Question

【題目】從事科學實驗的重要環(huán)節(jié)是進行科學實驗設計�？茖W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(jù)下圖回答問題：

（1）在實驗室中用過氧化氫（H2O2）制取氧氣。

[明確實驗目的]：用過氧化氫在實驗室里制取氧氣。

[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，其反應的文字表達式或化學方程式為：_____。

[設計合理方案]：發(fā)生裝置選用_____（填序號，下同），收集裝置選用_____。

[進行科學實驗] ①分液漏斗中應放入的物質(zhì)是_____，錐形瓶中應放入的物質(zhì)是_____。

②要收集一瓶純凈的氧氣應選擇上圖中的裝置_____（填字母）

③某同學在觀察到錐形瓶內(nèi)有大量氣泡時，開始用C裝置收集氧氣，過一斷時間后用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見木條復燃。其原因是_____。

④若實驗時用此法代替高錳酸鉀加熱制氧氣，優(yōu)點是_____（填序號）

A 生成物中只有氧氣 B 不需加熱 C 需加熱

⑤裝置A中反應劇烈，據(jù)此提出實驗安全注意事項是（____）

A 改用分液漏斗控制液體的滴加速度 B 用體積小的錐形瓶 C 加熱反應物

（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_____。反應原理（表達式）_____；

③設計合理方案：發(fā)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_____。

Answer 1

【答案】過氧化氫水+氧氣(2H2O22H2O+O2↑) A C或D 雙氧水 二氧化錳 C 氣密性不好 B A 在實驗室用氯酸鉀制取氧氣 作催化劑 氯酸鉀氯化鉀+氧氣 B 將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，則已集滿

【解析】

（1）過氧化氫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：2H2O2 2H2O+O2↑（文字表達式為：過氧化氫水+氧氣）；

[設計合理方案]：發(fā)生裝置選用固液常溫型A，氧氣的密度比空氣的大，可以用向上排空氣法收集，收集裝置選用D，氧氣難溶于水，可用排水法收集，收集裝置選用C；

[進行科學實驗] ①分液漏斗中應放入的物質(zhì)是過氧化氫溶液（雙氧水），錐形瓶中應放入的物質(zhì)是二氧化錳；

②要收集一瓶純凈的氧氣，應選擇上圖中的裝置C，因排水法收集氣體較純；

③某同學在觀察到錐形瓶內(nèi)有大量氣泡時，開始用C裝置收集氧氣，過一斷時間后用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見木條復燃。其原因可能是裝置的氣密性不好，導致沒有收集到氣體；

④若實驗時用此法代替高錳酸鉀加熱制氧氣，優(yōu)點是：不需加熱，操作簡單、節(jié)約能源，故選B；

⑤裝置A中反應劇烈，據(jù)此提出實驗安全注意事項是改用分液漏斗控制液體的滴加速度，進而控制反應速率，用體積小的錐形瓶、加熱反應物易導致瓶內(nèi)壓強增大而使裝置爆炸，故選A；

（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]：在實驗室用氯酸鉀制取氧氣；

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做催化劑。反應原理：氯酸鉀氯化鉀+氧氣 ；

③設計合理方案：發(fā)生裝置選用固-固加熱型B，若選用D收集裝置收集氧氣，氧氣有助燃性，能使帶火星的木條復燃，驗證集氣瓶中是否已收集滿的方法是：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，則已集滿氧氣。