Question

17．實驗室常見制取氧氣的方法有：a．加熱氯酸鉀晶體和二氧化錳粉末；b．加熱高錳酸鉀固體；c．用二氧化錳粉末作催化劑使過氧化氫（H₂O₂）溶液分解產生氧氣．其實驗裝置如圖所示．
（1）寫出圖中指定儀器的名稱：①試管；
（2）小剛想用高錳酸鉀制取干燥的氧氣，他應選擇上述裝置中的AD進行組裝．
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實驗結束后，收集到的氧氣不純其原因是：集氣瓶中沒有裝滿水．
（4）實驗室制取氧氣的過程，大致可以分以下幾步，其中正確順序是B
①點燃酒精燈給試管加熱  ②熄滅酒精燈  ③檢驗裝置的氣密性  ④將藥品裝入試管并固定裝置 ⑤用排水法收集氣體   ⑥將導氣管從水槽中移出
A、③④①⑤②⑥B、③④①⑤⑥②C、④①③⑤②⑥D、④①③⑤⑥②
（5）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，可選用C做發生裝置．
（6）已知一氧化氮氣體難溶于水，在空氣中容易與氧氣發生反應，則收集一氧化氮氣體時應選用圖中裝置E（填字母“E”或“D”）．
（7）若改用氯酸鉀和二氧化錳來制取氧氣，則二氧化錳在反應前后固體混合物中的質量分數將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）
（8）小芳發現，氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產生氧氣，于是進行如下探究：
【提出猜想】除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵也可以作氯酸鉀分解的催化劑．
【完成實驗】按下表進行實驗，并測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀、二氧化錳（質量比1：1）	350
③	氯酸鉀、氧化銅（質量比1：1）	370
④	氯酸鉀、氧化鐵（質量比1：1）	390

【分析數據、得出結論】
①由實驗①（填實驗編號）與實驗④對比，證明猜想合理；
②實驗所用的三種物質，催化效果最好的是二氧化錳．
【反思】
③若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后的質量和化學性質不變．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（2）根據高錳酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，向上排空氣法收集出的氧氣干燥進行分析；
（3）根據實驗室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實驗結束后，收集到的氧氣不純其原因是集氣瓶中沒有裝滿水進行分析；
（4）根據實驗室制取氧氣的正確步驟進行分析；
（5）根據實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫進行分析；
（6）根據一氧化氮氣體難溶于水，在空氣中容易與氧氣發生反應進行分析；
（7）根據二氧化錳是反應的催化劑，在化學反應前后，質量不變進行分析；
（8）①根據對照試驗要求只有一個變量，其他條件都相同進行分析回答；
②根據分解時所需溫度最低的，催化效果越好進行分析；
③根據催化劑的定義進行分析回答．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是試管；
（2）高錳酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱，向上排空氣法收集出的氧氣干燥，所以用高錳酸鉀制取干燥的氧氣，他應選擇上述裝置中的AD進行組裝；
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集氧氣，實驗結束后，收集到的氧氣不純其原因是集氣瓶中沒有裝滿水；
（4）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，需要先檢驗裝置的氣密性，然后裝藥，加熱制取氧氣，實驗結束，需要先撤導管，然后熄滅酒精燈，所以正確的順序是：③④①⑤⑥②，故選：B；
（5）實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，所以實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，可選用C做發生裝置；
（6）一氧化氮氣體難溶于水，在空氣中容易與氧氣發生反應，所以收集一氧化氮氣體時應選用圖中裝置E；
（7）二氧化錳是反應的催化劑，在化學反應前后，質量不變，所以改用氯酸鉀和二氧化錳來制取氧氣，固體質量減少，二氧化錳在反應前后固體混合物中的質量分數將變大；
（8）①根據催化劑能改變化學反應的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進行比較分解溫度即可，要想證明除MnO₂、CuO外，Fe₂O₃也可以作KClO₃分解的催化劑，可選擇實驗①和實驗④對比，證明猜想合理；
②分解時所需溫度最低的，催化效果越好，故填：MnO₂；
③催化劑是指在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率（既能提高也能降低），而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發生改變的物質．故要證明Fe₂O₃是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后的質量和化學性質不變．
故答案為：（1）試管；
（2）AD；
（3）集氣瓶中沒有裝滿水；
（4）B；
（5）C；
（6）E；
（7）變大；
（8）①、①；
②二氧化錳；
③化學性質．

點評 本題主要考查常見氣體的發生裝置與收集裝置的探究，發生裝置依據反應物的狀態和反應條件選擇，收集裝置依據氣體的密度和溶解性選擇．