人類的生存離不開氧氣,某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣的系列探究實(shí)驗(yàn)。
(1)探究一:某同學(xué)稱取15.8g高錳酸鉀(KMnO
4)放在大試管中,將溫度控制在250℃加熱制取氧氣(O
2),理論上,該同學(xué)最多能收集到氧氣(O
2)的質(zhì)量為
1.6
1.6
g。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣(O
2)量大于理論產(chǎn)量,針對這一現(xiàn)象,同學(xué)們進(jìn)行了如下探究:
【提出猜想】
猜想Ⅰ:反應(yīng)生成的二氧化錳(MnO
2)分解放出氧氣(O
2)
猜想Ⅱ:反應(yīng)生成的錳酸鉀(K
2MnO
4)分解放出氧氣(O
2)
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分為兩組,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):
①第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO
2,在250℃條件下加熱一段時(shí)間,冷卻后測得MnO
2的質(zhì)量不變。則猜想
Ⅰ
Ⅰ
錯(cuò)誤。
②第二組同學(xué)取K
2MnO
4在250℃條件下加熱,沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是
用一根帶火星的木條伸進(jìn)容器內(nèi),木條復(fù)燃
用一根帶火星的木條伸進(jìn)容器內(nèi),木條復(fù)燃
。
③下列加熱高錳酸鉀制取氧氣的部分操作示意圖中,正確的是
A
A
。
(2)探究二:以下是某小組探究影響過氧化氫(H
2O
2)溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
H2O2溶液濃度% |
H2O2溶液體積mL |
溫度/℃ |
MnO2的用量g |
收集氧氣的體積/mL |
反應(yīng)所需的時(shí)間/s |
① |
5 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
③ |
30 |
5 |
35 |
0 |
2 |
49.21 |
④ |
30 |
5 |
55 |
0 |
2 |
10.76 |
①通過實(shí)驗(yàn)①和②對比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與
過氧化氫的濃度
過氧化氫的濃度
有關(guān);從實(shí)驗(yàn)③和④對比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是
溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快
溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快
。
②如果要證明MnO
2是該反應(yīng)的催化劑,還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn)(不需寫出具體步驟)
證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變
證明二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變
;
證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變
證明二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變
。
(3)探究三:某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
已知:在空氣中,溫度超過40℃,白磷(化學(xué)符號(hào)為P)就可以自燃,即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷。
如圖是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。主要操作:在實(shí)際容積為150mL的集氣瓶里,先裝進(jìn)50mL的水,再按圖連好儀器,按下熱的玻璃棒,白磷立即被點(diǎn)燃。
①請寫出白磷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
②白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中,瓶內(nèi)水面的變化是
先下降后上升
先下降后上升
;若實(shí)驗(yàn)非常成功,最終集氣瓶中水的體積約為
70
70
mL。
③集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水,在實(shí)驗(yàn)過程中起到哪些作用?
ABC
ABC
(填寫序號(hào),可以多選)。
A.加快集氣瓶冷卻
B.液封導(dǎo)氣管末端,防止氣體受熱逸出
C.緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高