Question

下面是實驗室制取氧氣的裝置圖，根據(jù)裝置圖回答下列問題：
（1）寫出裝置圖中標有①②序號的儀器名稱：①

試管

；②

酒精燈

．
（2）實驗室用氯酸鉀制取氧氣時的化學表達式

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑

，可選用的發(fā)生裝置是

A

；可選用的收集裝置是

C

和

D

．
（3）裝置B是實驗室用

過氧化氫

和

二氧化錳

制取氧氣的發(fā)生裝置．
（4）用加熱高錳酸鉀制取氧氣時，常在試管口放一團

防止高錳酸鉀粉末進入導管

，反應的化學表達式為

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

．
（5）用D裝置收集氧氣的依據(jù)是

氧氣的密度略大于空氣的密度

，用該方法收集氧氣時，檢驗氧氣是否集滿的方法是

將帶火星的木條伸入瓶口處，若木條復燃，則證明氧氣收集滿了

．
（6）實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣．常溫下NH₃是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣�。甆H₃極易溶于水，其水溶液呈堿性．實驗室制取并收集NH₃，應該從上圖中選擇的裝置是

AE

．
（7）若用如圖所示裝置有多種用途，①收集氨氣時，氨氣應從

b

管口通入瓶中；②若將瓶中裝滿水，收集氫氣或氧氣時，氣體應從

b

管口通入瓶中；③若將瓶中裝入半瓶蒸餾水可用于病人輸送裝置，

a

端連接貯氧氣鋼瓶，在輸送的過程中，這一裝置能起到的作用是

觀察是否有氧氣輸出

、

觀察氧氣的流速

、

濕潤氧氣

．
[拓展探究]
學�；瘜W興趣小組的同學知道二氧化錳能作過氧化氫（H₂O₂）分解的催化劑后，想再探究其他一些物質(zhì)如Al₂O₃是否也可作過氧化氫分解的催化劑．請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
[提出問題]Al₂O₃能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？
[作出猜想]Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
[實驗驗證]

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	有少量氣泡 木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢．
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量的氣泡木條復燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

[得出結(jié)論]Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
[反思提高]經(jīng)過討論，有的同學認為只有上述兩個證據(jù)，不能證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗：
實驗三：
[實驗目的]探究

Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變

．
[實驗步驟]①準確稱量Al₂O₃（少量）的質(zhì)量；②完成實驗二；③待反應結(jié)束，將實驗二試管里的物質(zhì)進行過濾，洗滌，

干燥

，稱量；④對比反應前后Al₂O₃的質(zhì)量．
[交流討論]如果Al₂O₃在反應前后質(zhì)量不變，則說明Al₂O₃可以作過氧化氫分解的催化劑．
[提出新的問題]但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足夠，還需要再增加一個探究實驗：探究

Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變

．

Answer 1

分析：（1）熟悉常用儀器的名稱和用途；
（2）根據(jù)氯酸鉀與二氧化錳制取氧氣的反應寫出反應的方程式．根據(jù)氯酸鉀與二氧化錳制取氧氣的反應寫出反應的方程式．根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件確定發(fā)生裝置，根據(jù)收集方法確定收集裝置；
（3）分析裝置特點，選擇藥品制取氧氣；
（4）根據(jù)用高錳酸鉀制取氧氣的反應及注意的事項分析；
（5）根據(jù)D裝置的特點分析確定收集裝置的依據(jù)，根據(jù)氧氣的性質(zhì)分析驗滿的方法；
（6）實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣，根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件確定發(fā)生裝置，根據(jù)收集方法確定收集裝置；
（7）根據(jù)氣體的密度與空氣、水的密度關系分析進氣口，出氣口；
[拓展探究]要探究一種物質(zhì)能否作為化學反應的催化劑，一般要注意從三個方面入手進行：一是探究加入該物質(zhì)能否改變化學反應速率；二是探究反應前后該物質(zhì)的質(zhì)量是否改變；三是探究化學反應前后該物質(zhì)的化學性質(zhì)是否改變．

解答：解：（1）圖中標號儀器的名稱是：①是試管，②酒精燈；
（2）用氯酸鉀與二氧化錳制取氧氣，同時生了氯化鉀，反應的化學方程是：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑，屬于加熱固體制取氣體，可用A作發(fā)生裝置，由于氧氣謎底比空氣略大，不易溶于水，可用C或D裝置收集；
（3）B裝置屬于固液常溫下反應制取氧氣，可用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣；
（4）用加熱高錳酸鉀制取氧氣時，常在試管口放一團防止高錳酸鉀粉末進入導管，反應的化學表達式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（5）能用D裝置向上排空氣法收集氧氣，是由于氧氣的密度略大于空氣的密度．由于氧氣能支持燃燒．所以，用排空氣法收集的氧氣驗滿方法是：將帶火星的木條伸入瓶口處，若木條復燃，則證明氧氣收集滿了；
（6）實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣，屬于加熱固體制取氣體，應用A裝置作發(fā)生裝置，由于氨氣密度比空氣�。甆H₃極易溶于水，只能用向下排空氣法收集氨氣，應用E裝置收集氨氣；
（7）①由于氨氣的密度小于空氣的密度，用該裝置收集氨氣時，氨氣應從b端進入瓶中；②若將瓶中裝滿水，收集氫氣或氧氣時，由于氫氣和氧氣的密度小于水的密度，氣體應從b管口通入瓶中；③若將瓶中裝入半瓶蒸餾水可用于病人輸送裝置，a端連接貯氧氣鋼瓶，在輸送的過程中，這一裝置能起到的作用是觀察是否有氧氣輸出、觀察氧氣的流速、濕潤氧氣．
[實驗驗證]
實驗一的步驟是：將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中，帶火星的木條不復燃，可見常溫下過氧化氫分解速率很慢；
實驗二、在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al₂O₃，帶火星的木條復燃，可見，Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率；
實驗三：
[實驗目的]由催化劑的定義可知，還要探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變；
[實驗步驟]①通過實驗前后兩次稱量，可知實驗三是探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變．將實驗二反應后的物質(zhì)進行過濾可得到Al₂O₃，必須經(jīng)過洗滌、烘干后才稱量，減少實驗數(shù)據(jù)的誤差；
[提出新的問題]根據(jù)催化劑的定義，還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學反應速率，其質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．
故答案是：（1）①是試管，②酒精燈；（2）2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑，A，C，D；（3）過氧化氫，二氧化錳；（4）防止高錳酸鉀粉末進入導管，2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；（5）氧氣的密度略大于空氣的密度．將帶火星的木條伸入瓶口處，若木條復燃，則證明氧氣收集滿了；（6）AE；（7）b，b，a，觀察是否有氧氣輸出、觀察氧氣的流速、濕潤氧氣．
[實驗驗證]

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中
實驗一			加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

實驗三：[實驗目的]探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變；實驗步驟]干燥；（5）Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變；干燥[提出新的問題]Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．

點評：本題的探究題是題探究Al₂O₃是不是過氧化氫分解反應的催化劑．中考有關催化劑的考查主要集中在催化劑的作用和探究某物質(zhì)是不是過氧化氫或氯酸鉀分解反應的催化劑．催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質(zhì)量和化學性質(zhì)在化學反應前后保持不變．要探究一種物質(zhì)能否作為化學反應的催化劑，必須同時具備上述特點．