Question

【題目】某化學興趣小組的同學對有關氧氣方面進行探究

探究一：對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究：

（1）如圖甲所示裝置和藥品進行實驗，集氣瓶中發生反應的文字或符號表達式為 ，實驗中可觀察到紅磷燃燒的現象是 。

（2）該組同學做了6次實驗，整理數據如下：

	1	2	3	4	5	6
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	22	18

（注：集氣瓶容積為100mL）通過6次實驗，該組同學探究出氧氣約占空氣體積的 ，

（3）小林同學利用甲圖裝置測定空氣中氧氣的含量，下列操作會使測定結果偏小的是

A、實驗裝置可能漏氣

B、實驗中所取的紅磷過量

C、實驗前沒有將彈簧夾夾緊

D、紅磷燃燒結束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾

（4）小組內同學查閱資料后知道白磷40℃即燃燒，燃燒產物與紅磷相同，于是采用改進后的乙裝置進行重新探究．主要操作是：在實際容積為100mL的集氣瓶里先裝進30mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．

①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是 ，若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為 mL．

②你認為集氣瓶里預先裝進的水有哪些作用？ （填序號）

a．加快集氣瓶冷卻 b．液封導氣管末端以防氣體逸出 c．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高

探究二：對有關制取氧氣時催化劑進行探究：

實驗室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法制取氧氣．小靜發現，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MnO2、CuO外，Fe2O3也可以作KClO3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，說明催化效果越好）．

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
①	KClO3	580
②	KClO3、MnO2（質量比1：1）	350
③	KClO3、CuO （質量比l：1）	370
④	KClO3、Fe2O3（質量比1：1）	390

【分析數據、得出結論】

（5）由實驗 與實驗④對比，證明猜想可能合理。寫出加熱氯酸鉀和二氧化錳混合反應文字或符號表達式__________________。

（6）實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是 ．

【反思】

（7）若要證明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 不變；

（8）同種催化劑，顆粒大小可能影響催化效果，請設計實驗方案進行驗證 。

Answer 1

【答案】（1）紅磷+氧氣五氧化二磷或4P+5O22P2O5；產生大量的白煙；

（2）或20%；（3）AD；（4）①先下降后上升；44；②abc

（5）① 氯酸鉀氯化鉀+氧氣（6）MnO2（7）化學性質

（8）將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑等比充分混合，加熱測定分解溫度．

【解析】

試題分析：（1）如圖甲所示裝置和藥品進行實驗，集氣瓶中發生反應的文字或符號表達式為紅磷+氧氣五氧化二磷或4P+5O22P2O5；實驗中可觀察到紅磷燃燒的現象是產生大量的白煙；（2）通過6次實驗，該組同學探究出氧氣約占空氣體積的1/5或20%，（3）小林同學利用甲圖裝置測定空氣中氧氣的含量，下列操作會使測定結果偏小的是A、實驗裝置可能漏氣可能造成測定結果偏小；B、實驗中所取的紅磷過量測定結果正常；C、實驗前沒有將彈簧夾夾緊，會造成實驗結果偏大；D、紅磷燃燒結束后，沒等裝置冷卻就打開彈簧夾，會造成實驗結果偏小；故答案選擇AD；（4）①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是先下降后上升，因為燃燒放熱氣壓增大集氣瓶中的水先減小，冷卻到室溫由于消耗氣體瓶中氣壓小于大氣壓故燒杯中的水進入集氣瓶中；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為30 mL +70 mL ×1/5=44 mL，②集氣瓶里預先裝進的水有a．加快集氣瓶冷卻 b．液封導氣管末端以防氣體逸出 c．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高；探究二：對有關制取氧氣時催化劑進行探究（5）由實驗①與實驗④對比，證明猜想可能合理。加熱氯酸鉀和二氧化錳混合反應文字或符號表達式氯酸鉀氯化鉀+氧氣，（6）實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是二氧化錳，因為分解溫度最低；（7）若要證明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；（8）同種催化劑，顆粒大小可能影響催化效果可設計成將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑等比充分混合，加熱測定分解溫度進行試驗。