Question

1．兴趣小组进行氧气制取与性质检验的实验．
（1）下表是二氧化锰用量与一定质量氯酸钾制取氧气反应速率关系的实验数据

二氧化锰和氯酸钾的质量比	1：40	1：20	1：10	1：5	1：3	1：2	2：3	1：1	2：1
生成1L 氧气所需时间（s）	124	79	50	54	75	93	106	153	240

①写出该反应的符号表达式：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②据上表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为时，反应速率最快．
③二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是二者的接触面积小，MnO₂的催化效果不明显．
④通过分析可知，在化学反应中催化剂的用量不是（填“是”或“不是”）越多越好．
⑤向盛满氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水（其中几乎不含氧气），立即塞紧两端开口的细玻璃管的橡皮塞，用注射器向玻璃管中注水至P 处，装置如图所示．
A．手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后，看到玻璃管中的液面将下降（填“上升”、“下降”或“不变”）．
B．下列有关该实验的说法正确的是ab．
a．可说明有少量氧气溶于水中
b．应保证装置有良好的气密性
（2）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气．
①写出该反应的符号表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②实验中，用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气，能使带火星木条复燃，那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢？进一步展开探究．
第一组实验：5只容积均为100毫升的集气瓶，分别装入一定体积的水，再用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去，将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中，记录实验现象．
第二组实验：以相同方法完成．
两组实验的数据和现象见下表（已知空气中氧气的体积分数为21%）．

			第一组			第二组
集气瓶编号	A	B	C	D	E	A	B	C	D	E
集气前装入集气瓶内水的体积（毫升）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃	很亮	很亮	复燃	复燃	复燃

Ⅰ．第一组实验D 瓶，集气结束时氧气的体积分数为52.6%．
Ⅱ．经计算，第二组实验C 瓶的氧气体积分数为48.65%，由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论．请结合第一组和第二组实验，对此结论和过程进行评价：该结论不严密，可省去第二组中编号的实验，应补充一个实验，该实验是集气前装入集气瓶内水的体积为34 毫升．

Answer 1

分析 （1）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； 
根据表中提供的数据可以判断相关方面的问题；
氧气不易溶于水；
（2）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．

解答 解：（1）①氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②据上表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：10时，反应速率最快．
故答案为：1：10．
③二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是二者的接触面积小，MnO₂的催化效果不明显．
故填：二者的接触面积小，MnO₂的催化效果不明显．
④通过分析可知，二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：10时，反应速率最快，因此在化学反应中催化剂的用量不是越多越好．
故填：不是．
⑤A．手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后，看到玻璃管中的液面将下降，这是因为一部分氧气溶于水后，导致集气瓶中的压强减小．
故填：下降．
B．a．玻璃管中的液面将下降，可说明有少量氧气溶于水中，该选项说法正确；
b．应保证装置有良好的气密性，否则会导致实验失败或实验结果不准确，该选项说法正确．
故填：ab．
（2）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②Ⅰ．第一组实验D 瓶，60mL空气中氧气的体积为：60mL×21%=12.6mL，
集气结束时氧气的体积为：40mL+12.6mL=52.6mL，
集气结束时氧气的体积分数为：$\frac{52.6mL}{100mL}$×100%=52.6%，
故填：52.6．
Ⅱ．该结论不严密，应补充一个实验，该实验是：集气前装入集气瓶内水的体积为34 毫升，进一步进行能否使带火星的木条复燃的实验，这是因为集气前装入集气瓶内水的体积为33 毫升杀，带火星的木条不能复燃，而集气前装入集气瓶内水的体积为35 毫升时带火星的木条复燃．
故答案为：该结论不严密；集气前装入集气瓶内水的体积为34 毫升．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．