Question

工业上常用分离液态空气法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制氧气．某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从如图中选择装置进行了氧气的制备实验．

（1）工业制氧气是

 

（填“物理”或“化学”）变化，仪器a的名称是：

 

．
（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的符号表达为：

 

．反应类型为

 

收集氧气还可选用的装置是

 

．
（3）若用装置B制氧气，反应通常很剧烈，据此提出实验安全注意事项是

 

．
A．更换部分仪器，控制液体的加入速度     B．用体积小的广口瓶
C．加热反应物                           D．减小过氧化氢浓度
（4）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用图

 

作发生装置，收集氨气最好用上图

 

装置．
（5）乙同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜测

 

错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是

 

．
（6）（5分）丙同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：．
【提出问题】设计实验氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】丙同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）．

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2  0.5g

（Ⅰ）上述实验应测量的“待测数据”是

 

．
（Ⅱ）若实验②比实验①的“待测数据”更

 

 （填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．
（Ⅲ）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若测量得到0.5g氧化铜（CuO）粉末，再将黑色粉末放入试管中，

 

．（简述操作和现象）
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂．
【评价设计】你认为丙同学设计实验③和实验②对比的目的是

 

．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,催化剂的特点与催化作用,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）根据物理变化和化学变化的区别进行分析；
（2）根据B装置的反应物是固体和液体，反应条件是常温，氧气不易溶于水进行分析；
（3）根据反应物的浓度、接触面积、温度影响反应的速率进行分析；
（4）根据实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，且密度比空气小进行分析；
（5）根据二氧化锰在加热到250℃的质量不变，以及氧气有助燃性进行分析；
（6）根据控制变量法需要测定的数据、以及催化剂的定义进行分析；
根据题中的数据结合反应的原理进行分析．

解答：解：（1）工业上制取氧气，只是利用氧气和氮气的沸点不同，在不同的温度下进行分离，没有新物质生成，所以该过程是物理变化，通过分析题中所指仪器的作用可知，a是长颈漏斗；
（2）B装置的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，该反应满足分解反应一变多的条件，属于分解反应，氧气不易溶于水，还可以排水法收集，选用的装置是：C；
（3）可知液体的滴加速度和减慢滴加速度可以控制反应速率，加热可以加快反应速率，用体积小的广口瓶
不影响反应速率，故选：AD；
（4）实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水，且密度比空气小，所以应选用A
作发生装置，收集氨气最好用上图D装置；
（5）二氧化锰在加热到250℃的质量不变，所以Ⅰ错误，氧气有助燃性，所以选择的实验方法是：把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；
（6）（Ⅰ）要比较催化效果，需要用控制变量法进行检验，所以上述实验应测量的“待测数据”是：生成等体积O₂所需的时间；
（Ⅱ）氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，所以收集相同体积的氧气，实验②比实验①的“待测数据”更小；
（Ⅲ）要检验该物质是否是催化剂，需要检验质量和化学性质是否改变，固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，测量得到0.5g氧化铜（CuO）粉末，所以还需要检验化学性质是否改变，将黑色粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生；
设计评价：丙同学设计实验③和实验②，氯酸钾质量相同，催化剂质量相同，所以对比的目的是：探究氧化铜是否比二氧化锰催化效果好．
故答案为：（1）物理，长颈漏斗；
（2）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，分解反应，C；
（3）AD；
（4）A，D；
（5）I，把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；
（6）（Ⅰ）生成等体积O₂所需的时间；
（Ⅱ）小；
（Ⅲ）加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生；
设计评价：探究氧化铜是否比二氧化锰催化效果好．

点评：本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择，注意研究催化剂时需要从质量和化学性质方面进行研究．