Question

某化学兴趣小组的同学对实验室制取氧气的实验展开了如下探究：

（1）小明同学选用如图1所示的装置制取氧气．制取过程中所发生反应的化学反应方程式为：

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是

检查装置的气密性

．
（2）小雨阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】
氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】
小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）．

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	l
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2  0.5g

①上述实验应测量的“待测数据”是

得到相同质量的氧气所需要的时间

．
②若实验②比实验①的“待测数据”更

小

（填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．
③将实验②反应后的固体经提纯分离仍得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，

加入氯酸钾固体加热，一会儿就有气泡冒出

（简述操作和现象），说明氧化铜还能作氯酸钾的催化剂．
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是

比较氧化铜和二氧化锰哪个催化效果更好

．
（3）小林同学对“过氧化氢溶液的浓度对反应速度有何影响”展开如下探究：取不同浓度的过氧化氢溶液，在其他条件相同的情况下进行实验，记录数据如下：

实验	1	2	3	4	5
过氧化氢溶液的浓度	1%	3%	5%	10%	15%
MnO2粉末用量/g	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
收集到500mL气体时所用时间/秒	560	186	103	35	12

①根据以上数据分析过氧化氢溶液的浓度对反应速度有怎样的影响：

过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速度越快

；
②小芳同学验证实验后二氧化锰的质量是否仍为0.5g，她取反应后的溶液进行如下操作：

过滤

、洗涤、干燥、称量，她用如图2所示的装置进行实验，试指出图中的三处错误

用烧杯直接向漏斗内倒液体

；

液面高于滤纸边缘

；

漏斗的下端在烧杯的中央

．

Answer 1

分析：制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，观察导气管口是否有连续的气泡出现，该实验操作的目的是：检查装置的气密性；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．由表格数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是得到相同质量的氧气所需要的时间；若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；将实验②反应后的固体经提纯分离仍得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，加入氯酸钾固体加热，一会儿就有气泡冒出，说明氧化铜还能作氯酸钾的催化剂；设计实验③和实验②对比的目的是：比较氧化铜和二氧化锰哪个催化效果更好．根据表格数据分析过氧化氢溶液的浓度对反应速度有怎样的影响：过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速度越快；二氧化锰不溶于水，因此采用过滤、洗涤、干燥、称量，她用如图2所示的装置进行实验，图中的三处错误是：用烧杯直接向漏斗内倒液体；液面高于滤纸边缘；漏斗的下端在烧杯的中央．

解答：解：（1）如果用双氧水制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气；观察导气管口是否有连续的气泡出现，该实验操作的目的是：检查装置的气密性；故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；检查装置的气密性；
（2）由表格数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是得到相同质量的氧气所需要的时间；若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；将实验②反应后的固体经提纯分离仍得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，加入氯酸钾固体加热，一会儿就有气泡冒出，说明氧化铜还能作氯酸钾的催化剂；设计实验③和实验②对比的目的是：比较氧化铜和二氧化锰哪个催化效果更好；故答案为：①得到相同质量的氧气所需要的时间；②小；③加入氯酸钾固体加热，一会儿就有气泡冒出；比较氧化铜和二氧化锰哪个催化效果更好；
（3）根据表格数据分析过氧化氢溶液的浓度对反应速度有怎样的影响：过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速度越快；二氧化锰不溶于水，因此采用过滤、洗涤、干燥、称量，她用如图2所示的装置进行实验，图中的三处错误是：用烧杯直接向漏斗内倒液体；液面高于滤纸边缘；漏斗的下端在烧杯的中央；故答案为：①过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速度越快；②过滤；用烧杯直接向漏斗内倒液体；液面高于滤纸边缘；漏斗的下端在烧杯的中央

点评：本考点主要考查气体的制取装置和收集装置的选择、影响化学反应速度的因素，同时也考查了化学方程式的书写和混合物的分离方法等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．