16.人類的生存離不開氧氣,某?;瘜W興趣小組的同學在老師的指導下做了有關氧氣的系列探究實驗。
(1)探究一:某同學稱取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,該同學最多能收集到氧氣(O
2)的質量為
g。實驗結束時,發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣(O
2)量大于理論產量,針對這一現(xiàn)象,同學們進行了如下探究:
【提出猜想】
猜想Ⅰ:反應生成的二氧化錳(MnO
2)分解放出氧氣(O
2)
猜想Ⅱ:反應生成的錳酸鉀(K
2MnO
4)分解放出氧氣(O
2)
【實驗驗證】同學們分為兩組,分別進行以下實驗:
①第一組同學取一定質量的MnO
2,在250℃條件下加熱一段時間,冷卻后測得MnO
2的質量不變。則猜想
錯誤。
②第二組同學取K
2MnO
4在250℃條件下加熱,沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論。該組同學選擇的實驗方法是
。
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
。
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(2)探究二:以下是某小組探究影響過氧化氫(H
2O
2)溶液反應速率部分因素的相關實驗數(shù)據(jù)。
實驗序號 |
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 |
反應所需的時間/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通過實驗①和②對比可知,化學反應速率與
有關;從實驗③和④對比可知,化學反應速率與溫度的關系是
。
②如果要證明MnO
2是該反應的催化劑,還要補做2個實驗(不需寫出具體步驟)
;
。
(3)探究三:某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣含量的測定實驗進行探究。
已知:在空氣中,溫度超過40℃,白磷(化學符號為P)就可以自燃,即和氧氣反應生成五氧化二磷。
如圖是“空氣中氧氣體積分數(shù)測定”實驗的改進裝置。主要操作:在實際容積為150mL的集氣瓶里,先裝進50mL的水,再按圖連好儀器,按下熱的玻璃棒,白磷立即被點燃。
①請寫出白磷與氧氣反應的化學方程式
。
②白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中,瓶內水面的變化是
;若實驗非常成功,最終集氣瓶中水的體積約為
mL。
③集氣瓶里預先裝進的50mL水,在實驗過程中起到哪些作用?
(填寫序號,可以多選)。
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A.加快集氣瓶冷卻
B.液封導氣管末端,防止氣體受熱逸出
C.緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高