Question

【题目】某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步探究。

（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。

（进行实验）

①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当_________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。

②用排水法收集氧气：氧气能用排水法收集的原因是____，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验3次并记录数据。

氧气的收集方法	向上排空气法			排水法
氧气的体积分数/%	79.7	79.6	79.9	90.0	89.8	89.3
氧气的平均体积分数/%	79.7			89.7

（实验分析）不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是__________。

（2）用过氧化氢溶液制氧气，探究不同催化剂催化过氧化氢分解的效果。

（查阅资料）

①MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S对过氧化氢的分解均具有催化作用。

②海藻酸钠可以作为催化剂的载体支架，形成负载不同催化剂的海藻酸钠微球。

（进行实验）

①制备五种负载不同催化剂（MnO2、Cr2O3、Fe2O3、CuO、S）的海藻酸钠微球，每个微球大小相同，且负载催化剂的质量相等。

②取30粒负载某种催化剂的海藻酸钠微球与20mL质量分数为5%的过氧化氢溶液，在锥形瓶中迅速混合发生反应，实验装置如图1，采集200s内压强数据，绘制曲线如图2。

（实验分析）

①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是_________。

②本实验中，通过一段时间内______来反映生成氧气的快慢。

③本实验中，负载MnO2的微球显示了良好的催化效果，60s时竟将橡皮塞弹飞，在图2中对应的曲线是_______（填“a”或“b”）；负载_______的微球催化效果较好，反应温和；负载Fe2O3、Cr2O3的微球催化效果一般；负载_______的微球催化能力最弱。

Answer 1

【答案】木条复燃 氧气不易溶于水，不与水反应 收集到的氧气中混有水蒸气 确保催化剂的质量一致 压强的变化 a CuO S

【解析】

（1）

进行实验：①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当木条复燃时证明氧气集满；②氧气不易溶于水，且不与水反应，故能用排水法收集；

实验用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是氧气中混有水蒸气；

（2）

实验

①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是确保催化剂的质量一致，排出质量对催化效果的影响；

②由题目可知，本实验中，通过一段时间内压强的变化来反映生成氧气的快慢；

③本实验中，负载MnO2的微球显示了良好的催化效果，即在短时间内压强变化明显，故在图2中对应的曲线是a；由图像可知，负载CuO的微球催化效果较好，反应温和；由图像可知，负载S的微球催化能力最弱。