Question

【題目】（15分）某化學興趣小組利用以下裝置探究氣體的制取及性質。結合下圖回答有關問題：

請結合圖示實驗裝置，回答下列問題。

（1）用加熱高錳酸鉀制氧氣選用發生裝置是 ；該反應的符號表達式為

若用裝置G收集氧氣，氧氣應從 端通入（選填“a”或“b”），用此裝置收集氧氣時檢驗氧氣收集滿的方法

（2）已知CO2能溶于水且與能水反應，密度比空氣大，實驗室可用塊狀大理石和稀鹽酸來制取CO2，可選用的裝置組合是 ，若用F裝置收集CO2，油層的作用是 。

（3）小明同學選用如圖所示的裝置制取氧氣。制取過程中所發生的符號表達式為： 實驗前小明同學先向儀器A中加入水，然后將導氣管放入水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導氣管口是否有連續的氣泡出現。該實驗操作的目的是 。

（4）小紅同學通過互聯網得知：CuSO4溶液、動物某些臟器中含有的物質等能催化過氧化氫的分解。

【初次探究】實驗證明，在過氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過氧化氫的分解，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過實驗確定它在化學反應前后

【再次探究】CuSO4溶液主要含有三種粒子（H2O、Cu2+、SO42-），稀硫酸中含有三種粒子（H2O、H+、SO42-）為了進一步探究CuSO4溶液中哪種粒子能起催化作用。小紅同學作了以下分析和設計。

①小紅同學認為最不可能的是H2O，他的理由是 。

②要說明另外的兩種粒子是否起到催化作用，小紅同學設計了如下實驗，完成了這次探究活動。

實驗步驟	實驗現象	結論
a. 取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實驗證明，起催化作用的是
B． 另取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴氯化銅溶液[來	溶液中有大量氣泡放出

（5）.小玲同學稱取一定質量的高錳酸鉀固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O2．實驗結束時，該同學發現用排水法收集到的O2大于理論產量．針對這一現象，同學們進行了如下探究：

【提出猜想】猜想 I：反應生成的二氧化錳分解放出O2；

猜想Ⅱ：反應生成的錳酸鉀分解放出O2；

猜想Ⅲ：

【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：

第一組同學取一定質量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質量不變，則猜想______錯誤；

第二組同學取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是__ ____．

【拓展延伸】實驗發現，氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀的分解速率大大加快。請說明高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應中是否作催化劑，為什么？

Answer 1

【答案】（1） A ；KMnO4K2MnO4 + MnO2+O2 ; a ; 將帶火星的木條放在b管口處，木條復燃，氧氣收集滿 （2） BC ;防止二氧化碳溶于水;（3）H2O2 MnO2 H2O+O2 ; 檢查裝置的氣密性（4） 化學性質和質量都沒有發生改變 【再次探究】① 過氧化氫溶液溶液中有水，所以水不是催化劑 ;② 銅離子（或Cu2+）; （5）猜想Ⅲ：反應生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出O2 ; 【實驗驗證】猜想; I ;錯誤；; 把帶火星的木條放入試管中．【拓展延伸】 高錳酸鉀不是催化劑，因為高錳酸鉀質量改變

【解析】

試題分析：（1）用加熱高錳酸鉀制氧氣，因為反應條件為加熱，反應物的狀態為固體，故選用固體加熱型裝置A，；符號表達式為KMnO4K2MnO4 + MnO2+O2 用裝置G收集氧氣，因為氧氣的密度比空氣的大，故氧氣應從a端通入，以保證長進短出，得到氧氣，用此裝置收集氧氣時檢驗氧氣收集滿的方法將帶火星的木條放在b管口處，木條復燃，氧氣收集滿；（2）已知CO2能溶于水且與能水反應，密度比空氣大，實驗室可用塊狀大理石和稀鹽酸來制取CO2，可選用固液常溫型反應裝置B和向上排空氣法C收集氣體，若用F裝置收集CO2，油層的作用是防止二氧化碳溶于水;（3）實驗室用過氧化氫和二氧化錳，在固液常溫型裝置中制取氧氣，反應的符號表達式為H2O2 MnO2 H2O+O2；實驗進行前要檢驗裝置的氣密性；（4）【初次探究】實驗證明，在過氧化氫溶液中滴加CuSO4溶液能顯著加快過氧化氫的分解，根據催化劑的定義可知，如果要確定CuSO4是催化劑，還必須通過實驗確定它在化學反應前后 化學性質和質量都沒有發生改變；①小紅同學認為最不可能的是H2O，他的理由是：過氧化氫溶液中的溶劑是水，因此H2O不能起催化作用；②滴稀硫酸無變化，證明了硫酸根離子不能做催化劑；滴硫酸銅時，有大量氣泡放出，證明了起催化作用的是銅離子；（5）根據高錳酸鉀的反應可知，猜想三為反應生成的錳酸鉀和二氧化錳都分解放出O2【實驗驗證】第一組同學取一定質量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質量不變，則猜想I錯誤；第二組同學取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是把帶火星的木條放入試管中；【拓展延伸】高錳酸鉀不是催化劑，因為高錳酸鉀質量改變 ，之所以能改變反應的速率是因為高錳酸鉀加熱生成了二氧化錳，改變了反應的速率。