Question

15．制取氧气是初中化学重要的实验之一，兴趣小组进行如下探究．
探究一氧气的制取

（1）a 仪器名称：长颈漏斗；C 图操作的名称检查气密性．
（2）用氯酸钾制取氧气选择的发生装置是B，（填序号） 写出该反应的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
探究二催化剂的选择 研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾有催化作用．分别用下列金属氧化物作化 剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如表所示：

	氧化铁	氧化铝	氧化铜	氧化镁
开始反应	420	515	305	490
剧烈反应	490	540	350	545

（3）上述实验中，从温度对反应催化效果来看，最好选用氧化铜作催化剂．
（4）加热氢氧化铜固体可制得氧化铜和一种常见液体物质，写出该反应的化学方 程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
探究三氧化铜与二氧化锰的催化效果进行比较
用图2装置进行实验，实验均以生成 25mL 气体为准，可能影响实验的因素 均已忽略，相关装置和数据见表：

实验序号	KClO3质量	催化剂质量	待测数据
①	2.45g		a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
③	2.45g	0.51gCuO	c

（1）上述实验中的“待测数据”指时间．
（5）实验①的作用对比，上述实验中的“待测数据”是收集25mL氧气的时间．若 b＞c，（填“＞”、“=”或“＜”）可知在某温度下氧化铜对氯酸钾分解效果更好．

Answer 1

分析 探究一（1）根据常用仪器的名称和用途分析回答；根据C 图操作的特点进行分析；
（2）根据用氯酸钾制氧气就需要加热选择发生装置即可；根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下，受热分解能生成氯化钾和氧气写出反应的化学方程式即可；
（3）从表中可以看出氧化铜在作催化剂时，开始的温度与剧烈反应时的温度是四种物质中最低的；
（4）根据氢氧化铜加热生成氧化铜和水写出反应的化学方程式即可；
（1）（5）要证明一种物质是某反应的催化剂需证明三个方面：改变化学反应速度、反应前后质量不变，化学性质不变；根据探究催化剂性质的对比实验分析；

解答 解：（一）（1）由图示可知，标号仪器a是长颈漏斗；C图操作的名称是检查气密性．
（2）用氯酸钾制氧气就需要加热，故选择B装置为发生装置；氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下，受热分解能生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）不用二氧化锰时选择氧化铜作催化剂时，开始的温度与剧烈反应时的温度是四种物质中最低的，是条件最容易达到的．
（4）氢氧化铜加热生成氧化铜和水，反应的化学方程式为：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
（1）证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，并与二氧化锰的催化效果进行比较，对比实验一定要控制变量，此实验中应控制氯酸钾质量、气体的体积、氧化铜与二氧化锰的质量相等，可变的量是生成等体积（25mL）气体所需用的时间．
（5）实验①的作用为对比，可通过对比实验探究不同催化剂的效果；上述实验中的“待测数据”是收集 25mL 氧气所用的时间；若 b 大于c，可知在某温度下氧化铜对氯酸钾分解效果更好．
故答案为：探究一：（1）长颈漏斗；（1 分）检查气密性；（2）B；2KClO₃ $\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；（3）氧化铜；（4）Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；（1）时间；（5）对比；收集 25mL 氧气的时间；＞．

点评 本题综合考查气体的实验室制法原理和装置选择，同时设计实验时要注意变量唯一，催化剂有“一变两不变”，必须三个方面都证明才可以．