某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
【提出问题】①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?
【设计并完成实验】I、将 3.0g 氯酸钾放在试管中加热
II、将 3.0g 氯酸钾与 1.0g 二氧化锰均匀混合加热
III、将 Xg 氯酸钾与 1.0g 氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】III 中 X 的值应为 ▲ 。
将实验 I 和 III 比较可证明 ▲
将实验反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到 1.0g 黑色粉末,再将黑色粉末和 Xg 氯酸钾混合加热, 现象与实验 III 相同,此步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 ▲ 和 ▲ 都不变。
【结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。请写出实验 III 中的化学反应的文字表达式:
▲
【实验反思】实验 II 和 III 对比是为了证明 ▲
【提出问题】②双氧水分解速度还和什么因素有关。
【设计并完成实验】
双氧水的质量 | 双氧水的浓度 | MnO2 的质量 | 相同时间内产生 O2 体积 | ||
I | 50.0g | 1% | 0.1g | 9mL | |
II | 50.0g | 2% | 0.1g | 16mL | |
III | 50.0g | 4% | 0.1g | 31mL | |
|
|
A B C
【结论】根据上表可知:在相同条件下,双氧水的浓度越大,双氧水分解得越 ▲ (填“慢”或“快”)
【实验现象分析】 III 中 X 的值应为 3.0 。
将实验 I 和 III 比较可证明 氧化铜能否改变氯酸钾分解的速率 ,
质量 , 化学性质 。
【结论】实验 III 中的化学反应的文字表达式: 略 ;
【实验反思】实验 II 和 III 对比是为了证明 氧化铜对氯酸钾的催化效果是否比二氧化锰更好;
【设计并完成实验】 B ;
【结论】 快 。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O2![]() |
2KMnO4![]() |
发生装置 | 固液常温型![]() |
固体加热型![]() |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集![]() | |
整体装置图 | ![]() |
![]() |
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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