Question

【題目】在老師的指導下，同學們進行了有趣的化學實驗探究：

(一)測定空氣中氧氣含量

如圖所示的是小亮同學用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。過程是：

第1步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．

第2步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．

第3步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5．請回答下列問題：

①第2步化學符號表達式_______________。

②實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，其原因可能是（_____）

A.集氣瓶底部水占了一部分體積 B.紅磷過少

C.沒有完全冷卻就打開了止水夾并計數 D.漏氣

③小博同學對實驗進行反思后，提出了改進方法(如圖所示)，小博在正式開始實驗前，夾緊彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到活塞返回至20mL刻度處．該操作的主要目的是_______________，你認為改進后的優點是________________ 。

(二)小余閱讀課外資料得知：雙氧水分解除了用二氧化錳(MnO2)還可用氧化銅(CuO)等物質作催化劑，于是他對氧化銅產生了探究興趣．

(提出問題)氧化銅是否也能作氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果更好？

(設計實驗)小余以生成等體積的氧氣為標準，設計了下列三組實驗(其它可能影響實驗的因素均忽略)

實驗序號	氯酸鉀質量	其他物質質量	待測數據
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO 0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

上述實驗應測量的“待測數據”是_______ ．

②若實驗②比實驗①的“待測數據”________(填“大”或“小”)，說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解．

③將實驗②反應剩余的固體取出后經洗滌、干燥，再次精確稱量得到0.5g黑色粉末，這樣做的目的是______，小余同學認為氧化銅肯定是氯酸鉀分解的催化劑，但小淳同學對此提出了異議，小淳同學設計了如下實驗：將第二次精確稱量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸鉀混合放入試管中，加熱，伸入帶火星木條，發現木條很快復燃．小淳同學這樣做目的是__________，

(預期結論)氧化銅也能作氯酸鉀的催化劑．

(評價設計)你認為小余設計實驗③和實驗②對比的目的是____；寫出實驗②反應的表達式_____

(三)有趣的改進實驗

利用如圖裝置進行“硫燃燒”的實驗：用氣卿(能不斷鼓入空氣的裝置)不斷地向彎型具支試管中鼓入空氣，同時用酒精燈給硫粉加熱至燃燒，移去酒精燈，可觀察到微弱的淡藍色火焰；然后停止鼓入空氣，再用酒精燈給高錳酸鉀加熱，使硫在純氧中繼續燃燒，觀察到________火焰．

寫出實驗中硫磺燃燒的化學反應表達式：_____．該實驗裝置的主要優點是在消除有害氣體對環境污染的前提下有利于_____ ．你推斷燒杯中的氫氧化鈉溶液的作用是______ ．

Answer 1

【答案】4P+5O2—2P2O5 BCD 檢查裝置氣密性 能夠防止燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的氣體受熱膨脹部分逸出，使實驗結果不準確，同時操作更簡單 產生相同體積的氧氣所消耗的時間 小 驗證氧化銅在反應前后的質量是否改變 驗證氧化銅在反應前后的化學性質是否改變 比較氧化銅和二氧化錳的催化效果 2KClO32KCl+3O2↑ 藍紫色 S+O2SO2 對比硫在空氣和氧氣中燃燒的情況 吸收反應生成的二氧化硫

【解析】

（一）①第2步紅磷燃燒時反應的化學符號表達式4P+5O2—2P2O5；

②紅磷過少，沒有將氧氣反應完；漏氣；沒有完全冷卻就打開了止水夾并計數，瓶內壓強較大，水進入的少，都會進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5；

③該操作的的優點是：避免了燃燒匙伸入集氣瓶中時導致的氣體膨脹逸出，實驗結果更準確，同時避免了五氧化二磷向空氣中擴散，更環保，操作更簡單

（二）①通過收集相等體積的氣體需要的時間長短可以判斷反應速率的快慢，故上述實驗應測量的“待測數據”是時間；

②若實驗②比實驗①的時間小，說明收集相等體積的氣體時②需要時間短，進一步說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解；

③催化劑反應前后質量不變，氧化銅質量不變可能是催化劑；催化劑反應前后化學性質不變，將第二次精確稱量得到的0.5g黑色粉未和1.2g氯酸鉀混合放入試管中，加熱，伸入帶火星木條發現木條很快復燃，這樣做目的是驗證反應前后氧化銅化學性質不變。

（評價設計）實驗3和實驗2對比的目的是驗證氧化銅和二氧化錳的催化效果，實驗2中，氯酸鉀在氧化銅的催化作用下受熱分解生成氧化鉀和氧氣，反應的化學方程式為2KClO32KCl+3O2↑

（三）用酒精燈給高錳酸鉀加熱，使硫在純氧中繼續燃燒，觀察到明亮的藍紫色火焰；實驗中硫磺燃燒的化學方程式為S+O2SO2；該實驗裝置的主要優點是在消除有害氣體對環境污染的前提下有利于進行硫粉在空氣和氧氣中燃燒的對比實驗；氫氧化鈉可以和二氧化硫反應，故燒杯中的氫氧化鈉溶液的作用是吸收二氧化硫。