题目内容
【题目】化学是一门以实验为基础的科学,某同学在实验室利用以下装置制备氧气并探究氧气的性质。请你和该同学一起完成相关实验内容。
(1)写出图中有标号仪器的名称:①________;②_________。
(2)若用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用_______(填字母标号,下同)发生装置,写出该反应的符号表达式________,二氧化锰在反应中起_____作用。
(3)若用高锰酸钾制取氧气,写出该反应的符号表达式_______,下列是高锰酸钾制氧气的部分操作示意图中,不正确的是_______。
(4)用高锰酸钾制取氧气时,实验数据的变化与下列图像相符合的是________。
(5)若用图F装置收集氧气,检验氧气已收集满的方法是_______。
(6)实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体,则制取NH3,应该选择的发生装置______(填字母标号); 收集NH3,可用装置E,但不能用装置D,由此可知氨气的物理性质有________、________。
(7)某同学为研究MnO2粉末用量对双氧水分解速率的影响,做了以下实验:采用不同质量的MnO2粉末做催化剂,每次均用30mL 10%的双氧水(其他实验条件均相同),测定收集500mL氧气所用的时间,结果如表:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
MnO2用量/g | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 |
所用时间/s | 17 | 8 | 6 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
①本实验中最好采用____________收集氧气(选填“向上排空气法”或“排水法”)。
②该实验可得出的结论是_____________。
【答案】长颈漏斗 集气瓶 B H2O2 H2O+O2 催化 KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 BCD BD 将带火星的木条置于b管处,如复燃则满 A 氨气密度比空气的密度小 易溶于水 排水法 其他条件相同时,在一定范围内增加二氧化锰的质量,可以加快过氧化氢分解的速率
【解析】
(1)仪器①的名称是长颈漏斗,仪器②的名称的集气瓶。
(2)双氧水和二氧化锰制取氧气的装置属于固-液不加热型装置,故发生装置选B。该反应的符号表达式为:H2O2 H2O+O2。该反应中二氧化锰是催化剂,起催化作用。
(3)高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为:KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2。
A、检查装置气密性时,将玻璃导管的一端放入水中,用双手握着试管,观察水中是否有气泡冒出,故正确;
B、收集氧气时要等到气泡连续均匀冒出时才能收集,故错误;
C、氧气收集满后,要在水中盖上玻璃片,再移出水面,故错误;
D、实验结束时,要先将导管从水面移出,后熄灭酒精灯,故错误。故选BCD。
(4)A、高锰酸钾制取氧气时,反应刚开始时没有氧气生成,需要达到一定的温度,故错误;
B、加热高锰酸钾时,刚开始由于温度不够,故没有氧气生成,过一定时间有氧气生成,当高锰酸钾完全反应后生成氧气的质量不变,故正确;
C、反应中二氧化锰是生成物,一开始没有二氧化锰,故错误;
D、观察图示可知,二氧化锰加热一段时间后生成,而固体质量在不断减少,故二氧化锰的质量分数不断增大,当高锰酸钾完全分解,二氧化锰的质量分数不再改变,故D正确。故选BD。
(5)F装置是多功能装置,由于排空气法收集氧气时,由于氧气的密度比空气的密度大,故氧气由长管a通入,由短管b流出,故验满方法是将带火星的木条置于b管处,如复燃则满。
(6)实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气,该反应装置属于固固加热型装置,故选A。氨气用向下排空气法收集,不能用排水法收集,说明氨气密度比空气的密度小,易溶于水。
(7)①本实验需要准确测量收集500mL氧气所需要的时间,故最好用排水法收集氧气。
②通过题干和表格中提供的信息可知,其他条件相同时,在一定范围内增加二氧化锰的质量,可以加快过氧化氢分解的速率。
【题目】教材“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
[提出问题]
(1)氧化铁(化学式Fe2O3)能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?
[提出验证]
实验步骤 | 实验现象 |
①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管加入a克氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象。 | A试管中________,带火星木条复燃。 B试管中无明显现象。 |
②待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管内,如此反复多次试验,观察现象。 | 试管内均产生大量气泡。带火星木条均复燃 |
③将实验②中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行过滤、洗涤、干燥、_______。 | 所得固体质量仍为a克 |
④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中放入a克氧化铁粉末,向D试管中加入a克二氧化锰粉末,观察现象。 | 现象略 |
[实验结论]
(2)实验②、③证明:氧化铁的________和_______在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。
(3)请用化学式表示氧化铁催化过氧化氢的反应_________。
[实验评论]
(4)实验设计④的目的是__________。
[知识拓展]
(5)查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜溶液、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是______(填字母序号)
A同一个化学反应可以有多种催化剂
B MnO2 只能作为氧化氢溶液分解的催化剂
C催化剂只加快反应速率
D作催化剂的物质不能是其他反应的反应物或生成物