Question

從事科學實驗的重要環節是進行科學實驗設計．科學實驗的正確步驟應為：
①明確實驗目的；②收集有關資料；③設計合理方案；④進行科學實驗．請你按照以上四個步驟，完成以下實驗設計，根據如圖回答問題：
（1）在實驗室中用過氧化氫（H₂O₂）制取氧氣．

①【明確實驗目的】：用過氧化氫在實驗室里制取氧氣．
②【收集有關資料】過氧化氫是一種無色液體，在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，其反應的化學方程式為：

 

．
③【設計合理方案】：發生裝置選用

 

（填序號，下同），收集裝置選用

 

．
④【進行科學實驗】：…
（2）在實驗室中，可以用加熱氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳固體混合物制取氧氣．
①【明確實驗目的】：

 

．
②【收集有關資料】：氯酸鉀是白色的固體，二氧化錳是黑色的固體．且二氧化錳在反應中起

 

作用．
③設計合理方案：發生裝置選用

 

，若選用D收集裝置收集氧氣，你驗證集氣瓶中是否已收集滿的方法是

 

．
④【進行科學實驗】：…
（3）研究小組還對用過氧化氫制取氧氣時溶液濃度、催化劑的種類等實驗條件進行了探究．
下表選取了部分實驗數據：用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間

濃度 時間 條件	30% H2O2	15% H2O2	5% H2O2
加入a g MnO2	0.2分鐘	0.8分鐘	2.0分鐘
加入a g Fe2O3	7.0分鐘	9.0分鐘	16.0分鐘

問題：從上表中能得出哪些結論？（只任寫一條即可）

 

．

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,氧氣的收集方法,催化劑的特點與催化作用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
氧氣的密度比空氣大，不易溶于水；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣；
氧氣能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；
（3）根據表中提供的數據，可以判斷相關方面的問題．

解答：解：（1）②過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，迅速分解出氧氣，同時生成水，反應的化學方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
利用過氧化氫分解制取氧氣不需要加熱，應該用A裝置作為發生裝置；
 因為氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，即用D裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用C裝置收集．
故填：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；A；C或D．
（2）①【明確實驗目的】：用加熱氯酸鉀和二氧化錳的方法在實驗室里制取氧氣．
故填：用加熱氯酸鉀和二氧化錳的方法在實驗室里制取氧氣．
②氯酸鉀是白色的固體，二氧化錳是黑色的固體．且二氧化錳在反應中起催化作用．
故填：催化．
③利用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣時需要加熱，應該用B裝置作為發生裝置；
若選用D收集裝置收集氧氣，驗證集氣瓶中已收集滿的方法是：把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明已經收集滿．
故填：B；把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明已經收集滿．
（3）分析表中數據可知，其它條件相同時，過氧化氫溶液的濃度越大，反應速率越快，二氧化錳比氧化鐵的催化效果好．
故填：其它條件相同時，過氧化氫溶液的濃度越大，反應速率越快．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．