Question

小岳和同学们对过氧化氢溶液制取氧气实验进行探究．

（1）①小岳同学选择B作为反应装置，选择

 

作为收集装置如图1．（填序号）
②实验过程中，锥形瓶中产生了很多的泡沫，甚至进入导气管．你认为原因可能是

 

．
③针对以上的现象，小程建议换成装置C．小程的理由是

 

．
（2）①如图2是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置．实验时，打开分夜漏斗活塞，通入干燥氧气约10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方，观察到的现象是：
铁丝剧烈燃烧，

 

．铁丝与氧气反应的化学方程式是

 

．
②改进后的优点是

 

（填序号）．
A氧气无需提前制备和收集，操作更方便
B塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全
C装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化
③实验中在塑料瓶中放入少量水的原因是

 

．
（3）小李同学想既然H₂O₂在MnO₂的催化下，能分解生成O₂和H₂O，于是提出疑问，CuO能催化H₂O₂的分解反应吗？于是设计了以下实验：
【实验方案】
①任取2份H₂O₂，分别放于两支试管中，仅向其中一支试管中加入1g CuO；
②将上述盛有H₂O₂的两支试管，使产生的气体通入水中，观察产生气泡的速率，比较产生气体的速率；
③将放入CuO的试管内固体过滤，洗涤并干燥；
④观察滤出固体物质的颜色状态为黑色固体．
⑤另取一份过氧化氢溶液于试管，加入过滤得到的黑色固体，试管中产生无色气体．
【交流讨论】Ⅰ步骤：①②的目的是通过对比实验，探究

 

．
Ⅱ在第三步过滤操作中用到的玻璃仪器为

 

．
Ⅲ步骤⑤的目的是证明

 

的化学性质在反应前后没有改变．
Ⅳ小红认为小明实验中有缺陷，请你帮小红改进实验中的不足之处：

 

．（若无，则不需回答）

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的化学性质,氧气的收集方法,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）氧气的密度比空气略大，不易溶于水，判断其收集装置；泡沫产生的原因可从双氧水浓度、氧气密度、试管容积等方面考虑．从分液漏斗的优点可知道，它可以控制滴入液体的速度即可控制反应的速率．
（2）点燃条件下，铁能够在氧气中剧烈地燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；
（3）理解催化剂的特点：“一变，二不变”，熟知过滤的操作．

解答：解：（1）①氧气的密度比空气略大，不易溶于水，所以收集装置应该用向上排空气法或排水法，他该选择的收集装置是D或F．故填：D或F；
②泡沫产生可能的原因有：双氧水浓度太大或氧气密度比空气大或试管容积太小或MnO₂较多；故填：反应太快、双氧水浓度太大；
③反应装置换成C，用分液漏斗可以控制双氧水滴加的量，即可控制反应的速率．故填：用分液漏斗可以控制双氧水滴加的量；
（2）①观察到的现象是：铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成了黑色固体；②改进后的优点是：氧气无需提前制备和收集，操作更方便；塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全；装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化．故填：①火星四射，生成了黑色固体；3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄；②ABC；③防止生成物将塑料瓶烫坏．
（3）①②的目的是通过对比实验，探究CuO能催化过氧化氢的分解；  
过滤操作中要用的三种玻璃仪器，分别是烧杯、漏斗、玻璃棒，要掌握过滤中的“一贴、二低、三靠”；
根据催化剂的特点知氧化铜的化学性质在反应前后没有改变；
①中未取等量的过氧化氢；　④中未将固体进行称量，无法进行对比实验．
故答案为：CuO能否使反应速率加快；烧杯、玻璃棒、漏斗；氧化铜；①中未取等量的过氧化氢；④中未将固体进行称量滤出的黑色固体应干燥称重．

点评：实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．