题目内容
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，根据如图回答问题：
（1）在实验室中用过氧化氢（H2O2）制取氧气．
①【明确实验目的】：用过氧化氢在实验室里制取氧气．
②【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，其反应的化学方程式为： ．
③【设计合理方案】：发生装置选用 （填序号，下同），收集装置选用 ．
④【进行科学实验】：…
（2）在实验室中，可以用加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰固体混合物制取氧气．
①【明确实验目的】： ．
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 作用．
③设计合理方案：发生装置选用 ，若选用D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 ．
④【进行科学实验】：…
（3）研究小组还对用过氧化氢制取氧气时溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．
下表选取了部分实验数据：用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
问题：从上表中能得出哪些结论？（只任写一条即可） ．
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，根据如图回答问题：
（1）在实验室中用过氧化氢（H2O2）制取氧气．
①【明确实验目的】：用过氧化氢在实验室里制取氧气．
②【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，其反应的化学方程式为：
③【设计合理方案】：发生装置选用
④【进行科学实验】：…
（2）在实验室中，可以用加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰固体混合物制取氧气．
①【明确实验目的】：
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
③设计合理方案：发生装置选用
④【进行科学实验】：…
（3）研究小组还对用过氧化氢制取氧气时溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．
下表选取了部分实验数据：用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
| 浓度 时间 条件 |
30% H2O2 | 15% H2O2 | 5% H2O2 |
| 加入a g MnO2 | 0.2分钟 | 0.8分钟 | 2.0分钟 |
| 加入a g Fe2O3 | 7.0分钟 | 9.0分钟 | 16.0分钟 |
考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化
分析：（1）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；
氧气的密度比空气大，不易溶于水；
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气；
氧气能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃；
（3）根据表中提供的数据，可以判断相关方面的问题．
氧气的密度比空气大，不易溶于水；
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气；
氧气能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃；
（3）根据表中提供的数据，可以判断相关方面的问题．
解答：解：（1）②过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，同时生成水，反应的化学方程式为：2H2O2
2H2O+O2↑；
利用过氧化氢分解制取氧气不需要加热，应该用A装置作为发生装置；
因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集．
故填：2H2O2
2H2O+O2↑；A；C或D．
（2）①【明确实验目的】：用加热氯酸钾和二氧化锰的方法在实验室里制取氧气．
故填：用加热氯酸钾和二氧化锰的方法在实验室里制取氧气．
②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．
故填：催化．
③利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时需要加热，应该用B装置作为发生装置；
若选用D收集装置收集氧气，验证集气瓶中已收集满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
故填：B；把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（3）分析表中数据可知，其它条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快，二氧化锰比氧化铁的催化效果好．
故填：其它条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快．
| ||
利用过氧化氢分解制取氧气不需要加热，应该用A装置作为发生装置；
因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集．
故填：2H2O2
| ||
（2）①【明确实验目的】：用加热氯酸钾和二氧化锰的方法在实验室里制取氧气．
故填：用加热氯酸钾和二氧化锰的方法在实验室里制取氧气．
②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．
故填：催化．
③利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时需要加热，应该用B装置作为发生装置；
若选用D收集装置收集氧气，验证集气瓶中已收集满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
故填：B；把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．
（3）分析表中数据可知，其它条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快，二氧化锰比氧化铁的催化效果好．
故填：其它条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快．
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．
练习册系列答案
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