Question

8．实验室常用下列装置来制取氧气：

（1）写出图中有标号仪器的名称：a酒精灯、b铁架台；
（2）用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，可选用的发生装置是B（填序号），其中二氧化锰起催化作用．
（3）用高锰酸钾制取氧气时，发生反应的文字表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
（4）用E装置收集氧气的依据是氧气密度比空气大，检验氧气是否集满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气．常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．氨气极易溶于水．由此可知制取并收集氨气，应该从上图中选择的发生装置是A，收集装置是D．若用F装置收集氨气，氨气应从n（填“m”或“n”）端进入．
（6）某研究小组对用H₂O₂分解生成H₂O和O₂的实验条件进行探究．他们进行了以下实验：
①往盛有5mL 5% H₂O₂溶液的试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃．
②往盛有5mL w% H₂O₂溶液的试管中，加入a g MnO₂，伸入带火星的木条，木条复燃．
③往盛有5mL w% H₂O₂溶液的试管中，加入a g Fe₂O₃，伸入带火星的木条，木条复燃．
④经检验，②、③中反应后试管中仍分别含有a g MnO₂和a g Fe₂O₃．
问题：
（1）MnO₂、Fe₂O₃在上述反应中的作用是催化剂．
（2）实验 ②、③中H₂O₂的浓度（w%）以5%为宜．
研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究，下表选取了部分实验数据：用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间

浓度 时间（min） 条件	30% H2O2	15% H2O2	5% H2O2
加入a g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入a g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

问题：（3）从上表中能得出哪些结论？二氧化锰的催化效果比氧化铁的催化效果好，浓度越大，分解速率越快．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；           
（2）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
（3）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；
（4）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃；
（5）根据制取气体的反应物状态、反应条件、气体的性质可以选择发生装置和收集装置；
（6）根据实验现象可以判断相关方面的问题．

解答 解：（1）a是酒精灯，常用作热源；b是铁架台，常用于固定、支持实验装置．
故填：酒精灯；铁架台．
（2）用双氧水和二氧化锰来制取氧气时不需要加热，可选用的发生装置是B，其中二氧化锰起催化作用．
故填：B；催化．
（3）用高锰酸钾制取氧气时，发生反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
故填：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（4）用E装置收集氧气的依据是氧气密度比空气大，检验氧气是否集满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
故填：氧气密度比空气大；把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（5）实验室用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气时，应该用A装置作为发生装置；
氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，可以用向下排空气法收集，即用D装置收集；
若用F装置收集氨气，由于氨气不断比空气小，氨气应从n端进入．
故填：A；D；n．
（6）问题：
（1）由以上可知，二氧化锰和氧化铁能够加快过氧化氢分解的速率，而反应前后质量不变，因此MnO₂、Fe₂O₃在上述反应中的作用是催化剂．
故填：催化剂．
（2）为了和①比较，实验 ②、③中H₂O₂的浓度（w%）以5%为宜．
故填：5%．
问题：（3）从上表中可知，相同浓度的过氧化氢溶液在相同质量的二氧化锰和氧化铁的催化作用下，加入二氧化锰的过氧化氢分解的快，说明二氧化锰的催化效果比氧化铁的催化效果好；
不同浓度的过氧化氢溶液，在相同催化剂的催化作用下，浓度大的过氧化氢分解的快，说明浓度越大，分解速率越快．
故填：二氧化锰的催化效果比氧化铁的催化效果好，浓度越大，分解速率越快．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．