Question

17．实验室常见制取氧气的方法有：a．加热氯酸钾晶体和二氧化锰粉末；b．加热高锰酸钾固体；c．用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢（H₂O₂）溶液分解产生氧气．其实验装置如图所示．
（1）写出图中指定仪器的名称：①试管；
（2）小刚想用高锰酸钾制取干燥的氧气，他应选择上述装置中的AD进行组装．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气，实验结束后，收集到的氧气不纯其原因是：集气瓶中没有装满水．
（4）实验室制取氧气的过程，大致可以分以下几步，其中正确顺序是B
①点燃酒精灯给试管加热  ②熄灭酒精灯  ③检验装置的气密性  ④将药品装入试管并固定装置 ⑤用排水法收集气体   ⑥将导气管从水槽中移出
A、③④①⑤②⑥B、③④①⑤⑥②C、④①③⑤②⑥D、④①③⑤⑥②
（5）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，可选用C做发生装置．
（6）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置E（填字母“E”或“D”）．
（7）若改用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，则二氧化锰在反应前后固体混合物中的质量分数将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）
（8）小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．

实验编号	实验药品	分解温度（℃）
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰（质量比1：1）	350
③	氯酸钾、氧化铜（质量比1：1）	370
④	氯酸钾、氧化铁（质量比1：1）	390

【分析数据、得出结论】
①由实验①（填实验编号）与实验④对比，证明猜想合理；
②实验所用的三种物质，催化效果最好的是二氧化锰．
【反思】
③若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，向上排空气法收集出的氧气干燥进行分析；
（3）根据实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气，实验结束后，收集到的氧气不纯其原因是集气瓶中没有装满水进行分析；
（4）根据实验室制取氧气的正确步骤进行分析；
（5）根据实验室用过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温进行分析；
（6）根据一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应进行分析；
（7）根据二氧化锰是反应的催化剂，在化学反应前后，质量不变进行分析；
（8）①根据对照试验要求只有一个变量，其他条件都相同进行分析回答；
②根据分解时所需温度最低的，催化效果越好进行分析；
③根据催化剂的定义进行分析回答．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是试管；
（2）高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，向上排空气法收集出的氧气干燥，所以用高锰酸钾制取干燥的氧气，他应选择上述装置中的AD进行组装；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气，实验结束后，收集到的氧气不纯其原因是集气瓶中没有装满水；
（4）实验室用高锰酸钾制取氧气时，需要先检验装置的气密性，然后装药，加热制取氧气，实验结束，需要先撤导管，然后熄灭酒精灯，所以正确的顺序是：③④①⑤⑥②，故选：B；
（5）实验室用过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，可选用C做发生装置；
（6）一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，所以收集一氧化氮气体时应选用图中装置E；
（7）二氧化锰是反应的催化剂，在化学反应前后，质量不变，所以改用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，固体质量减少，二氧化锰在反应前后固体混合物中的质量分数将变大；
（8）①根据催化剂能改变化学反应的速率，可选择加催化剂和不加催化剂的进行比较分解温度即可，要想证明除MnO₂、CuO外，Fe₂O₃也可以作KClO₃分解的催化剂，可选择实验①和实验④对比，证明猜想合理；
②分解时所需温度最低的，催化效果越好，故填：MnO₂；
③催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质．故要证明Fe₂O₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变．
故答案为：（1）试管；
（2）AD；
（3）集气瓶中没有装满水；
（4）B；
（5）C；
（6）E；
（7）变大；
（8）①、①；
②二氧化锰；
③化学性质．

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．