Question

15．制取氧氣是初中化學重要的實驗之一，興趣小組進行如下探究．
探究一氧氣的制取

（1）a 儀器名稱：長頸漏斗；C 圖操作的名稱檢查氣密性．
（2）用氯酸鉀制取氧氣選擇的發(fā)生裝置是B，（填序號） 寫出該反應的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
探究二催化劑的選擇 研究表明，許多金屬氧化物對氯酸鉀有催化作用．分別用下列金屬氧化物作化 劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應和反應劇烈時的溫度如表所示：

	氧化鐵	氧化鋁	氧化銅	氧化鎂
開始反應	420	515	305	490
劇烈反應	490	540	350	545

（3）上述實驗中，從溫度對反應催化效果來看，最好選用氧化銅作催化劑．
（4）加熱氫氧化銅固體可制得氧化銅和一種常見液體物質(zhì)，寫出該反應的化學方 程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
探究三氧化銅與二氧化錳的催化效果進行比較
用圖2裝置進行實驗，實驗均以生成 25mL 氣體為準，可能影響實驗的因素 均已忽略，相關裝置和數(shù)據(jù)見表：

實驗序號	KClO3質(zhì)量	催化劑質(zhì)量	待測數(shù)據(jù)
①	2.45g		a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
③	2.45g	0.51gCuO	c

（1）上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”指時間．
（5）實驗①的作用對比，上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”是收集25mL氧氣的時間．若 b＞c，（填“＞”、“=”或“＜”）可知在某溫度下氧化銅對氯酸鉀分解效果更好．

Answer 1

分析 探究一（1）根據(jù)常用儀器的名稱和用途分析回答；根據(jù)C 圖操作的特點進行分析；
（2）根據(jù)用氯酸鉀制氧氣就需要加熱選擇發(fā)生裝置即可；根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用和加熱的條件下，受熱分解能生成氯化鉀和氧氣寫出反應的化學方程式即可；
（3）從表中可以看出氧化銅在作催化劑時，開始的溫度與劇烈反應時的溫度是四種物質(zhì)中最低的；
（4）根據(jù)氫氧化銅加熱生成氧化銅和水寫出反應的化學方程式即可；
（1）（5）要證明一種物質(zhì)是某反應的催化劑需證明三個方面：改變化學反應速度、反應前后質(zhì)量不變，化學性質(zhì)不變；根據(jù)探究催化劑性質(zhì)的對比實驗分析；

解答 解：（一）（1）由圖示可知，標號儀器a是長頸漏斗；C圖操作的名稱是檢查氣密性．
（2）用氯酸鉀制氧氣就需要加熱，故選擇B裝置為發(fā)生裝置；氯酸鉀在二氧化錳的催化作用和加熱的條件下，受熱分解能生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）不用二氧化錳時選擇氧化銅作催化劑時，開始的溫度與劇烈反應時的溫度是四種物質(zhì)中最低的，是條件最容易達到的．
（4）氫氧化銅加熱生成氧化銅和水，反應的化學方程式為：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
（1）證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，并與二氧化錳的催化效果進行比較，對比實驗一定要控制變量，此實驗中應控制氯酸鉀質(zhì)量、氣體的體積、氧化銅與二氧化錳的質(zhì)量相等，可變的量是生成等體積（25mL）氣體所需用的時間．
（5）實驗①的作用為對比，可通過對比實驗探究不同催化劑的效果；上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”是收集 25mL 氧氣所用的時間；若 b 大于c，可知在某溫度下氧化銅對氯酸鉀分解效果更好．
故答案為：探究一：（1）長頸漏斗；（1 分）檢查氣密性；（2）B；2KClO₃ $\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；（3）氧化銅；（4）Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；（1）時間；（5）對比；收集 25mL 氧氣的時間；＞．

點評 本題綜合考查氣體的實驗室制法原理和裝置選擇，同時設計實驗時要注意變量唯一，催化劑有“一變兩不變”，必須三個方面都證明才可以．