20．如图所示是王军同学自制的过滤柱，观察图中的填充物和水流方向
（1）填充物颗粒大小顺序为什么是由大到小？
（2）水流方向为什么采取由下而上的逆流？

19．甲、乙、丙三种物质均含地壳中含量最多的元素．甲、乙是组成元素相同的化合物，丙是单质；甲、乙在常温下均为液体，在一定条件下均可分解成丙；它们之间有如图所示的转化关系（部分物质和反应条件已经略去）．则：
（1）甲的化学式为H₂O₂；
（2）丙转化成乙的化学方程式为2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）从微观的角度解释甲、乙性质有差异的原因是分子构成不同．

18．在对蜡烛及其燃烧的探究实验中，小明仔细观察蜡烛燃烧时的火焰，发现火焰中不同区域的明亮程度不同，这是为什么呢？在老师的指导下小明进行了以下探究活动．
【查阅资料】（1）可燃物的种类及组成会影响火焰的明亮程度．
（2）蜡烛主要由石蜡制成，石蜡是石油炼制后得到的固体物质，主要由多种碳氢化合物组成，这些化合物分子中的碳原子数目不唯一，其化学式通式为C_nH_2n+2，通式中碳原子数n=18～30．
（2）碳氢化合物在常温时的状态如表所示．

物质名称	化学式	常温时的状态
丁烷	C4H10	气
戊烷	C5H12	液（油状）
癸烷	C10H22	液（油状）
十八烷	C18H38	固
二十四烷	C24H50	固

（4）多数碳氢化合物在一定温度下会分裂为碳原子数较少的碳氢化合物或碳（黑色固体）和氢气．
【实验探究】

序号	实验目的	实验操作	实验现象
I	探究哪一层火焰的温度最高	点燃蜡烛，把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中，约1s后取出观察
Ⅱ	探究焰心中参与燃烧的物质的成分	点燃一根较粗的蜡烛，取一根一端为尖嘴的玻璃导管，一端伸入火焰的焰心处，然后在尖嘴一端导管口用火柴点燃	导管口处出现火焰
III	继续探究焰心中参与燃烧的物质的成分	点燃一根蜡烛，用一把带有手柄的小刀，将刀尖伸入火焰中最暗的部分，即焰心处，一段时间后取出，冷却，观察刀尖处的现象	冷却至室温后，刀尖处有油状液体和固体物质
IV		用镊子夹住一片白瓷片，将瓷片伸入火焰中最明亮的部分，即内焰处，观察现象	白瓷片表面迅速变黑

【分析和讨论】
（1）实验I中的实验现象为火柴梗与外焰接触部分烧焦，与内焰接触部分烤黄，与焰心接触部分无明显变化．
（2）通过实验Ⅱ，你能分析出焰心处的物质具有的化学性质是可燃性．
（3）实验Ⅲ中，冷却后小刀表面的油状液体可能是戊烷（填物质名称），生成油状液体的原因是石蜡受热分裂（或分解）为碳原子数较少的液态碳氢化合物．
（4）实验 IV的目的是探究内焰中参与燃烧的物质的成分．
（5）分析实验IV中的现象，可推断出蜡烛火焰内焰处的物质中含有碳（填物质名称），由此分析内焰处最明亮的原因是在内焰燃烧的物质中，含有碳．

17．小明的爷爷患有心脑血管疾病，家里备有一台制氧机．使用时先向制氧机中加入水，再依次加入一包白色粉末和一包黑色粉末，就有气泡冒出来．小明很好奇，请你和他一起动手做探究某种家用制氧机的工作原理．
【提出问题】白色粉末和黑色粉末分别是什么？产生的气体是氧气吗？
【查阅资料】获得的资料有：
（1）过碳酸钠俗称固体双氧水，白色固体．过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠溶液和过氧化氢溶液．
（2）碳酸钠溶液不与二氧化锰反应．  （3）过碳酸钠遇热分解产生氧气和大量水．
【猜想与假设】根据资料和已学知识，得出猜想：白色粉末是过碳酸钠，黑色粉末是二氧化锰．
【实验验证】

实验装置	实验主要过程
	（1）检验装置气密性．操作如下：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手后，导管口有液面上升． （2）在试管中依次加入二氧化锰、过碳酸钠和水，有大量气泡生成． （3）收集满一瓶气体． （4）检验气体．方法是将带火星的木条伸入集气瓶里，若带火星的木条复燃，则证明是氧气．

实验现象和使用制氧机的白色粉末和黑色粉末反应现象完全相同，证明猜想正确．
【实验拓展】（1）小明根据资料，认为可加热白色粉末制取氧气（使用排水法收集气体）
该实验需要的仪器有（填序号）②③④⑤⑦⑧．下列序号的仪器名称是③试管，⑦集气瓶．

（2）使用该方法制取氧气，加热时试管口应略向下倾斜．停止加热熄灭酒精灯前，应进行的操作是将导管从水槽中撤出．
（3）生活中的很多物质都可以进行家庭小实验．消毒用的双氧水，其成分为过氧化氢溶液，其与二氧化锰制取氧气的反应文字表达式是过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．

16．小红发现切开的苹果会很快变色，于是在老师的指导下，探究氧气是否参与了苹果变色的过程．小红提出假设：氧气参与了苹果变色的过程．老师指导小红要进行对比实验，小红设计并完成了如下2个实验．

（1）实验1：探究使苹果变色的气体成分．
实验步骤：
①准备如图1所示的实验装置，A为用排水集气法收集的1瓶氧气，B为1瓶空气，C瓶中为空气，3个集气瓶容积均为250mL；
②在C瓶中做红磷燃烧的实验，待冷却至室温后打开弹簧夹，至水不再进入集气瓶中，测量进入集气瓶中水的体积约为50mL，剩余气体的主要成分为氮气；
③将大小相同的苹果块依次迅速放入集气瓶A、B和C中，记录苹果的变色时间．

	A	B	C
放入苹果起始时间	下午2：00	下午2：00	下午2：00
实验现象	下午2：03 苹果变色	下午2：09 苹果变色	下午2：19 苹果未变色

结论：苹果变色与氧气有关．
（2）实验2：探究苹果变色消耗的气体体积．
小红为了探查集气瓶A、B中消耗气体的体积，她采取的实验步骤是：分别在AB两瓶中做红磷燃烧实验，待冷却至室温后打开弹簧夹，至水不再进入集气瓶中，测量进水的体积便知红磷消耗氧气的体积．
实验后小红记录了进入集气瓶内水的体积，由此计算出A瓶中苹果消耗气体的体积，请你在表格中填写B瓶苹果消耗气体的体积．

	A	B
进入水的体积	200mL	42mL
苹果消耗气体的体积	50mL	8mL

（3）实验反思：实验过程中有一些因素会导致测量的结果不够准确，写出其中一种因素装置的气密性不好．

15．“化学反应条件的控制是实验灵魂”．某校化学兴趣小组在老师指导下，进行了“影响双氧水分解因素”的实验．请你帮助回答下列问题．
（1）取两支大试管，分别倒入适量的6%、15%的双氧水，再加入等量的MnO₂，各收集一小试气体，发现浓度大的先收集满．该操作过程中合理的排列顺序是（选填序号）①③⑤④②（或③①⑤④②）．
①检验装置的气密性②待有连续稳定气泡再排水集气③将水槽中待收集气体的小试管注满水④旋紧连有导管的单孔胶塞⑤向大试管内倒入适量双氧水再加入少许MnO₂粉末
（2）用试管进行排水法集气时，主要出现了如图示所示的4种操作，其中合理的是AC．

（3）取a、b两支试管加入等体积6%的双氧水，再分别加入少许MnO₂粉末、CuO粉末，发现a 中比b中产生气泡多且快．随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内，发现a中火星复燃，b中火星仅发亮但不复燃．由此得出影响双氧水分解的因素是催化剂的种类．
（4）再取一支试管倒入适量6%的双氧水，仔细观察溶液内有少量细小气泡浮起；然后将该支试管浸入约80℃的热水中，溶液内气泡明显增多．这时将带火星的木条悬空伸入试管内，火星更明亮却不能复燃．试对比第（3）题a中火星复燃的现象，分析两者现象差异的根本原因是温度．

14．用装置图所示仪器测定空气中O₂体积含量，A为标有将容积分成五等份标线的集气瓶，B为固定一燃烧匙的单孔胶塞，烧杯中盛红墨水，通过下列实验步骤，①打开夹子K②点燃匙中红磷③夹紧K夹④将B按进A瓶口，塞紧．回答；
（1）打开K夹的时间应为待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中．
（2）实验步骤顺序为②④③①．
（3）观察到的实验现象为发出黄光，冒出大量白烟．
（4）若水进入A瓶量达不到$\frac{1}{5}$标线，分析可能的原因有红磷的量不足．

13．某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验．
（1）甲同学选用如图所示的装置制取氧气．
①写出仪器B的名称：集气瓶．
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和H₂O₂（填化学式），
Mn0₂固体在该反应中起催化作用．
③除用排水法外，甲同学还可选择向上排空气法收集氧气．
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是检验装置的气密性．
（2）乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+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l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂．做出上述猜想的理由是K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物．
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变．则猜想I错误．
②第二组同学取K₂Mn0₄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检验是否有氧气生成．
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分解产生影响．请设计实验方案验证：取等量的固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集气体，收集一瓶氧气，所用时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．
【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？必须通过认真分析，用实验来加以证明．

12．潜水员使用的供氧装置是用过氧化钠（Na₂O₂）和呼出的CO₂反应来制取氧气提供呼吸．某实验小组为验证这一原理，进行了实验探究．
【查阅资料】1．在常温常压下过氧化钠是淡黄色固体，在不需要加热的情况下能和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气．2．浓硫酸有吸水性.3.2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
设计装置】实验小组设计了如图所示的装置进行实验探究，B装置中盛装NaOH溶液．

【实验过程】向装置A中通入足量CO₂气体，观察到A瓶中的淡黄色固体逐渐变为白色粉末，同时见到B、C装置中有气泡出现．
【实验分析】
（1）为验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气，实验小组采用的验证方法是用一根带火星的木条放在尖嘴管口，若发现木条复燃，则说明反应生成了氧气；
（2）装置C中浓硫酸的作用是干燥氧气，这是根据浓硫酸具有吸水性的原理；
（3）装置B中NaOH溶液的作用是除去混合气体中的二氧化碳，这是根据二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；
（4）写出过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
【实验结论】
（5）实验证明：Na₂O₂和CO₂在不需要加热的情况下反应可得到氧气．通过探究同学们认为：在实验室不用加热的方法，用气体也可制得氧气．按你在实验室制取氧气的经验，你采用的方法是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（用一个化学方程式表示）．

11．小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液--“双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取过氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，在老师的指导下和同学们一起做了如下实验．
第一组实验】小明欲证明该双氧水是否失效．
（1）实验过程
①在试管中加入5mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②用酒精灯给上述试管加热，液体中有气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图1装置进行操作，带火星的木条复燃，水槽中冰水所起的作用是冷凝水蒸气．
（2）实验结论：双氧水没有失效．

【第二组实验】小明欲证明二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用，
该物质在反应前后质量是否发生变化．
（1）实验中化学反应的方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）实验步骤
①准确称量二氧化锰的质量．
②将二氧化锰装入大试管中并加入5mL“双氧水”；
③待反应结束后，将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；
④对比反应前后二氧化锰的质量．
（3）做完此实验后，小方认为要证明二氧化锰的催化作用，还需要再补充一个探究实验：探究
二氧化锰在化学反应前后化学性质是否发生改变．
【实验反思】依据所做的实验，影响化学反应速率的因素可能有温度、催化剂 等．
【第三组实验】小明欲探究Fe₂O₃能否作为H₂O₂分解的催化剂，并与MnO₂的催化效果进行比较．小明、小李、小张三位同学同时进行H₂O₂的分解与气体的收集实验．实验时间均以30秒生成气体为准（H₂O₂均未全部分解）（见图2甲），其他可能影响实验的因素均忽略．相关数据如下：

同学序号	质量分数相同的H2O2溶液	溶液中加入的物质	收集到的气体体积
小明	100mL	未加其他物质	a mL
小李	100mL	Fe2O3  0.5g	b mL
小张	100mL	MnO2  0.5g	c mL

（1）若50mL量气管中液面的位置如图2乙所示，A与B刻度间相差1mL，刻度A为20，则此时气体的体积为31.8mL．
（2）欲探究Fe₂O₃在实验中是否起催化作用，首先应比较a和b（选择a、b、c填空）的大小，还需补充做如下实验（无需写出具体操作步骤）：
①氧化铁在化学反应前后化学性质是否发生改变；
②氧化铁的质量在反应前后是否发生改变．
实验结论：Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解，起催化作用．