Question

【題目】人類的生存離不開氧氣，某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣的系列探究實驗。

【探究一】某同學(xué)稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀（KMnO4）放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣（O2），實驗結(jié)束時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣（O2）大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：

【提出猜想】 猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的二氧化錳（MnO2）分解放出氧氣（O2）

猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的錳酸鉀（K2MnO4）分解放出氧氣（O2）

【實驗驗證】同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實驗：

⑴ 第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變。則猜想_____________錯誤。

⑵ 第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。

該組同學(xué)選擇的實驗方法是_____________________________。

【探究二】以下是某小組探究影響過氧化氫（H2O2）溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)。

(1)通過實驗①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與_______________________有關(guān)；

從實驗③和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：__________________。

如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑，還要補(bǔ)做2個實驗

(不要寫出具體步驟)：

______________________________；_________________________________。

【探究三】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實驗進(jìn)行探究．

已知：在空氣中，溫度超過40℃，白磷（化學(xué)符號為P）就可以自燃，即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷。如圖是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測定”實驗的改進(jìn)裝置。主要操作：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃。

⑴ 請寫出白磷與氧氣反應(yīng)的文字表達(dá)式 ____________，該反應(yīng) __（填“是”或“不是”）氧化反應(yīng)。

⑵白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)水面的變化是____________；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為_______mL．

⑶ 集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？__________（填寫序號，可以多選）

a．加快集氣瓶冷卻；

b．液封導(dǎo)氣管末端，防止氣體受熱逸出；

c．緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高。

Answer 1

【答案】 I 用一根帶火星的木條伸入容器中，木條復(fù)燃。 反應(yīng)物的濃度 溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快 證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變 證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變 略 是 先下降后上升 70 _ABC

【解析】【探究一】【實驗驗證】⑴根據(jù)冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變判斷；

⑵氧氣的檢驗方法（用帶火星的木條檢驗，看木條是否復(fù)燃，若復(fù)燃，則該氣體是氧氣）分析解答；

【探究二】(1)根據(jù)對比反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間分析解答；根據(jù)催化劑的概念分析解答；

【探究三】⑴白磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷；根據(jù)氧化反應(yīng)的定義（物質(zhì)和氧發(fā)生的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)）判斷；

⑵根據(jù)燃燒時瓶內(nèi)氣壓的變化分析解答；根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一分析解答；

⑶根據(jù)集氣瓶中水可以使瓶內(nèi)形成密閉體系分析。

解：【探究一】【實驗驗證】⑴第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變。則猜想I錯誤；

⑵ 第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。

該組同學(xué)選擇的實驗方法是：用一根帶火星的木條伸入容器中，木條復(fù)燃；

【探究二】(1) 通過實驗①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度有關(guān)；

從實驗③和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快。

催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，故如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑，還要補(bǔ)做2個實驗：①證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，②證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變；

【探究三】⑴白磷+氧氣五氧化二磷，屬于氧化反應(yīng)；

⑵白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)先增大，后降低，因此瓶內(nèi)水面的變化是先下降后上升；因為空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，，所以空氣的體積是100mL，所以氧氣占20mL，所以最后集氣瓶中水的體積約為50mL +20mL=70mL；

⑶集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)適量的水，使白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓不會過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出，同時還可以加快集氣瓶的冷卻，緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓驟然升高。故選ABC。