Question

在实验室里，常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气．某化学兴趣小组对氧气的实验室制法进行了探究．
（1）小明同学选用如图所示的装置，锥形瓶中反应的符号表达式为

 

．实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现该实验操作的目的是

 

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（2）实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO₄能显著加快过氧化氢的分解．CuSO₄溶液主要含有三种粒子（H₂O、Cu²⁺、SO₄^2-），为了进一步探究CuSO₄中哪种粒子能起催化作用小红同学作了以下分析和设计．
①小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是

 

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②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究．

实验步骤	实验现象	结论
a取一支试管加入5mL 5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴硫酸钠溶液	溶液中几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是
b另取一支试管加入5mL 5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴   溶液	溶液中有大量气泡放出

③如果要确定CuSO₄是催化剂，还必须通过实验确定它反应前后

 

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（3）小华同学称取一定质量的高锰酸钾固体中，将温度控制在250加热制取氧气．实验结束时，有同学发现用排水法收集到的氧气大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想 I：反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
猜想Ⅲ：反应生成的锰酸钾和二氧化锰分解都放出氧气．
【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二氧化锰，在250条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变，则猜想

 

 错误；第二组同学取锰酸钾在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．该组选择的实验方法是

 

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【拓展延伸】实验发现，氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾混合，则氯酸钾的分解速率大大加快．请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中

 

（选填“是”、“不是”）作催化剂，原因是

 

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Answer 1

考点：氧气的制取装置,制取氧气的操作步骤和注意点,催化剂的特点与催化作用,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：根据用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热；用高锰酸钾或氯酸钾就需要加热．氧气不易溶于水，密度比空气的密度大，因此可以用排水法和向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净．小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；滴加稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴加硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；催化剂是指能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化学反应前后都不变的物质进行分析；
根据催化剂的定义、性质以及氧气的性质进行分析．

解答：解：（1）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↑，实验操作的目的是：检查装置的气密性；
（2）小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；滴加稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴加硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；催化剂是指能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化学反应前后都不变的物质；
（3）【实验验证】第一组同学加热二氧化锰一段时间，由二氧化锰的质量不变可知，反应生成的二氧化锰不能分解放出氧气；由于氧气有助燃性，所以该组同学选择的实验方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明猜想Ⅱ正确；
【拓展延伸】氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾分解速率大大加快，高锰酸钾不是催化剂，因为高锰酸钾在反应后的质量和性质发生了变化．
故答案为：（1）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，检查装置的气密性；    
（2）①过氧化氢溶液中本身就含有水；     
②硫酸铜，铜离子；    
③质量和化学性质没有改变；       
（3）I，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明猜想Ⅱ正确；
不是，因为高锰酸钾反应后的质量和化学性质发生了改变．

点评：本考点主要考查氧气的制取装置和检查装置的气密性，同时也考查了催化剂的特点和化学方程式的书写，综合性比较强，气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．