Question

20．实验是科学家探究的重要手段．
（1）实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取．操作方法是：在如图所示蒸馏烧瓶中加入约$\frac{1}{3}$体积的自来水，再加入几粒沸石（或碎瓷片）．在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈．弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热．请回答下列问题：
①细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是b（填序号）．
a．三脚架　　　b．铁架台　　c．泥三角　　　　d．漏斗架
②实验中加入的沸石（或碎瓷片）不是催化剂（填“是”或“不是”）．
③实验时冷凝管中冷水的进、出向应该是b进a出，不能a进b出的理由是冷凝效果不好．
（2）课堂上同学们利用甲图所示装置做过氧化氢制氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，带火星的木条很难复燃．于是老师将甲装置进行了改进，如乙图，带火星的木条较易复燃．（图中的铁架台均已略去） 请回答：

①分析改用乙装置后，带火星的木条较易复燃的原因：水蒸气冷凝，得到干燥的氧气．
②老师又设计了另一个改进的丙装置，带火星的木条也易复燃．根据①推测的原因，分析浓硫酸的作用：干燥．
（3）为了进一步研究“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”，某研究性学习小组进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间．
【进行实验】图二是他们进行实验的装置图，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法．
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	5%H2O2	5%H2O2
催化剂	1g水泥块	1gMnO2
时间	165秒	46秒

【结论】该探究过程得出的结论是H₂O₂生成氧气的快慢与催化剂种类有关．
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后质量和化学性质是否改变．

Answer 1

分析 （1）①根据固定装置的仪器来分析；②蒸馏时，加入碎瓷片可防止液体暴沸；③根据冷凝的效果来分析；
（2）①根据两个装置的不同点考虑；②根据浓硫酸的性质来分析；
（3）可以根据实验现象和催化剂的性质及其反应物的浓度等方面的知识，联系控制变量法来进行分析、判断，从而得出正确的结论．

解答 解：（1）①冷凝管应该用铁架台来固定，故填：b；
②蒸馏时，加入碎瓷片可防止液体暴沸，而不是催化剂，故填：不是；
③水应从冷凝管的最下方接口进入，而且确保出水口在组装仪器的高处，否则冷凝效果不好，故填：冷凝效果不好；
（2）①根据两个装置的不同点考虑；故填：水蒸气冷凝，得到干燥的氧气；
②浓硫酸具有吸水性，可以除去氧气中含有的水蒸气；故填：干燥；
（3）因为排水法容易准确地判断收集满氧气的时间．故填：排水法；
根据控制变量法，分析表中的有关数据，可知分别用1g水泥粉和1gMnO₂做催化剂，来催化反应时所用的时间分别是152s和35s；由此可知，用1gMnO₂做催化剂要比用1g红砖粉做催化剂时，化学反应速率要快．因此，由实验现象可以得出的实验结论是：H₂O₂生成氧气的快慢与催化剂种类有关．故填：H₂O₂生成氧气的快慢与催化剂种类有关；
根据催化剂的概念可知，催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不改变．故填：质量；化学性质．
答案：
（1）①b；②不是；③冷凝效果不好；
（2）①水蒸气冷凝，得到干燥的氧气；②干燥；
（3）排水法；H₂O₂生成氧气的快慢与催化剂种类有关；质量；化学性质．

点评 本题主要考查了蒸馏操作的原理以及注意事项，难度不大，注意概念的掌握．