Question

1．Ⅰ、甲、乙同学分别用图1实验装置，使用二氧化锰固体与过氧化氢溶液在常温下作用制取氧气．
①写出图1装置甲中仪器X名称集气瓶，仪器y名称水槽；甲装置中有一个错误，请指出双氧水制氧气收集装置中导气管下端没有插入到集气瓶的下部．
②从图1两个装置中，你能得出氧气的性质有：氧气密度比空气大（请写一点）；
③写出该实验制取氧气的文字表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
④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：
A．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．
B．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．
C．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．
D．经检验，B、C 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．     
（2）实验 B、C 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．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）从表中能得出下列结论：相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（填“好”或“差”）；在其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速度越快．
Ⅱ、丙同学只用5% H₂O₂溶液加热制O₂，用带火星的木条检验，木条很难复燃．同学们经过认真观察、讨论，制定了实验方案并进行实验：
注：浓硫酸是一种重要的气体干燥剂，遇水会放出大量的热，且具有强腐蚀．
①第一组同学采取改变H₂O₂溶液质量分数的方法．用10%的H₂O₂溶液加热，反应一段时间后，用带火星的木条检验，木条复燃．
②第二组同学对实验装置进行改进，效果很好，如图2所示．用带火星的木条检验，也能使带火星的木条复燃．
从上面的实验结果中，你能得到的结论是：收集到的氧气含量（或浓度）不足或含有水蒸气时，不易使带火星的木条复燃．
实验反思：实验结束后应先B．（填序号）
A．熄灭酒精灯      B．拔掉试管口上的单孔塞．

Answer 1

分析 根据实验室用双氧水制取氧气的原理、装置及仪器名称和收集氧气时需注意的问题以及对比实验应该控制变量和图中数据进行分析解答．

解答 解：Ⅰ、①X、y的仪器名称为x 集气瓶；b水槽．由于氧气的密度比空气大，所以双氧水制氧气收集装置中导气管下端应插入到集气瓶的下部．
②根据题中实验装置中可以看出氧气可用向上排空气法和排水法收集，用向上排空气法收集气体时，说明该气体的密度比空气的大，用排水法收集气体时，说明该气体不易溶于水，故填写：氧气密度大于空气或不易溶于水．
③过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
④（1）在过氧化氢中加入MnO₂、Fe₂O₃均能使反应速度加快，分解生成水和氧气，且反应后试管中 MnO₂和 Fe₂O₃，质量没有发生变化，所以MnO₂、Fe₂O₃起催化作用．
（2）对实验影响因素的探究，要注意变量的控制，注意要让除探究要素（本题就是研究不同的催化剂的影响）催化剂种类不同之外，其他都应该是相同的，所以过氧化氢的浓度应和①中相同，所以，实验 B、C 中H₂O₂的浓度（w%）以5%为宜．；
（3）对比相同浓度的过氧化氢使不同催化剂时产生相同体积氧气所消耗时间，可发现MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好；对比时间记录表中不同浓度的过氧化氢放出相同体积氧气所消耗时间，可发现H₂O₂浓度越大，产生氧气的速度越快．故填写：好；H₂O₂浓度越大．
Ⅱ、用10%的H₂O₂溶液加热，溶液中的水经加热会有大量的水蒸气冒出，水蒸气会使带火星的木条温度降低，因此须反应一段时间后，木条复燃，而第二组同学加了浓硫酸干燥，故效果较好．
实验反思：实验结束后为防止浓硫酸被倒吸入试管中，应先拔掉试管口上的单孔塞而后熄灭酒精灯．
故答案为：
Ⅰ、①集气瓶；水槽；  双氧水制氧气收集装置中导气管下端没有插入到集气瓶的下部；
②氧气密度比空气大；
③2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
④（1）催化；（2）5%；（3）好；H₂O₂浓度越大； 
Ⅱ、收集到的氧气含量（或浓度）不足或含有水蒸气时，不易使带火星的木条复燃；B．

点评 本题考查双氧水制氧气的原理、装置、注意事项及化学方程式的书写，属于基础知识的考查，熟练掌握基础知识即可．