题目内容
【题目】(15分)某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。结合下图回答有关问题:
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请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)用加热高锰酸钾制氧气选用发生装置是 ;该反应的符号表达式为
若用装置G收集氧气,氧气应从 端通入(选填“a”或“b”),用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法
(2)已知CO2能溶于水且与能水反应,密度比空气大,实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取CO2,可选用的装置组合是 ,若用F装置收集CO2,油层的作用是 。
(3)小明同学选用如图所示的装置制取氧气。制取过程中所发生的符号表达式为: 实验前小明同学先向仪器A中加入水,然后将导气管放入水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导气管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是 。
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(4)小红同学通过互联网得知:CuSO4溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解。
【初次探究】实验证明,在过氧化氢溶液中滴加CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解,如果要确定CuSO4是催化剂,还必须通过实验确定它在化学反应前后
【再次探究】CuSO4溶液主要含有三种粒子(H2O、Cu2+、SO42-),稀硫酸中含有三种粒子(H2O、H+、SO42-)为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子能起催化作用。小红同学作了以下分析和设计。
①小红同学认为最不可能的是H2O,他的理由是 。
②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用,小红同学设计了如下实验,完成了这次探究活动。
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
a. 取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2-3滴稀硫酸 | 溶液几乎没有气泡放出 | 实验证明,起催化作用的是 |
B. 另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2-3滴氯化铜溶液[来 | 溶液中有大量气泡放出 |
(5).小玲同学称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2.实验结束时,该同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量.针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想 I:反应生成的二氧化锰分解放出O2;
猜想Ⅱ:反应生成的锰酸钾分解放出O2;
猜想Ⅲ:
【实验验证】同学们分成两组,分别进行下列实验:
第一组同学取一定质量的二氧化锰,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变,则猜想______错误;
第二组同学取高锰酸钾在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是__ ____.
【拓展延伸】实验发现,氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢,但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热,则氯酸钾的分解速率大大加快。请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中是否作催化剂,为什么?
【答案】(1) A ;KMnO4
K2MnO4 + MnO2+O2 ; a ; 将带火星的木条放在b管口处,木条复燃,氧气收集满 (2) BC ;防止二氧化碳溶于水;(3)H2O2 MnO2 H2O+O2 ; 检查装置的气密性(4) 化学性质和质量都没有发生改变 【再次探究】① 过氧化氢溶液溶液中有水,所以水不是催化剂 ;② 铜离子(或Cu2+); (5)猜想Ⅲ:反应生成的锰酸钾和二氧化锰都分解放出O2 ; 【实验验证】猜想; I ;错误;; 把带火星的木条放入试管中.【拓展延伸】 高锰酸钾不是催化剂,因为高锰酸钾质量改变
【解析】
试题分析:(1)用加热高锰酸钾制氧气,因为反应条件为加热,反应物的状态为固体,故选用固体加热型装置A,;符号表达式为KMnO4
K2MnO4 + MnO2+O2 用装置G收集氧气,因为氧气的密度比空气的大,故氧气应从a端通入,以保证长进短出,得到氧气,用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法将带火星的木条放在b管口处,木条复燃,氧气收集满;(2)已知CO2能溶于水且与能水反应,密度比空气大,实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取CO2,可选用固液常温型反应装置B和向上排空气法C收集气体,若用F装置收集CO2,油层的作用是防止二氧化碳溶于水;(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰,在固液常温型装置中制取氧气,反应的符号表达式为H2O2 MnO2 H2O+O2;实验进行前要检验装置的气密性;(4)【初次探究】实验证明,在过氧化氢溶液中滴加CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解,根据催化剂的定义可知,如果要确定CuSO4是催化剂,还必须通过实验确定它在化学反应前后 化学性质和质量都没有发生改变;①小红同学认为最不可能的是H2O,他的理由是:过氧化氢溶液中的溶剂是水,因此H2O不能起催化作用;②滴稀硫酸无变化,证明了硫酸根离子不能做催化剂;滴硫酸铜时,有大量气泡放出,证明了起催化作用的是铜离子;(5)根据高锰酸钾的反应可知,猜想三为反应生成的锰酸钾和二氧化锰都分解放出O2【实验验证】第一组同学取一定质量的二氧化锰,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变,则猜想I错误;第二组同学取高锰酸钾在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是把带火星的木条放入试管中;【拓展延伸】高锰酸钾不是催化剂,因为高锰酸钾质量改变 ,之所以能改变反应的速率是因为高锰酸钾加热生成了二氧化锰,改变了反应的速率。