题目内容
12．某化学兴趣小组利用以下图1装置探究气体的制取及性质．结合下图回答有关问题：
请结合图示实验装置，回答下列问题．
（1）用加热高锰酸钾制氧气选用发生装置是A；该反应的符号表达式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；若用装置G收集氧气，氧气应从a端通入（选填“a”或“b”），用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法把带火星的木条放在b导管口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（2）已知CO2能溶于水且与能水反应，密度比空气大，实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取CO2，可选用的装置 组合是BC，若用F装置收集CO2，油层的作用是防止二氧化碳溶于水．
（3）小明同学选用如图2所示的装置制取氧气．制取过程中所发生的符号表达式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是检查装置的气密性．
（4）小红同学通过互联网得知：CuSO4溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解．
【初次探究】实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解，如果要确定CuSO4是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后化学性质和质量都没有发生改变．
【再次探究】CuSO4溶液主要含有三种粒子（H2O、Cu2+、SO42-），稀硫酸中含有三种粒子（H2O、H+、SO42-）为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子能起催化作用．小红同学作了以下分析和设计．
①小红同学认为最不可能的是H2O，他的理由是过氧化氢溶液溶液中有水，所以水不是催化剂．
②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究活动．
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| a．取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴稀硫酸 | 溶液几乎没有气泡放出 | 实验证明，起催化作用的是铜离子 |
| b．另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴氯化铜溶液 | 溶液中有大量气泡放出 |
【提出猜想】猜想 I：反应生成的二氧化锰分解放出O2；
猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出O2；
猜想Ⅲ：反应生成的锰酸钾和二氧化锰都分解放出氧气．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的二氧化锰，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想I错误；
第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是把带火星的木条放入试管中．
【拓展延伸】实验发现，氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾的分解速率大大加快．请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中是否作催化剂，为什么？高锰酸钾不是催化剂，高锰酸钾分解生成的二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂．
分析 （1）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；
（2）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（3）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
（4）根据实验现象可以判断相关方面的问题；
（5）高锰酸钾受热分解生成二氧化锰、锰酸钾和氧气，生成的二氧化锰可以用作氯酸钾分解的催化剂．
解答 解：（1）用加热高锰酸钾制氧气需要加热，选用发生装置是A；
该反应的符号表达式为：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
若用装置G收集氧气，因为氧气的密度比空气大，氧气应从a端通入；
用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法是：把带火星的木条放在b导管口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
故填：A；2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；a；把带火星的木条放在b导管口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（2）实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取二氧化碳不需要加热，应该用B装置作为发生装置；
二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用C装置收集；
若用F装置收集CO2，油层的作用是防止二氧化碳溶于水．
故填：BC；防止二氧化碳溶于水．
（3）小明同学选用如图2所示的装置制取氧气，应该是利用过氧化氢制取氧气，制取过程中所发生的符号表达式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
该实验操作的目的是检查装置的气密性．
故填：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；检查装置的气密性．
（4）【初次探究】实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解，如果要确定CuSO4是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后的化学性质和质量都没有发生改变．
故填：化学性质和质量都没有发生改变．
【再次探究】①小红同学认为最不可能的是H2O，他的理由是过氧化氢溶液溶液中有水，所以水不是催化剂．
故填：过氧化氢溶液溶液中有水，所以水不是催化剂．
②完成探究活动如下表所示：
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| a．取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴稀硫酸 | 溶液几乎没有气泡放出 | 实验证明，起催化作用的是铜离子 |
| b．另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴氯化铜溶液 | 溶液中有大量气泡放出 |
猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出O2；
猜想Ⅲ：反应生成的锰酸钾和二氧化锰都分解放出氧气．
故填：反应生成的锰酸钾和二氧化锰都分解放出氧气．
【实验验证】第一组同学取一定质量的二氧化锰，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想Ⅰ错误；
第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是把带火星的木条放入试管中，通过观察带火星的木条是否复燃来判断是否产生了氧气．
故填：把带火星的木条放入试管中．
【拓展延伸】高锰酸钾不是氯酸钾分解的催化剂，而高锰酸钾分解生成的二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂．
故填：高锰酸钾不是催化剂，高锰酸钾分解生成的二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂．
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．
| A． | 若是镁铝合金，则m＞0.2g | |
| B． | 若是镁锌合金，则m＜0.2g | |
| C． | 若是镁铜合金，则稀盐酸溶质的质量分数小于7.3% | |
| D． | 若是镁铁合金，m=0.16g，则合金中铁的质量分数是50% |
| A． | 绿原酸由碳元素、氢元素、氧元素组成的 | |
| B． | 该绿原酸中氢元素的质量分数最小 | |
| C． | 绿原酸分子中含有16个碳原子、18个氢原子、9个氧原子 | |
| D． | 绿原酸（C16H18O9）相对分子质量为354 |
| A． | 最外层有8个电子的粒子一定是稀有气体元素的原子 | |
| B． | 含有氧元素的化合物一定是氧化物 | |
| C． | 核电荷数相同的粒子一定是同种元素的原子 | |
| D． | 纯净物不一定由同种分子构成 |
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行分析：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．
| 实验编号 | 实验药品 | 分解温度（℃） |
| ① | 氯酸钾 | 580 |
| ② | 氯酸钾、二氧化锰（质量比1：1） | 未测 |
| ③ | 氯酸钾、氧化铜（质量比l：1） | 370 |
| ④ | 氯酸钾、氧化铁（质量比1：1） | 390 |
（1）由实验①与实验④对比，证明猜想合理．
（2）已知实验所用的三种物质中，催化效果最好的是二氧化锰，则实验②的分解温度＜370（填“＞”、“=”或“＜”）．
【反思】
（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和化学性质不变；
（2）已知氯酸钾的熔点为356℃，结合上表数据，你认为加热氯酸钾和氧化铁的混合物制氧气最适宜的装置是c（填字母）
（3）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂按质量比1：1混合，加热，分别测定分解温度将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂按质量比1：1混合，加热，分别测定分解温度．
| A． | O、Si | B． | O、Al | C． | Al、Fe | D． | Si、Fe |
（1）学校、家庭、办公室常用的净水器的基本原理可用如图所示的简易净水装置表示．其中所用的小卵石、石英沙等的作用是过滤，起吸附作用的是活性炭．