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【题目】某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步探究。

(1)用高锰酸钾制氧气,对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。

(进行实验)

①用向上排空气法收集氧气:将带火星的木条放在集气瓶口,当_________时证明氧气集满,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。

②用排水法收集氧气:氧气能用排水法收集的原因是____,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。

氧气的收集方法

向上排空气法

排水法

氧气的体积分数/%

79.7

79.6

79.9

90.0

89.8

89.3

氧气的平均体积分数/%

79.7

89.7

(实验分析)不考虑操作失误的因素,用排水法也收集不到纯净的氧气,其主要原因是__________

(2)用过氧化氢溶液制氧气,探究不同催化剂催化过氧化氢分解的效果。

(查阅资料)

①MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S对过氧化氢的分解均具有催化作用。

②海藻酸钠可以作为催化剂的载体支架,形成负载不同催化剂的海藻酸钠微球。

(进行实验)

①制备五种负载不同催化剂(MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S)的海藻酸钠微球,每个微球大小相同,且负载催化剂的质量相等。

②取30粒负载某种催化剂的海藻酸钠微球与20mL质量分数为5%的过氧化氢溶液,在锥形瓶中迅速混合发生反应,实验装置如图1,采集200s内压强数据,绘制曲线如图2。


(实验分析)

①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是_________

②本实验中,通过一段时间内______来反映生成氧气的快慢。

③本实验中,负载MnO2的微球显示了良好的催化效果,60s时竟将橡皮塞弹飞,在图2中对应的曲线是_______(填“a”或“b”);负载_______的微球催化效果较好,反应温和;负载Fe2O3、Cr2O3的微球催化效果一般;负载_______的微球催化能力最弱。

【答案】木条复燃 氧气不易溶于水,不与水反应 收集到的氧气中混有水蒸气 确保催化剂的质量一致 压强的变化 a CuO S

【解析】

(1)

进行实验:①用向上排空气法收集氧气:将带火星的木条放在集气瓶口,当木条复燃时证明氧气集满②氧气不易溶于水,且不与水反应,故能用排水法收集;

实验用排水法也收集不到纯净的氧气,其主要原因是氧气中混有水蒸气;

(2)

实验

①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是确保催化剂的质量一致,排出质量对催化效果的影响

②由题目可知,本实验中,通过一段时间内压强的变化来反映生成氧气的快慢

③本实验中,负载MnO2的微球显示了良好的催化效果,即在短时间内压强变化明显,故在图2中对应的曲线是a;由图像可知,负载CuO的微球催化效果较好,反应温和由图像可知负载S的微球催化能力最弱

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C. 碳元素的原子结构示意图为 D.碳的相对原子质量为12.01

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