Question

【題目】人類的生存離不開(kāi)氧氣，某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣的系列探究實(shí)驗(yàn)。

（探究一）某同學(xué)稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀（KMnO4）放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣（O2），實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣（O2）大于理論產(chǎn)量，針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：

（提出猜想）猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的二氧化錳（MnO2）分解放出氧氣（O2）

猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的錳酸鉀（K2MnO4）分解放出氧氣（O2）

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

（1）第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變。則猜想_____錯(cuò)誤。

（2）第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱，沒(méi)有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。 該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是_____。

（探究二）以下是某小組探究影響過(guò)氧化氫（H2O2）溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2O2溶液 濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度/℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需 的時(shí)間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與_____有關(guān)；

從實(shí)驗(yàn)③和④對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：_____。

（2）如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑，還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn)：

①_____；②_____。（不要寫(xiě)出具體步驟）

（探究三）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

已知：在空氣中，溫度超過(guò)40℃，白磷（化學(xué)符號(hào)為P）就可以自燃，即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷。

如圖是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。主要操作：在實(shí)際容積為250mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃。

（1）請(qǐng)寫(xiě)出白磷與氧氣反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式為_____，該反應(yīng)的類型是_____（填“化合反應(yīng)”或“分解反應(yīng)”）。

（2）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)水面的變化是_____；若實(shí)驗(yàn)非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為_____mL。

（3）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起到哪些作用？_____（填寫(xiě)序號(hào)，可以多選）

a加快集氣瓶冷卻

b液封導(dǎo)氣管末端，防止氣體受熱逸出

c緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高

Answer 1

【答案】Ⅰ 用一根帶火星的木條伸進(jìn)容器內(nèi)，木條復(fù)燃 反應(yīng)物的濃度 溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快 證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變； 證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變 磷+氧氣五氧化二磷或4P+5O22P2O5 化合反應(yīng) 先下降后上升 70 abc

【解析】

[探究一]（1）氧氣為氣體，而對(duì)二氧化錳加熱，質(zhì)量沒(méi)有減少，所以可以判斷二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣，故猜想Ⅰ錯(cuò)誤；故填：Ⅰ；

（2）錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生了一些氧氣，故說(shuō)明反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出氧氣，故填：用一根帶火星的木條伸進(jìn)容器內(nèi)，木條復(fù)燃；

[探究二]（1）從表中分析可知：①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時(shí)各種量均相同，可知這一過(guò)程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究；故填：反應(yīng)物的濃度；溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快；

（2）如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑，還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn)：證明二氧化錳的質(zhì)量不變；證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變，故填：證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變；證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變；

[探究三]（1）白磷與氧氣點(diǎn)燃反應(yīng)生成五氧化二磷，該反應(yīng)符合“多變一”的特征，屬于化合反應(yīng)，故填：磷+氧氣五氧化二磷或4P+5O22P2O5；化合反應(yīng)。

（2）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，開(kāi)始釋放的熱量使瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大，水面下降，而后來(lái)由于氧氣被消耗，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，則瓶?jī)?nèi)水面的上升；氧氣約占空氣體積的五分之一，在實(shí)際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，則瓶?jī)?nèi)的空氣是100mL，故氧氣占20mL，故進(jìn)入的水的體積為20mL，最終集氣瓶中水的體積約為20mL+50mL＝70mL．故填：先下降后上升；70。

（3）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，可以加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端，防止氣體受熱逸出、緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高。 故填：abc。