Question

17．从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计．科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验．请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，根据下图回答问题：

（1）写出指定仪器的名称：①试管，②集气瓶．
（2）在实验室中用过氧化氢制取氧气．
【明确实验目的】：用过氧化氢在实验室里制取氧气．
【收集有关资料】过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
【设计合理方案】：发生装置选用B（填序号，下同），收集装置选用C或E．
【进行科学实验】
（3）在实验室中，也可以用加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气．
①【明确实验目的】：用加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气．
②【收集有关资料】：氯酸钾是白色的固体，二氧化锰是黑色的固体．且二氧化锰在反应中起催化作用．请写出其反应的文字表达式为氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
③设计合理方案：发生装置选用A，若选用C收集装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是用一根带火星的木条平放在集气瓶口，观察是否复燃．

Answer 1

分析 （1）熟记常见仪器的名称；
（2）根据文字表达式的写法以及根据反应物的状态和反应条件确定反应的发生装置，根据氧气的收集方法确定收集装置；
（3）分析实验的目的；根据二氧化锰的作用来分析，结合气体制取装置的选择依据以及氧气的验满来分析．

解答 解：（1）①是试管，②是集气瓶；故填：试管；集气瓶；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，用双氧水和二氧化锰制取氧气，可当做固液反应制取气体，反应不需要加热，发生装置选用B，由于氧气的密度大于于空气的密度，可利用向上排空法收集氧气，收集装置选用C，又由于氧气不易溶于水，可利用排水法收集氧气，收集装置选用E；故填：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；B；C或E；
（3）①本实验的目的是：用加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气；故填：用加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气；
②二氧化锰在此实验中加快了氯酸钾的分解速率，而本身的质量与化学性质在反应前后没有发生变化，是反应中的催化剂，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气；故填：催化；氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气； 
③固体加热制取氧气需要选择装置A来制取，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以验满时需要将带火星的木条放在集气瓶口，故填：A，用一根带火星的木条平放在集气瓶口，观察是否复燃．

点评 本题主要考查了实验室有关气体的制取，在学习中要熟记常用气体的发生装置和收集装置与选取方法及其依据，并根据气体的制取原理来组装、选配、判断或者选择气体的发生装置；再根据气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气发生反应等来判断、选用收集装置．