Question

17．實驗室制取氧氣所需裝置如圖所示，回答下列問題：

（1）寫出儀器名稱：b集氣瓶．
（2）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時，其反應的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，選用的發生裝置是B（填序號），實驗結束后裝置內得到的物質屬于混合物（填“純凈物”或“混合物”）．若制得1.6g氧氣，此過程消耗了過氧化氫溶液共42.5g，則此過氧化氫溶液的溶質質量分數是8%．
（3）堿式碳酸銅是一種綠色粉末，受熱條件下發生的反應：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，若將干燥的堿式碳酸銅放入A（填序號）裝置進行反應，可觀察到試管內的實驗現象有綠色粉末變為黑色、試管口處有小水珠．
（4）某興趣小組查閱資料知：氧化鐵也可以作雙氧水制取氧氣的催化劑，那么氧化鐵和二氧化錳這兩種物質哪一種更適合呢？他們在探究二氧化錳、氧化鐵對過氧化氫分解速率的影響時，他們在控制變量的問題上提出了不同的觀點，你認為其中正確的是ABC（多選）．
A．雙氧水的濃度一定相同 
B．催化劑的質量一定相同
C．反應前雙氧水的溫度一定相同 
D．反應容器的容積一定相同．

Answer 1

分析 （1）認識常用實驗儀器；
（2）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，據反應原理書寫方程式，反應后裝置內物質是混合物；并據氧氣質量計算過氧化氫的質量，并計算溶質的質量分數；
（3）加熱堿式碳酸銅屬于固體加熱型，故選裝置A，并據生成物判斷現象；
（4）對應實驗影響因素的探究，要注意變量的控制，注意要讓除探究要素（本題就是研究不同的催化劑的影響）所以除催化劑種類不同之外，其他都應該是相同的．

解答 解：（1）儀器b是集氣瓶；
（2）過氧化氫溶液是液態，二氧化錳是固態，反應是在常溫下進行的，故選裝置B來制取氧氣；過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣，反應的方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；實驗后裝置內是水和二氧化錳組成的混合物；
設過氧化氫溶液中溶質的質量是x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68                             32
x                               1.6g
$\frac{68}{32}$=$\frac{32}{1.6g}$
  x=3.4g
則過氧化氫溶液中溶質的質量分數是：$\frac{3.4g}{42.5g}$×100%=8%；
（3）堿式碳酸銅是一種綠色粉末，受熱條件下發生的反應：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，故選裝置A，將干燥的堿式碳酸銅放入A裝置進行反應，可觀察到試管內綠色粉末變為黑色，試管口處有小水珠；
（4）A、（過氧化氫溶液中溶質的質量分數一定相同）和C（反應前過氧化氫溶液的溫度一定相同）都是反應物的要素，應該相同．
B（催化劑的質量一定相同）是催化劑的控制，其實更嚴謹的說法是催化劑的質量相同的同時也要注意催化劑的狀態也要相同，比如都是粉末，粉末顆粒要相同．D反應容器的容積是可以是不同的．
故答案為：
（1）集氣瓶；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；B；混合物；8%；
（3）A；綠色粉末變為黑色；
（4）ABC．

點評 本題考查內容較多，綜合性強，了常用氣體的發生裝置和收集裝置的選取方法．實驗室制取氣體的發生裝置應根據反應物的狀態和反應發生的條件來確定．并能回憶實驗中現象，由實驗中的注意事項，對實驗結果進行評價，從而理解該實驗探究目的．對實驗結果進行評價．