$\frac{2}{3}$=$\frac{x}{0.06mol}$
x=0.04mol 
故答案為：（1）酒精燈；長(zhǎng)頸漏斗
（2）反應(yīng)物為固體與液體，且反應(yīng)不需加熱；氣體的密度比空氣的密度小；
（3）E；   集氣瓶?jī)?nèi)要裝滿水；等氣泡連續(xù)、均勻冒出時(shí)再收集氣體；向上；
（4）Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ；
（5）b-c-d-a；
（6）【探究實(shí)驗(yàn)一】

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后把試管放入盛有冷水的燒杯中	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后把試管放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

【探究實(shí)驗(yàn)二】：生成等體積的氧氣所需的時(shí)間； 小；
【討論交流】不支持；未驗(yàn)證氧化銅反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【實(shí)驗(yàn)拓展】制氧氣過程的安全性（或有沒有污染環(huán)境的物質(zhì)放出、或考慮藥品的價(jià)格等）（合理即可）；
（7）答：生成氧氣的物質(zhì)的量是0.06mol；同時(shí)消耗氯酸鉀的物質(zhì)的量是0.04mol．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道頗為綜合的實(shí)驗(yàn)題，既考查了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置選取、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、物質(zhì)的分離等知識(shí)，又考查了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究催化劑、應(yīng)用方程式計(jì)算的能力，結(jié)合相關(guān)選項(xiàng)細(xì)心分析，才能正確解答．