Question

現有如圖所示的下列實驗裝置．回答問題：

（1）儀器①的名稱是______；儀器②的一種用途是______．
（2）若用氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制氧氣，反應方程式為______；可選用的發生裝置和收集裝置分別是______、______（填寫序號）．
（3）質量分數為5%的醫用雙氧水在常溫下難分解；但在雙氧水溶液中加入鐵銹，就會迅速分解．
【提出問題】鐵銹能否起到類似MnO₂的催化劑作用呢？
【猜想】Ⅰ：鐵銹不是催化劑、也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變；
Ⅱ：鐵銹參與反應產生O₂，反應前后質量和化學性質發生了改變；

Ⅲ：鐵銹是該反應的催化劑，反應前后______．
【實驗】用天平稱量0.2g鐵銹，取5mL5%的雙氧水于試管中，進行如下實驗：
填寫下表：

步驟③現象	步驟⑥結果	結論
有氣泡冒出；帶火星的木條復燃．	______	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立； 猜想Ⅲ成立．

步驟①的目的是______；步驟④需用到的實驗儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、______．
【拓展】要探究步驟⑤得到的固體的某一化學性質，你設計的另一簡單的實驗是______（包括實驗操作、現象和結論）．

Answer 1

解：（1）根據常用儀器的名稱和用途可知：儀器①是試管，②是集氣瓶，集氣瓶的主要作用是收集或貯存氣體；
故答案為：試管； 收集或貯存氣體；
（2）氯酸鉀在二氧化錳作催化劑、加熱的條件下生成氯化鉀和氧氣，方程式是2KClO₃2KCl+3O₂↑；氯酸鉀受熱生成氧氣，屬于“固體加熱型”，故選發生裝置A，氧氣的密度比空氣大且不易溶于水，所以可用向上排空氣法和排水法收集；
故答案為：2KClO₃2KCl+3O₂↑； A； D 或F；
（3）根據題意：鐵銹是該反應的催化劑，根據催化劑的特點“一變兩不變”，所以其質量和化學性質在反應前后不變，其質量仍為0.2g，步驟①的目的是與③對比，研究鐵銹是否改變化學反應速率；過濾用到的儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒；氧化鐵可與還原性物質發生反應，還可與稀鹽酸或稀硫酸反應，相比之下，與酸的反應簡單易行，而與還原性物質要在加熱或高溫條件下進行，所以可取適量固體放于試管，然后倒入稀鹽酸，若固體溶解，溶液變為黃色，說明氧化鐵與稀鹽酸可反應；
故答案為：
質量和化學性質不變；
鐵銹的質量仍為0.2 g；
與步驟③對比； 玻璃棒； 取適量固體放于試管，然后倒入稀鹽酸，若固體溶解，溶液變為黃色，說明氧化鐵與稀鹽酸可反應．
分析：（1）根據常用儀器的名稱和用途進行分析；
（2）根據氯酸鉀分解的反應原理書寫方程式，氯酸鉀受熱生成氧氣，屬于“固體加熱型”，再依據氧氣的密度和溶解性選擇收集裝置；
（3）根據催化劑的特點“一變兩不變”（即在反應中能改變化學反應速率，而本身的質量和化學性質不變）分析解答；步驟①的目的是與③對比，研究鐵銹是否改變化學反應速率；過濾用到的儀器有鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒；根據鐵銹的主要成分是氧化鐵，結合題意及氧化鐵的化學性質設計實驗．
點評：本題綜合性較強，既考查了裝置的選取，方程式的書寫，還考查了對于催化劑概念的理解，氧化鐵的化學性質等知識，能很好的考查學生對知識的理解和應用．