题目内容

5．某校化学兴趣小组利用下列仪器在实验室进行制取O2的相关实验探究，请回答下列问题．

（1）甲小组用MnO2、KClO3两种药品制取干燥的O2，需选用的仪器组合是BE，反应结束后回收MnO2固体，操作依次是冷却至室温、溶解、过滤、洗涤、烘干．
（2）乙小组探究Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂．实验时间为30s（H2O2过量），其他可能影响实验的因素均保持不变，相关数据如下：
实验序号10%的H2O2

溶液（mL）		溶液中加入 物质（g）收集到气体的 体积（mL）
1100无a
2100Fe2O30.5gb
3100MnO20.5gc
通过比较a和b（填“a”“b”“c”）的大小，可证明Fe2O3在实验中起催化作用，写出该反应的化学方程式2H202$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H20+O2↑．其次需补做实验，验证反应前后Fe2O3的化学性质不变和验证反应前后Fe2O3的质量不变．
（3）丙小组探究MnO2的用量对H2O2分解速率的影响．每次均用30mL10%的H2O2溶液，使用不同质量的MnO2作催化剂，测定每次收集到500mL O2所用的时间．结果如图（其他实验条件相同）：

由图可知，MnO2的用量对H2O2分解速率影响的规律是①在一定范围内，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快； 
②MnO2的用量超出一定范围后，其用量再增大，反应速率不再继续加快．

分析 （1）甲小组用MnO2、KClO3两种药品制取氧气属于固体加热型，故选发生装置E，收集干燥的O2，要用排空气法，氧气密度比空气大，故选装置B收集；反应结束后回收MnO2固体，由于二氧化锰不溶于水，氯化钾易溶于水，所以降温后可采取溶解、过滤、洗涤、烘干的方法；
（2）探究Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂．实验时间为30s（H2O2过量），采取控制变量的方法，所用过氧化氢溶液浓度相同，则等时间内比较加入氧化铁和不加入氧化铁生成的氧气的体积多少即可证明氧化铁是否在实验中起催化作用，据反应原理书写方程式，并据催化剂的特点‘一变两不变’设计实验；
（3）据二氧化锰的用量和收集等体积氧气所用时间的长短分析解答．

解答 解：（1）甲小组用MnO2、KClO3两种药品制取氧气属于固体加热型，故选发生装置E，收集干燥的O2，要用排空气法，氧气密度比空气大，故选装置B收集；反应结束后回收MnO2固体，由于二氧化锰不溶于水，氯化钾易溶于水，所以降温后可采取溶解、过滤、洗涤、烘干的方法；
（2）探究Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂．实验时间为30s（H2O2过量），采取控制变量的方法，所用过氧化氢溶液浓度相同，则等时间内比较加入氧化铁和不加入氧化铁生成的氧气的体积多少即可证明氧化铁是否在实验中起催化作用，过氧化氢在氧化铁的催化作用下生成水和氧气，反应方程式是2H202$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H20+O2↑，要验证氧化铁是否起催化作用，除了验证氧化铁是否改变反应速率，还须验证其质量和化学性质在反应前后是否改变；
（3）据二氧化锰的用量和收集等体积氧气所用时间的长短的图象可知：反应中二氧化锰的质量在0.1g～0.7g之间时，用量越大，过氧化氢的分解速率越快，当二氧化锰的用量超过0.7g时，反应速率速率不再随二氧化锰的用量增加而加快；
故答案为：（1）BE；溶解；洗涤；
（2）a；b；2H202$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H20+O2↑；反应前后Fe2O3的质量不变；
（3）在一定范围内，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快．

点评 本题考查了学生对装置选取，物质的分解，和对实验数据分析、催化剂的相关知识的掌握情况，能很好培养学生分析、解决问题的能力．

练习册系列答案
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15．下列图象分别于选项中的操作相对应，其中不合理的是（　　）
A．
向一定量的盐酸和CaCl2混合溶液中的第如Na2CO3溶液
B．
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
C．
向一定量的盐酸中滴入NaOH溶液
D．
一定温度时，向一定量的饱和石灰水中加入生石灰
16．下列关于实验操作中先后顺序的叙述错误的是（　　）
A．向量筒内倾倒液体时，当液体接近刻度时，改用滴管向量筒内滴加液体
B．实验室制O2时，先装药品，再检查装置的气密性；结束时，应先把导管移出水面再熄灭酒精灯
C．实验室用CO与CuO反应制取铜时，先通CO，再点燃酒精灯加热
D．稀释浓硫酸时，先在烧杯内倒入水，再缓慢注入浓硫酸，并不断搅拌
13．甲、乙两种化合物都是由X、Y两种元素组成．已知甲的化学式为XY2，甲、乙两化合物中X的质量分数分别是30.4%和25.9%．则乙的化学式为（　　）
A．XYB．X2YC．X2Y5D．X2Y3
20．已知A、B、C、D四种物质都是含有同种金属元素的不同化合物，其中B是
一种常见的建筑材料，A、D含有两种元素，B、C含有三种元素，反应④是
放热反应，它们之间的转化关系如图所示，下列推理不正确的是（　　）
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10．人类的生产、生活离不开金属．
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（4）用于食品包装时作保护气的是①．
18．2008北京奥运会火炬设计具有浓烈的中国特色，设计灵感来自中国传统的纸卷轴．火炬长72cm，重985g，燃料为丙烷（C3H8），燃烧的火焰颜色为亮黄色，在强光和日光情况下均可识别和拍摄，燃烧的产物为二氧化碳和水蒸气．火炬外形制作材料为可回收的铝合金环保材料，火炬的下半部喷涂高触感橡胶皮革漆，手感舒适不易滑落，这是首次创造性的在奥运火炬上使用这一材料．请回答下列问题：
（1）在该火炬材料中，属于金属材料的是铝合金，你认为火炬使用该材料的理由是密度小、质轻、抗腐蚀（至少答两点）属于有机合成材料的是橡胶皮革漆．
（2）请写出丙烷在空气中燃烧的化学方程式C3H8+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3CO2+4H2O；所用燃料符合“绿色奥运”的要求，原因是燃烧的产物为二氧化碳和水蒸气，对环境无污染．

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