Question

【题目】人类的生存离不开氧气，某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。

（探究一）某同学称取一定质量的高锰酸钾（KMnO4）放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取氧气（O2），实验结束时，该同学发现收集到的氧气（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Ⅰ：反应生成的二氧化锰（MnO2）分解放出氧气（O2）

猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾（K2MnO4）分解放出氧气（O2）

（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MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想_____错误。

（2）第二组同学取K2MnO4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_____。

（探究二）以下是某小组探究影响过氧化氢（H2O2）溶液反应速率部分因素的相关实验数据。

实验序号	H2O2溶液 浓度%	H2O2溶液体积/mL	温度/℃	MnO2的用量/g	收集氧气的体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应速率与_____有关；

从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：_____。

（2）如果要证明MnO2是该反应的催化剂，还要补做2个实验：

①_____；②_____。（不要写出具体步骤）

（探究三）某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。

已知：在空气中，温度超过40℃，白磷（化学符号为P）就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。

如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置。主要操作：在实际容积为250mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。

（1）请写出白磷与氧气反应的文字或符号表达式为_____，该反应的类型是_____（填“化合反应”或“分解反应”）。

（2）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是_____；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为_____mL。

（3）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？_____（填写序号，可以多选）

a加快集气瓶冷却

b液封导气管末端，防止气体受热逸出

c缓冲集气瓶内气压的骤然升高

Answer 1

【答案】Ⅰ 用一根带火星的木条伸进容器内，木条复燃 反应物的浓度 温度越高化学反应速率越快 证明二氧化锰在反应前后质量不变； 证明二氧化锰在反应前后化学性质不变 磷+氧气五氧化二磷或4P+5O22P2O5 化合反应 先下降后上升 70 abc

【解析】

[探究一]（1）氧气为气体，而对二氧化锰加热，质量没有减少，所以可以判断二氧化锰不能分解产生氧气，故猜想Ⅰ错误；故填：Ⅰ；

（2）锰酸钾在250℃条件下加热，把带火星的木条伸入试管，带火星的木条复燃，说明产生了一些氧气，故说明反应生成的锰酸钾分解放出氧气，故填：用一根带火星的木条伸进容器内，木条复燃；

[探究二]（1）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系；③④则是温度不同其他条件相同，明显是对温度影响化学反应速度的探究；故填：反应物的浓度；温度越高化学反应速率越快；

（2）如果要证明MnO2是该反应的催化剂，还要补做2个实验：证明二氧化锰的质量不变；证明二氧化锰的化学性质不变，故填：证明二氧化锰在反应前后质量不变；证明二氧化锰在反应前后化学性质不变；

[探究三]（1）白磷与氧气点燃反应生成五氧化二磷，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故填：磷+氧气五氧化二磷或4P+5O22P2O5；化合反应。

（2）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，开始释放的热量使瓶内的压强增大，水面下降，而后来由于氧气被消耗，瓶内的压强减小，则瓶内水面的上升；氧气约占空气体积的五分之一，在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，则瓶内的空气是100mL，故氧气占20mL，故进入的水的体积为20mL，最终集气瓶中水的体积约为20mL+50mL＝70mL．故填：先下降后上升；70。

（3）集气瓶里预先装进的50mL水，可以加快集气瓶冷却、液封导气管末端，防止气体受热逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高。 故填：abc。