21.Ⅰ.氧氣是一種重要的物質(zhì),某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量。
(1)【常規(guī)測(cè)定】如圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒來(lái)測(cè)定的方法。
①寫(xiě)出紅磷燃燒的化學(xué)方程式:
。
②實(shí)驗(yàn)完畢,若進(jìn)入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶中原空氣總體積的,你認(rèn)為導(dǎo)致這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是
(寫(xiě)一條)。
(2)【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】小華同學(xué)經(jīng)過(guò)思考,沒(méi)有使用止水夾,設(shè)計(jì)出了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
①經(jīng)檢查,裝置的氣密性良好。
②在集氣瓶里裝進(jìn)a體積的水,燃燒匙里放一塊白磷(40℃時(shí)白磷即可燃燒),按圖2連接儀器,然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱(注:集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已接近瓶底)。
③把預(yù)先加熱過(guò)的玻璃棒向下按,并與白磷接觸,觀察到白磷立即著火燃燒,現(xiàn)象為
(注:白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物、現(xiàn)象均相同)。
④待集氣瓶完全冷卻至室溫,量出集氣瓶中水的體積是b,整個(gè)集氣瓶的體積是c。從白磷開(kāi)始燃燒到最后熄滅的過(guò)程中,集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化現(xiàn)象是
(填字母序號(hào))。
A.上升
B.下降
C.先上升后下降
D.先下降后上升
⑤根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù),計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。已知c=60mL,a=10mL,b=19mL,得出結(jié)論,氧氣的體積分?jǐn)?shù)為
。
Ⅱ.有A、B兩組興趣小組對(duì)催化劑進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。
(一)興趣小組A組對(duì)KClO3分解反應(yīng)的催化劑進(jìn)行研究,在相同的加熱條件下,用如圖裝置完成表中實(shí)驗(yàn):
編號(hào) |
KClO3質(zhì)量/g |
催化劑 |
催化劑質(zhì)量/g |
收集50mLO2所需時(shí)間/s |
實(shí)驗(yàn)1 |
5 |
﹣ |
﹣ |
171 |
實(shí)驗(yàn)2 |
5 |
MnO2 |
0.5 |
49 |
實(shí)驗(yàn)3 |
5 |
Fe2O3 |
0.5 |
58 |
實(shí)驗(yàn)4 |
5 |
KCl |
0.5 |
154 |
(1)設(shè)置實(shí)驗(yàn)1的目的是
。
(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)2中KClO
3分解的化學(xué)方程式:
。產(chǎn)生1.5mol的氧氣需要分解KClO
3的物質(zhì)的量為
。
(3)由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4可知,KCl
(填“有”或“無(wú)”)催化作用。維持加熱條件不變,用實(shí)驗(yàn)1再繼續(xù)收集50mLO
2,所需時(shí)間明顯少于171s,解釋原因
。
(4)要比較KClO
3分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果,除了測(cè)量收集50mLO
2所需時(shí)間外,還可以測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)
。
(二)興趣小組B組選擇按圖1所示裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)傾斜錐形瓶使過(guò)氧化氫溶液與催化劑接觸,瓶?jī)?nèi)氣壓的變化如圖2所示。
(5)對(duì)比分析圖2中的
兩點(diǎn)(填字母符號(hào)),可知化學(xué)反應(yīng)速率與催化劑的種類(lèi)有關(guān)。
(6)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,上述兩個(gè)反應(yīng)雖化學(xué)反應(yīng)速率不同,但完全反應(yīng)后兩個(gè)裝置內(nèi)壓強(qiáng)相同,請(qǐng)從催化劑的角度解釋原因是
。