Question

从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计．科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验．请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，根据下图回答问题：
（1）在实验室中用过氧化氢（H₂O₂）制取氧气．请写出图中标有字母的仪器名称：a

铁架台

  b

酒精灯

[明确实验目的]：用过氧化氢在实验室里制取氧气．
[收集有关资料]过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的化学方程式为：

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．
[设计合理方案]：发生装置选用

A

（填序号，下同），收集装置选用

C或E

．
[进行科学实验]
（2）在实验室中，可以用加热氯酸钾（KClO₃）和二氧化锰固体混合物制取氧气．
①[明确实验目的]：

加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气

．
②[收集有关资料]：氯酸钾是白色的固体，二氧化锰是黑色的固体．且二氧化锰在反应中

起催化作用

．③设计合理方案：发生装置选用

B

，若选用C收集装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是

将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满

．
（3）实验室制取二氧化碳气体时，应选择的发生装置和收集装置是

AC

．请写出用澄清石灰水检验二氧化碳时发生反应的化学方程式：

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

．
（4）如图F所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是

不能燃烧，不能支持燃烧

且密度比空气的大，因此，二氧化碳可用于

灭火

．

Answer 1

分析：（1）根据常见仪器的图形回答；
[收集有关资料]根据实验室制取氧气的反应原理分析；
[设计合理方案]根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据氧气的密度和溶解性选择收集装置；
[进行科学实验]（2）①实验的目的是加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气；
②二氧化锰在反应中是催化剂；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；根据氧气的验满方法回答；
（3）根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据二氧化碳的密度和溶解性选择收集装置；根据氢氧化钙和二氧化碳会生成碳酸钙进行分析；
（4）如图F实验向烧杯中“倾倒”二氧化碳，说明二氧化碳的密度比空气的大，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，更进一步说明二氧化碳具有的性质，这样能探究二氧化碳的性质和重要用途．

解答：解：（1）a是铁架台，b是酒精灯，故答案为：铁架台；酒精灯；
[收集有关资料]用过氧化氢在实验室里制取氧气的化学方程式为2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
[设计合理方案]根据该反应原理，反应物是液体和固体，反应条件无需加热，因此选用制取氧气的发生装置是 A；收集可用C或E，故答案为：A；C或E；
（2）①实验目的：加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，故答案为：加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气；
②根据催化剂的概念：在化学反应里能够改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，可知，二氧化锰在反应中起催化作用，故答案为：起催化作用；
③根据该反应原理，反应物是固体，反应条件是加热，选用制取氧气的发生装置是 B；验证集气瓶中是否已收集满的方法是：将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满，故答案为：B；将带火星的木条靠近集气瓶口，如果能使木条复燃，说明已收集满；
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液在常温下反应制取气体，故发生装置选A；因为二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，因此应用向上排空气法收集；氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故答案为：AC；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）如图F所示，向烧杯中“倾倒”二氧化碳，说明二氧化碳的密度比空气的大，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，更进一步说明二氧化碳具有的性质是：不能燃烧，不能支持燃烧，且密度比空气的大，因此二氧化碳的重要用途之一是可以用来灭火．故答案为：不能燃烧，不能支持燃烧；灭火

点评：本题考查氧气和二氧化碳实验室制法中实验、收集装置的选取，同时考查它们的反应物状态、反应条件及其作用，使学生进一步明白反应物状态、反应条件与实验装置之间的关系．学会验证二氧化碳气体，探究其性质及用途．