Question

9．从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计．科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验．请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，并根据如图回答问题．
（1）在实验室中用过氧化氢（H₂ O₂）制取氧气．
【明确实验目的】：用过氧化氢在实验室里制取氧气．
【收集有关资料】：过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应属于分解反应，（化学反应原类型）．
【设计合理方案】：发生装置选用A（填序号，下同），收集装置选用C或D．
【进行实验】
（2）在实验室中，可以用加热氯酸钾（KC1O₃）和高锰酸钾制取氧气中反应的文字表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气、高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
①【收集有关资料】：氯酸钾是白色的固体，二氧化锰是黑色的固体，且二氧化锰在反应中起催化作用．
②【设计合理方案】：发生装置选用B，若选用D收集装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满．

Answer 1

分析 （1）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；氧气的密度比空气大，不易溶于水；
（2）根据反应确定反应物和生成物的名称，然后结合反应条件完成文字表达式；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气；
氧气能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃

解答 解：（1）用过氧化氢在实验室里制取氧气的化学方程式为 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，符合“一变多”属于分解反应；根据该反应原理，反应物是液体和固体，反应条件无需加热，因此选用制取氧气的发生装置是 A；收集可用C或D；
故答案为：分解；A；  C或D；
（2）实验室用氯酸钾制取氧气，该反应同时生了氯化钾，文字表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；实验室用高锰酸钾制取氧气，该反应同时生成了锰酸钾和二氧化碳，其文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，
故答案为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
①根据催化剂的概念：在化学反应里能够改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，可知，二氧化锰在反应中起催化作用；
故答案为：起催化作用；
②根据该反应原理，反应物是固体，反应条件是加热，选用制取氧气的发生装置是 B；
验证集气瓶中是否已收集满的方法是：将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满，
故答案为：B；将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满．

点评 本题从多个方面考察实验室制取氧气的方法，并能灵活应用到解题当中．