题目内容
【题目】（10分）北塘化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如下实验探究。
（一）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，A小组设计了以下对比实验：
a．将12．25g KClO3与5．0g MnO2均匀混合加热
b．将12．25g KClO3与5．0g CuO均匀混合加热
（1）在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O2的体积；②测 。
（2）试计算：12．25g KClO3中所含氧元素质量与多少克过氧化氢中所含氧元素的质量相等？（请写出计算过程）。
（二）为探究影响双氧水分解速度的某种因素，B小组记录了如下实验数据：
双氧水的质量 | 双氧水的浓度 | MnO2的质量 | 相同时间内产生O2的体积 | |
I | 50．0g | 1% | 0．1g | 9mL |
II | 50．0g | 2% | 0．1g | 16mL |
III | 50．0g | 4% | 0．1g | 31mL |
【数据处理及结论】
（3）本实验中，测量O2体积的装置是 （选填下图1中的装置编号）。
（4）实验结论：在相同条件下， ，双氧水分解速率越快。
（5）C小组用如图2装置进行实验，通过比较 也能达到实验目的。
（三）D小组在加热二氧化锰样品时，发现有气泡产生（如图3），于是他们对这个异常现象进行了探究。
（6）对气体成分的探究：加热二氧化锰样品，用燃着的木条靠近试管口，木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水，发现石灰水变浑浊，产生的气体是 。
（7）对气体来源的探究：
【假设1】甲同学认为：该气体来自于试管中的空气，请你设计实验证明该假设是否成立。
实验步骤及现象 | 结论 |
按图3装置，加热空的试管，另一端的澄清石灰水没有变浑浊 | 假设 （填“成立”或“不成立”）。 |
【假设2】乙同学认为：二氧化锰样品中可能混有炭粉，炭粉发生反应生成了该气体。他通过查阅资料得知：氢氧化钠溶液会与该气体反应，从而可吸收该气体。于是他设计了如图4所示的装置进行实验，其中B装置的作用是检验A中的反应是否完全，则B中的试剂是 ，实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明，二氧化锰中混有炭粉，炭粉与 反应产生了这种气体。
【答案】
（一）（1）②测收集相同体积O2所需的时间
（2）5．1g
（二）（3）C
（4）双氧水浓度越大
（5）相同时间天平读数差值大小（或电子天平上示数减小的速度或电子天平的读数不再发生变化时，所需要的时间）
（三）（6）CO2
（7）【假设1】不成立
【假设2】澄清石灰水
【结论】二氧化锰或氧气和二氧化锰
【解析】
试题分析：（一）（1）在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢，可比较相同时间内产生的氧气体积的大小，也可比较产生相同体积的氧气所需的时间；
（2）设过氧化氢的质量为X，那么：
12．25g× 48／122．5 ×100% = 32x／34 ×100%
X=5．1g
（二）（3）测量生成的氧气的体积，就要用排水法，即通过用量筒测量用氧气排出的水的体积，从而测得氧气的体积，故选C装置；
（4）通过表格数据可知过氧化氢的浓度越大，产生的氧气的速率越快；
（5）可通过比较相同时间天平读数差值大小（或电子天平上示数减小的速度或电子天平的读数不再发生变化时，所需要的时间）来比较产生氧气速率的快慢；
（三）（6）澄清的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；
（7）【假设1】加热空的试管，另一端的澄清石灰水没有变浑浊，说明二氧化碳不是来自空气中，即猜想不成立；
【假设2】检验二氧化碳用到的是澄清石灰水，故B是澄清石灰水；
【结论】用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊，说明二氧化碳不是来自空气中的，可能是碳粉与二氧化锰或氧气和二氧化锰。
