题目内容

现有如图所示的下列实验装置．回答问题：

（1）仪器①的名称是；仪器②的一种用途是．
（2）若用氯酸钾和二氧化锰的混合物来制氧气，反应方程式为；可选用的发生装置和收集装置分别是、（填写序号）．
（3）质量分数为5%的医用双氧水在常温下难分解；但在双氧水溶液中加入铁锈，就会迅速分解．
【提出问题】铁锈能否起到类似MnO₂的催化剂作用呢？
【猜想】Ⅰ：铁锈不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ：铁锈参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；

Ⅲ：铁锈是该反应的催化剂，反应前后．
【实验】用天平称量0.2g铁锈，取5mL5%的双氧水于试管中，进行如下实验：
填写下表：
步骤③现象步骤⑥结果结论
有气泡冒出；带火星的木条复燃．猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；
猜想Ⅲ成立．
步骤①的目的是；步骤④需用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、．
【拓展】要探究步骤⑤得到的固体的某一化学性质，你设计的另一简单的实验是（包括实验操作、现象和结论）．

解：（1）根据常用仪器的名称和用途可知：仪器①是试管，②是集气瓶，集气瓶的主要作用是收集或贮存气体；
故答案为：试管；收集或贮存气体；
（2）氯酸钾在二氧化锰作催化剂、加热的条件下生成氯化钾和氧气，方程式是2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑；氯酸钾受热生成氧气，属于“固体加热型”，故选发生装置A，氧气的密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法和排水法收集；
故答案为：2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑； A； D 或F；
（3）根据题意：铁锈是该反应的催化剂，根据催化剂的特点“一变两不变”，所以其质量和化学性质在反应前后不变，其质量仍为0.2g，步骤①的目的是与③对比，研究铁锈是否改变化学反应速率；过滤用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒；氧化铁可与还原性物质发生反应，还可与稀盐酸或稀硫酸反应，相比之下，与酸的反应简单易行，而与还原性物质要在加热或高温条件下进行，所以可取适量固体放于试管，然后倒入稀盐酸，若固体溶解，溶液变为黄色，说明氧化铁与稀盐酸可反应；
故答案为：
质量和化学性质不变；
铁锈的质量仍为0.2 g；
与步骤③对比；玻璃棒；取适量固体放于试管，然后倒入稀盐酸，若固体溶解，溶液变为黄色，说明氧化铁与稀盐酸可反应．
分析：（1）根据常用仪器的名称和用途进行分析；
（2）根据氯酸钾分解的反应原理书写方程式，氯酸钾受热生成氧气，属于“固体加热型”，再依据氧气的密度和溶解性选择收集装置；
（3）根据催化剂的特点“一变两不变”（即在反应中能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变）分析解答；步骤①的目的是与③对比，研究铁锈是否改变化学反应速率；过滤用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒；根据铁锈的主要成分是氧化铁，结合题意及氧化铁的化学性质设计实验．
点评：本题综合性较强，既考查了装置的选取，方程式的书写，还考查了对于催化剂概念的理解，氧化铁的化学性质等知识，能很好的考查学生对知识的理解和应用．

步骤③现象	步骤⑥结果	结论
有气泡冒出；带火星的木条复燃．	______	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立．

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