Question

化学学习常用探究的方法学习常见物质的组成、性质与制取．课堂上老师引导我们回顾了几个探究实验．
探究1：研究常见物质的组成．

A、B、C都是研究物质组成的实验．从研究方法得知，A实验是利用可燃物消耗瓶内的

 

，使瓶内

 

减小推测空气中氧气含量的．B实验是通过证明生成物的

 

来推测水的组成的．而C实验与

 

（填实验代号）实验的方法相同．
探究2：研究常见物质的性质
根据下图所示实验，并阅读小资料，回答下列问题．

（1）图1集气瓶中加入液体的作用是

 

．
（2）图2集气瓶中加入的液体可能是

 

，其目的为

 

．
（3）图1和图2实验中涉及反应的共同点是

 

．
探究3：研究常见气体的制取
如图是实验室制取和收集气体的装置图．实验课上同学们用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，请回答：

（1）写出A图中带标号仪器的名称：①

 

②

 

．
（2）用该方法制取氧气的化学方程式是

 

．
（3）该方法制取氧气的发生装置应选择

 

，收集装置应选择

 

，若用C装置采用排水法收集氧气，进气口为

 

（填a或b）．
（4）甲、乙、丙三名同学用所选装置合作实验过程中，橡皮塞突然弹飞，并有少量的液体溅到实验台和衣服上．就此异常现象三名同学探究如下：
[问题]为什么橡皮塞瞬间会突然弹飞呢？
[查阅资料]①容器内瞬间产生气体过多，压强过大．可能导致橡皮塞弹飞；
②化学反应速率与反应物的浓度、接触面积、温度、催化剂等因素有关．
[猜想]甲同学：导气管堵塞或弯折造成的．
乙同学：过氧化氢溶液用量过多造成的．
丙同学：过氧化氢溶液的溶质质量分数过大造成的．
[分析验证]通过检查实验装置发现导气管没有堵塞、弯折的情况；与实验成功的小组同学交流，得知各小组所用过氧化氢溶液溶质的质量分数均相同．于是他们否定了

 

两名同学的猜想．请你设计实验，验证另一名同学的猜想是导致本次实验橡皮塞弹飞的主要原因．

实验步骤	实验现象	结论

[交流反思]
老师建议他们可以通过改进发生装置的方法，避免橡皮塞弹飞．你对所选的发生装置有何改进设想？（语言叙述或画图均可）

Answer 1

分析：从不同的方面来研究物质的组成：根据压强的变化来测定空气中氧气的含量和根据元素种类在化学反应前后不发生变化；认识铁丝和硫在氧气中燃烧的共同点：都有氧气参与，都是化合反应，都是放热反应，反应条件都是点燃等，能从不同的角度看待不同反应的共同点，一定还要注意反应操作应注意的事项；在实验室中制取氧气由于反应物的状态、反应条件的不同，选取的反应装置则不同，收集装置的选择主要和所制取气体的性质有关系．

解答：解：探究一：
测定空气中氧气的含量主要是利用红磷可以和空气中的氧气在点燃的条件下反应生成固态的五氧化二磷，从而导致瓶内的压强减小，从而根据进入瓶中的水的多少来推测空气中氧气的体积分数．根据元素种类在化学变化前后不发生变化，由于水在通电的条件下可以生成氢气和氧气，可推知水是由氢元素和氧元素组成；石蜡在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，可推知石蜡中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素．故答案为：氧气，压强，元素种类，B
探究二：
（1）由于铁丝在氧气中燃烧时会生成大量的热，为防止融熔的生成物溅落时炸裂瓶底，要在瓶中放一层沙或一些水，故答案为：防止高温熔化物溅落瓶底，使集气瓶炸裂
（2）由于硫在氧气中燃烧会生成有毒的二氧化硫气体，为防止二氧化硫气体排放到空气中污染空气，应在集气瓶中放一些能吸收二氧化硫的氢氧化钠溶液或其他的碱液，故答案为：氢氧化钠溶液，防止二氧化气体排放到空气中污染空气
（3）由于3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄，S+O₂

点燃  .

SO₂，两个反应的相同点有：都有氧气参与，都是化合反应，都是放热反应，反应条件都是点燃等，故答案为：都是化合反应（合理即可）
探究三：
（1）酒精灯，铁架台
（2）由于过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
（3）由于该反应是固液混合且不需要加热，因此应选择B装置来制氧气，又因氧气不易溶于水而且密度比空气大，因此可以选择H或F或C来收集氧气；若采用C来收集氧气，即相当于排水法收集氧气，必须把里面的水能够排净，即必须能引起瓶内的压强增大．故答案为：B，C或F或H，b
（4）由题意可知，导气管没有堵塞、弯折的情况，各小组所用过氧化氢溶液溶质的质量分数也均相同，所以首先否定甲和丙的猜想，而乙的猜想是过氧化氢溶液用量过多造成的，因此设计实验时只要控制过氧化氢溶液的量不同则可．
故答案为：甲和丙，

实验步骤	实验现象	结论
取两只试管分别加入等质量的二氧化锰，再加入不同质量的过氧化氢溶液	过氧化氢溶液多的反应较剧烈（或瞬间产生的气泡多）	乙的猜想正确

[交流反思]橡皮塞弹飞主要是因为装置内的压强过大引起的，因此可以换成容积较大的反应容器或者是可以调节装置内压强的容器或者是能够控制反应速率的容器，故答案为：换成一容积较大的反应容器（如广口瓶、锥形瓶、烧瓶等）或用长颈漏斗、分液漏斗、注射器等．（合理即可）

点评：主要从不同的层面研究物质的组成、常见物质的性质、常见气体的制取，要求学生把握住一些规律性的东西，培养学生应用知识解决问题的能力．