Question

下面是實驗室制取氧氣的裝置圖，根據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，密度比空氣小．NH₃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]
學校化學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	實驗現象	實驗結論
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]經過討論，有的同學認為只有上述兩個證據，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在反應前后質量是否改變

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

干燥

，稱量；④對比反應前后Al₂O₃的質量．
[交流討論]如果Al₂O₃在反應前后質量不變，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．根據反應物的狀態及反應條件確定發生裝置，根據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）根據用高錳酸鉀制取氧氣的反應及注意的事項分析；
（5）根據D裝置的特點分析確定收集裝置的依據，根據氧氣的性質分析驗滿的方法；
（6）實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣，根據反應物的狀態及反應條件確定發生裝置，根據收集方法確定收集裝置；
（7）根據氣體的密度與空氣、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能否改變化學反應速率；二是探究反應前后該物質的質量是否改變；三是探究化學反應前后該物質的化學性質是否改變．

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裝置作發生裝置，由于氨氣密度比空氣小．NH₃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在反應前后質量是否改變．將實驗二反應后的物質進行過濾可得到Al₂O₃，必須經過洗滌、烘干后才稱量，減少實驗數據的誤差；
[提出新的問題]根據催化劑的定義，還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學性質在反應后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學反應速率，其質量和化學性質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	實驗現象	實驗結論
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在反應前后質量是否改變；實驗步驟]干燥；（5）Al₂O₃在反應前后質量是否改變；干燥[提出新的問題]Al₂O₃的化學性質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，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變．要探究一種物質能否作為化學反應的催化劑，必須同時具備上述特點．