Question

如图是实验室制取气体的常用装置：（浓硫酸有吸水性，常作干燥剂） 
（1）用高锰酸钾制取和收集氧气的装置应选用

 

（填序号）；
（2）用 双氧水和二氧化锰制取和收集干燥的氧气的装 置应选用

 

（填序号）；发生反应的化学符号式为

 

．
（3）检查装置①气密性的方法是：

 

；
（4）装置②试管口要略向下倾斜的原因是

 

；
（5）若用④装置收集的氧气不纯，其原因可能是

 

；
（6）试验中经常将装置①中的长颈漏斗换为分液漏斗，改换后的优点是

 

；
（7）“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？其催化效果如何？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
Ⅰ．分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入Ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
Ⅲ．将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为Ag．
Ⅳ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入Ag氧化铁粉末，向D．试管中加入Ag二氧化锰粉末，观察现象．

【实验结论】
（1）A中产生的气体是

 

；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的

 

和

 

在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学反应表达式

 

．
【实验评价】
（1）实验设计Ⅳ的目的是

 

；
（2）若实验Ⅳ观察到D．试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是

 

．
【实验拓展】
查阅资料得知，CuO、CuSO₄、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．
下列有关催化剂的说法中正确的是

 

．
A．MnO₂只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂只能加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物．

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,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：（1）根据用高锰酸钾制取氧气是加热固体制气体，且氧气不易溶于水，密度比空气大进行解答；
（2）根据用双氧水和二氧化锰制取氧气是固体与液体在常温下反应制取气体，且氧气不易溶于水，密度比空气大进行解答；
（3）根据内外压强差来检验装置的气密性进行解答；
（4）根据给试管中的固体加热的注意事项回答；
（5）根据排水法收集氧气的注意事项回答；
（6）根据分液漏斗的作用分析装置的优点；
【实验结论】（1）根据氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃进行解答；
（2）根据实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂进行解答；
（3）根据氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
【实验评价】（1）根据二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
（2）根据若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
【实验拓展】根据催化剂的含义进行解答．

解答：解：（1）用高锰酸钾制取氧气是加热固体制气体，且氧气不易溶于水，密度比空气大，可选择装置②⑤（或②④）；故填：②⑤（或②④）；
（2）用双氧水和二氧化锰制取氧气是固体与液体在常温下反应制取气体，且氧气不易溶于水，密度比空气大，可选择装置①⑤，要求收集干燥的氧气，所以可以选择装置③来干燥；过氧化氢在催化剂二氧化锰的催化作用下能分解生成水和氧气，该反应的化学方程式：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；故填：①③⑤；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入水至长颈漏斗下端管口浸没液面以下，继续加水，然后观察长颈漏斗管中的液面高度是否变化，如果液面不下降则说明气密性好；故填：关闭开关，向长颈漏斗中加水至长颈漏斗中水面高于锥形瓶中水面一段水柱，一段时间不下降；
（4）给试管中的固体加热时，如试管口高于了试管底，冷凝水会倒流到试管底，使试管骤然遇冷而炸裂；故填：防止冷凝水倒流使试管炸裂；
（5）排水法收集氧气时，如收集前集气瓶中的水没有装满，留有气泡，则收集的气体中有空气；如没等试管中的空气排净，过早收集，即没等导管口有连续且均匀的气泡冒出就开始收集，导出的气体中也含有空气；故答案为：①过早收集，没等导管口有连续且均匀的气泡冒出就开始收集；②收集前集气瓶中的水没有装满，留有气泡；
（6）长颈漏斗改为分液漏斗后可以控制稀盐酸的滴加速度和流量，从而控制反应的速率；故填：便于控制反应的速率；
【实验结论】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，所以有实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，可知A中产生的气体是氧气；故填：氧气；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；故填：质量；化学性质；
（3）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，化学反应表达式为：2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【实验评价】（1）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
（2）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
【实验拓展】
A．MnO₂不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故A错误；
B．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误．
故选：B．

点评：实验室制取气体时的发生装置主要分为：固体与液体常温下反应类与固体加热下反应类两种；收集气体则根据气体的密度和溶解性可采取向上或向下排气法收集、排水法收集三种．