题目内容

14．在实验室的开放日里，几个小组的同学来到实验桌前，桌上都摆放有下列仪器（药品省略）：

（1）第一组组长让大家完成的第一个任务是写出仪器的名称，某同学完成任务的情况如图1所示，其中名称有错误的是g（填字母）．
（2）第一组准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气，写出该反应的符号表达式：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，他们选用的仪器为abcegh（填字母），此组同学还问老师要了一团棉花，棉花的作用是：防止加热时高锰酸钾进入导管．
（3）第二组同学选择a、b、d、g组合制取氧气，所用的气体收集方法叫做向上排空气法，写出该反应的符号表达式：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，检验氧气是否集满的方法是带火星的木条放在集气瓶口，复燃则已满．
（4）第二组同学接着又做了如图2的实验--寻找过氧化氢分解的新催化剂．白色点滴板是带有空穴的白色瓷板，可用作微型化学反应．在将一定量的红砖粉、硫酸铜溶液…分别加入点滴板中，再分别滴入过氧化氢溶液（如图所示），观察到过氧化氢溶液产生气泡的速率加快．据此现象得出结论：红砖粉、硫酸铜溶液等也能作过氧化氢分解的催化剂．小红认为不正确，理由一：未探究它们的质量是否不变；理由二还需证明红砖粉、硫酸铜溶液在化学反应前后化学性质不变．白色点滴板作为反应容器的优点有节约药品用量．

分析 （1）认识常用化学仪器的名称；
（2）根据加热高锰酸钾制氧气的原理及其注意事项来分析；
（3）根据选择的仪器来确定制取和收集氧气的方法，根据氧气的验满方法来分析；
（4）根据催化剂的概念以及仪器的特点来分析．

解答 解：（1）g是集气瓶而不是吸气瓶，故填：g；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，用高锰酸钾制氧气就需要加热，试管口要有一团棉花，其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管，若一组同学想用加热高锰酸钾的方法来制取氧气，则他们应该选择的仪器是铁架台、酒精灯、试管、水槽、集气瓶和带导管的单孔橡皮塞．
故填：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；abcegh；防止加热时高锰酸钾进入导管；
（3）选择a、b、d、g组合制取氧气，则是用二氧化锰作催化剂分解过氧化氢来制取氧气，并用向上排空气法来收集，验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条复燃证明氧气已满．故填：向上排空气法；2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；带火星的木条放在集气瓶口，复燃则已满；
（4）根据催化剂的概念可知，要说明红砖粉、硫酸铜溶液在此实验中反应前后的质量保持不变，需要做做两次称量，目的是比较红砖粉、硫酸铜反应前后质量是否变化；还需要验证红砖粉、硫酸铜在反应后的化学性质是否改变．点地板空穴小，节约药品．
故填：还需证明红砖粉、硫酸铜溶液在化学反应前后化学性质不变； 节约药品用量（合理即可）．

点评 在确定一种物质是催化剂时，不但要确定它能否改变化学反应的速率，还要确定它反应前后的质量和化学性质是否改变．只有这两条都不变，才是催化剂．

练习册系列答案
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4．请你写出下列化学用语的符号或意义．
氦气He；两个镁离子2Mg2+；2H2个氢原子；3S2-3个硫离子．
5．为了探究物质在化学变化时，参加反应的反应物总质量与生成物总质量是否相等．甲、乙两个兴趣小组分别设计了如图所示的实验来验证自己的假设．
【查找资料】有关反应的化学方程式：
甲组：CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4；
乙组：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
【实验方案】

【进行实验】甲小组把盛有适量NaOH溶液的小试管放入盛有CuSO4溶液的烧杯中，乙小组把盛有适量稀盐酸的小试管放入盛有a2CO3溶液的烧杯中．然后他们分别将烧杯放到天平上，用砝码平衡，接着取下烧杯并将其倾斜，使试管内的溶液和烧杯内的溶液混合发生反应，待反应后再把烧杯放在天平上，观察天平是否平衡．请回答：
【实验现象】反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的中间，乙小组的天平指针指向刻度盘的右边（选填“左边”、“右边”或“中间”）．
【解释和结论】甲小组的结论为：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和；
乙小组的解释为：反应中有二氧化碳气体生成，因此烧杯内总质量会减少．
【反思与评价】比较两个小组的实验设计，若使用的试剂不变，应改进的是：将乙小组中的烧杯改为密闭容器并使用气球等作为缓冲装置；由此，你得到的启示是：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在密闭的容器中进行．
2．下列关于分子、原子、离子的说法正确的是（　　）
A．分子可再分而原子不可再分B．原子的质量主要集中在原子核上
C．带电的粒子一定是离子D．氧气是由氧原子构成的
9．对有关实验现象的描述正确的是（　　）
A．碳在氧气中燃烧，放热，发出白烟
B．镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化镁
C．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
D．氨水滴入无色酚酞试液中，试液变成红色
19．用化学用语表示：
①2个氢分子2H2；②氢氧根离子OH-； ③2个银原子2Ag； ④4个硫酸根离子4SO42-；⑤氦气He； ⑥3个亚铁离子3Fe2+；⑦保持水的化学性质的最小微粒H2O．
6．变瘪的乒乓球（未破）放入热水中能恢复原状，对此的解释正确的是（　　）
A．球内的气体分子运动，将乒乓球撞回原状
B．球内气体分解成更多的气体
C．受热后，球内微粒的体积变大
D．受热后，气体微粒间的空隙变大，体积膨胀
3．下对化学符号中数字“2”的意义正确的是（　　）
A．Cu2+：一个铜离子带2个单位正电荷
B．$\stackrel{+2}{Ca}$O：氧化钙的化合价为+2价
C．CO2：1个二氧化碳分子中含有1个氧分子
D．2H：2个氢分子
10．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂．
【设计实验】
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度（开始产生气体的温度越低，表示反应速度越快）．
实验编号实验药品分解温度（℃）
甲氯酸钾580
乙氯酸钾和二氧化锰（质量比1：1）350
丙氯酸钾和氧化铜（质量比1：1）370
丁氯酸钾和氧化铁（质量比1：1）390
【数据和结论】
（1）选取实验①①（填写试验编号）进行对比，可以证明猜想Ⅰ合理；
（2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是②二氧化锰．
【反思】
（3）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需要在实验丁中的剩余物加入氯酸钾，再次加热，并测定开始产生气体时的温度．以上操作是验证氧化铁在化学反应前后的③质量是否改变．除此之外，还需要验证④化学性质是否改变（不要填写具体的操作）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙（CaO2）增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ．
【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应可制取氧气．
实验装置实验主要过程
第一步，检查装置气密性．
第二步，加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出．
实验结论：过氧化钙与水反应⑤不能（填“能”或“不能”）用于实验室制取氧气．
【分析与反思】
（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是⑥过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，所以可以作为增氧剂．
（2）同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：A：氢氧化钙和氧气  B：碳酸钙和氧气
你认为猜想⑦②（填序号）一定是错误的，理由是⑧化学反应前后元素的种类不变，而反应前没有碳元素．
（3）【计算】该兴趣小组的同学们取了100克过氧化钙来制取氧气，试计算出100克过氧化钙中氧元素的质量．

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