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现有如图装置
①药品选择:下列物质中不能作为制取氧气反应物的是(填标号),原因是
A 水
B 过氧化氢
C 氯化钾
D 高锰酸钾( KMnO4)
②实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净氧气,应选择的发生装置和收集装置分别是(填标号, 下同)和。
③高锰酸钾制取氧气实验中出现了下列异常现象,请你分析其原因:
现象
原因
水槽中水呈紫红色
Ⅰ:
水被倒吸沿导管进入试管中
Ⅱ:
实验二 氯酸钾制取氧气
实验編号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二氧化锰与氯酸钾的质量比
1:20
1:10
1:6
1:5
1:4
1:3
1:2
2:3
1:1
3:2
生成200mL氧气时间/秒
235
186
162
147
133
117
143
160
211
244
请回答下列问题:
①实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的文字表达式
②分析上述数据,利用此法制取氧气,二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为
③当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳比时,反应速率变低的原因是(填标号)。
A 反应物含量过低,温度不易达到反应温度
B 催化剂与氯酸钾接触面积减小
C 二氧化锰不起催化作用
实验三 探究过氧化氢 制取氧气的适宜催化剂
I.用MnO2、CuO、Fe2O3、 Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球备用。
Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用如图装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到如图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因
②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是
③从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是
试验编号
氯酸钾质量/g
催化剂
催化剂质量/g
收集50mL氧气所需时间/s
171
X
二氧化锰
0.5
49
氧化铁
58
氯化钾
154
(提出问题)①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
(查阅资料)研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
种类
温度/℃
反应程度
氧化铝
氧化铜
氧化镁
开始反应
420℃
515℃
305℃
490℃
剧烈反应
540℃
350℃
545℃
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
(实验现象分析)
Ⅲ中X的值应为,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明。实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、、洗涤、干燥,然后进行称量的目的是,最后还要再将黑色粉末和混合加热,
(设计并完成实验)利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
(讨论交流)
图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出。
图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出。
(提出问题)氧化铁能不能作为过氧化氢溶液分解的催化剂呢?
(作出猜想)氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂。
(实验验证)同学们设计了实验装置并进行了气体的制取和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准,相关实验数据记录如下表:
实验序号
过氧化氢溶液浓度%
过氧化氢溶液体积mL
过氧化氢溶液温度℃
氧化铁质量g
收集40mL氧气所用时间s
①
20
0
128
②
28
③
15
④
50
55
请回答下列问题:
①若用排空气法收集氧气时,气体应从F装置的 选填“左”或“右”,下同)端通入;②若用排水法收集氧气时,瓶内先装满水,气体应从端通入;若再用水将装置中的氧气排出进行实验时,水应从端通入.
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