题目内容

8．桐梓县某中学学生在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下：

（1）溶液配制：在老师的指导下，他们配制了一瓶5%的过氧化氢溶液备用．
（2）气体制备：用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气．请你在如图1A、B两套装置中选择其中一套，并说明选择的理由：A，便于添加液体药品制得较多的气体．
（3）性质实验：小明用收集好的氧气，进行了铁丝燃烧的实验．实验前，它在集气瓶底部铺一层细沙，然后把光亮的细铁丝盘成螺旋状，在铁丝下端系一根火柴，将火柴点燃，待火柴快燃尽时，缓慢插入集气瓶中，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体．
（4）拓展延伸：第一小组的小亮同学在上述制取氧气实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了该小组同学的探究兴趣．
【提出问题】是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢？
【查阅资料】硫酸铜溶液中含有三种粒子：H2O、SO42-、Cu2+
【猜想与假设】小明猜想：不可能是H2O，理由是H2O2溶液中有水；
小亮猜想：可能是SO42-；
小芳猜想：可能是Cu2+．
【实验验证】如图2所示：在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明SO42-的猜想不正确；在实验②中加入CuCl2或Cu（NO3）2溶液后，观察到有大量气泡产生，进一步证明Cu2+的猜想正确．
【实验结论】实验证明，硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质都没有发生变化，硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂．
【反思与交流】写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H2O+O2↑．．

分析 （2）气体制备：根据A、B装置的特点进行分析；
（3）性质实验：铁丝燃烧的注意事现象：绕城螺旋状、用火柴引燃等分析．
（4）因为H2O2溶液中就有水；加入稀硫酸后，无明显变化，稀硫酸含有硫酸根离子，说明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快；
在实验①已证明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快，在实验②中可以加入硫酸铜证明Cu2+能使过氧化氢分解速率加快；
【反思与交流】过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应生成水和氧气．

解答 解：（2）气体制备：A装置的长颈漏斗便于添加液体（或B装置简单）；
（3）为防止生成物炸裂集气瓶，实验前要在集气瓶底部铺一层水或细沙；铁丝在氧气中燃烧现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；
（4）【猜想与假设】Ⅰ、不可能是H2O，理由是H2O2溶液中有水；
在实验①中加入稀硫酸，稀硫酸含有硫酸根离子，无明显变化，说明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快；
在实验①已证明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快，在实验②中可以加入硫酸铜来证明Cu2+能使过氧化氢分解速率加快；
【反思与交流】过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应生成水和氧气；
答案：（2）A，便于添加液体药品制得较多的气体；
（3）剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；
（4）【猜想与假设】Ⅰ、H2O2溶液中有水； 
【实验验证】SO42-；CuCl2或Cu（NO3）2；Cu2+；
【反思与交流】2H2O2$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H2O+O2↑．

点评 本题考查了溶液的配制、气体的制取、混合物的分离及氧气性质的探究，综合性较强，根据氧气相关的性质逐一分析即可

练习册系列答案
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19．过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解，分液漏斗可以通过调节活塞控制液体的滴加速度，请根据如图回答以下问题：

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（2）写出用该方法制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，要收集一瓶干燥的氧气应选择装置B（填字母），验满方法带火星的木条，放入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气，要收集一瓶纯净的氧气，应选择装置D（填字母）
16．完成下列反应的化学方程式．
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3．溴酸钾在室温下为无色晶体，化学式为KBrO3，曾经被用作食品添加剂（中国现已禁用）、羊毛漂白处理剂．溴酸钾对眼睛、皮肤、粘膜有刺激性，口服后可引起恶心、呕吐、胃痛、腹泻等，另外，对于环境亦有一定危害，在溴酸钾（KBrO3）中溴元素（Br）的化合价为（　　）
A．+1B．+3C．+5D．+2
13．如图所示装置气密性良好、要使注射器中的活塞向左移动，使用的液体M和气体N可能是（　　）
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A．①②③④B．①②④C．①②③D．②③④
20．已知A是一种常见的金属单质，C是红色固体，A、C、D、E几种物质中均含有同种金属元素．请根据图示变化回答下列问题：
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（4）反应①的实验现象是剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体．
17．某同学对有关化学符号中数字的含义有如下解释，其中错误的是（　　）
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