题目内容

17．（1）某化学兴趣小组利用如图装置探究制取气体的原理、方法．结合装置图，回答下列问题：

①写出图中标号仪器的名称：a长颈漏斗，b锥形瓶．
②用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是A （填如图字母），可选用C装置收集氧气，其原因是氧气的密度比空气大，实验时应在试管口放一团棉花，其作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，用排水法收集氧气的合适时间是导管口气泡连续、均匀冒出时，写出该反应的表达式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．其反应类型为分解反应．
③实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取一种易溶于水密度比空气小的氨气（NH3），应选择的制取装置是A、D （填上图字母）．
（2）【发现问题】：小明同学用“双氧水”（过氧化氢溶液）清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上，发现大量气泡产生．
①【提出问题】：小明联想到自己曾经用二氧化锰作过氧化氢的催化剂，他想，水泥块能否作过氧化氢分解的催化剂呢？于是他到建筑工地取回一些小水泥块，并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究．
②【猜想】：水泥块能作过氧化氢分解的催化剂．
③【实验验证】：
实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中．木条不复燃
常温下过氧化氢溶液分解很慢．
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块，然后将带火星的木条伸入试管中木条复燃加入水泥块能加快过氧化氢溶液的分解速率
④【结论】：水泥块能加快过氧化氢的分解速率，故水泥块是过氧化氢分解的催化剂．
⑤【讨论与反思】：小冰认为：仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，他觉得需要增加一个探究实验：称量反应前后水泥块的质量是否改变；
实验步骤：Ⅰ准确称量水泥块质量；Ⅱ完成实验二；Ⅲ待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤、洗涤、干燥、称量；Ⅳ对比反应前后水泥块的质量；
⑥但老师指出：要证明小明的猜想，小冰的补充实验还是不足够，需要再补充一个探究实验：在装有过氧化氢溶液的试管中加入实验二中的水泥块，然后用带火星木条伸入，观察是否复燃．

分析 （1）①据常用仪器回答；
②据高锰酸钾制取氧气 的反应原理、注意事项、反应类型、氧气的性质发现解答；
③据反应物状态和反应条件选择发生装置，据气体密度和溶解性选择收集装置；
（2）③实验一：根据氧气具有助燃性进行分析；实验二：根据木条复燃的现象分析．
⑤根据催化剂的定义分析需要验证的因素．
⑥根据催化剂的定义：在化学反应前后质量和化学性质都不变的特性和根据催化剂满足的条件分析．

解答 解：（1）①标号仪器分别是长颈漏斗和锥形瓶；
②用高锰酸钾制取属于固体加热型，故选发生装置A，可用向上排空气法收集是因为氧气的密度比空气大；实验时在试管口放一团棉花是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，排水法收集氧气的合适时机是：导管口 气泡连续、均匀冒出时，防止收集的氧气不纯；反应方程式是2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，该反应由一种物质生成三种物质，符合分解反应特点；
③用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取，属于固体型，故选发生装置A，氨气易溶于水、密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集；
（2）③实验一：根据实验现象是木条不复燃，说明了是用木条在检验是否生成了氧气，对比实验二的操作，可以得出实验一的操作．根据实验现象：木条复燃，说明了氧气的存在，更说明加入水泥块后过氧化氢中有有氧气产生；

实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中
实验二 加入水泥块能加快过氧化氢溶液的分解速率
⑤研究是否是催化剂不但要从能够改变反应速率方面分析．还要从反应前后质量不变方面进行分析；
⑥研究催化剂，除了研究改变反应速率，反应前后质量不变，还要研究反应前后的化学性质不变，因此要补充实验：在装有过氧化氢溶液的试管中加入实验二中的水泥块，然后用带火星木条伸入，观察是否复燃；
故答案为：
（1）①长颈漏斗；    锥形瓶；
②A；     氧气的密度比空气大；    防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；导管口气泡连续、均匀冒出时；  2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；    分解反应；
③A； D；
（2）③
实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中
实验二 加入水泥块能加快过氧化氢溶液的分解速率
⑤【讨论与反思】称量反应前后水泥块的质量是否改变；
⑥在装有过氧化氢溶液的试管中加入实验二中的水泥块，然后用带火星木条伸入，观察是否复燃．

点评 本题考查知识综合，既考查了实验室制取氧气的原理、注意事项、反应类型等知识，要考查了催化剂的实验探究，在研究催化剂时，要从改变反应速率、反应前后的质量、化学性质等方面进行研究．

练习册系列答案
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8．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：
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（2）【提出猜想】
猜想1：只有CO；　　　　
猜想2：只有CO2；　　　　　　
猜想3：含有CO和CO2．
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【实验探究】基于猜想3，依据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：
（1）观察到A装置（填序号）中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成；
（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：
①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中澄清石灰水变浑浊：
②E装置中出现黑色氧化铜变成红色物质的现象；
【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立：草酸分解的化学方程式是H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO2↑+H2O；
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