Question

19．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如图所示实验探究．
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲同学设计以下对比实验：
Ⅰ．将2.45g KClO₃与1.0g MnO₂均匀混合加热
Ⅱ．将x g KClO₃与1.0g CuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O₂的体积
②测收集相同体积O₂所需的时间；
Ⅰ中反应的符号表达式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ中x的值应为2.45．
（2）乙同学探究了影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如表：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内 产生O2的体积
I	50.0g	1%	0.1g	9mL
II	50.0g	2%	0.1g	16mL
III	50.0g	4%	0.1g	31mL

【数据处理及结论】
I．本实验中，测量O₂体积的装置是c（选填图1中“a”“b”“c”编号）．

II．实验结论：在相同条件下，双氧水浓度越大双氧水分解速率越快．
III．丙用如图2装置进行实验，通过比较相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）也能达到实验目的，写出锥形瓶中发生反应的符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）根据在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢可采用测相同时间内产生O₂的体积或收集相同体积O₂所需的时间进行解答Ⅰ、根据氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下分解成氯化钾和氧气分析；
Ⅱ、根据控制氯酸钾的质量相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果分析；
（2）Ⅰ根据气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水、表中实验数据和生成氧气所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻分析．
Ⅱ实验结论：根据题干中表格中所给的数据进行分析并完成解答；
Ⅲ根据比较相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）也能达到实验目的以及过氧化氢分解生成水和氧气进行解答．

解答 解：（1）在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢可采用测相同时间内产生O₂的体积或收集相同体积O₂所需的时间；
Ⅰ、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ、控制氯酸钾的质量相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，所以x的值应为2.45；
（2）Ⅰ气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水、表中实验数据和生成氧气所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻，所以本实验中，测量O₂体积的装置是c．
Ⅱ实验结论：从表中实验数据可知双氧水浓度越大，分解得越快；
Ⅲ根据比较相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）也能达到实验目的；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故答案为：（1）收集相同体积O₂所需的时间；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；2.45；
（2）c；双氧水浓度越大；相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

点评 本题通过实验探究了二氧化锰和氧化铜在过氧化氢制氧气中的催化作用，侧重实验能力和分析能力的考查．