Question

12．通過對化學的學習，你已經掌握了實驗室制取氣體的有關規(guī)律，請結合如圖1回答問題：

（1）用裝置A制氧氣．
①用裝置A制氧氣的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
②冬冬用AD相連制取和收集的氧氣，來做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，結果沒有觀察到劇烈燃燒，火星四射的現象．你認為下列不屬于該實驗失敗的主要原因是B．
A．氧氣不純　　B．集氣瓶沒預先裝少量水
C．鐵絲太粗　　D．系在鐵絲上的木柴燃燒盡了，才將鐵絲伸入集氣瓶
（2）同學們用二氧化錳催化過氧化氫溶液的方法制氧氣時，探究了影響化學反應速率的部分因素，實驗數據如下表：

實驗 序號	過氧化氫溶液濃度∕%	過氧化氫溶液體積∕m L	溫度∕℃	二氧化錳的用量∕g	收集氧氣的體積∕m L	反應所需的時間∕s
Ⅰ	5	1	20	0.1	4	16.75
Ⅱ	15	1	20	0.1	4	6.04
Ⅲ	30	5	35		2	49.21
Ⅳ	30	5	55		2	10.76

①二氧化錳催化過氧化氫溶液的方法制氧氣的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②通過實驗Ⅰ和Ⅱ對比可知，化學反應速率與反應物濃度有關；從實驗Ⅲ和Ⅳ對比可知，化學反應速率與溫度的關系是溫度越高，化學反應速率越快．
③化學反應的實質是微觀粒子相互接觸、碰撞的結果，化學反應速率與微觀粒子的概率有關．試從微觀角度解釋“反應物濃度越大，化學反應速率越快”的原因是粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快．
④用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣，為了減小反應速率，可加適量的水稀釋，產生氧氣的總質量是減小、不變還是增大呢？不變．
⑤學習了雙氧水制氧氣的實驗后，王林同學想起自己家里有一瓶消毒用的雙氧水，經查看發(fā)現已過期，他用實驗證明了這瓶雙氧水已經完全變質．請你猜想王林同學的實驗步驟是：取這瓶雙氧水放入試管中，加入適量二氧化錳，對應的實驗現象是沒有氣泡產生．
（3）實驗室常用硫化亞鐵的塊狀固體與稀鹽酸（液體）在常溫下反應制硫化氫氣體．硫化氫氣體是無色有刺激性氣味的有毒氣體，它的密度比空氣大，易溶于水．
①制取硫化氫時選用的發(fā)生裝置B或C．
②硫化氫氣體排放到空氣中會污染空氣．硫化氫氣體可被水吸收，用堿液（如NaOH溶液）吸收效果最好．收集硫化氫氣體時，應將n端（選填m、n、e、f）與圖2的g端（填g、h）相連．

Answer 1

分析 （1）根據裝置的特點來分析制取方法、根據實驗的現象來分析可能的原因；
（2）①過氧化氫分解產生氧氣和水，可以據此寫出該反應的化學方程式；
②比較表格中的數據在其他條件都相同時，可以看出過氧化氫的濃度、溫度等對化學反應速率的影響；
③物質在反應時接觸面積越大，反應速率越快，反應物的濃度越大，在溶液中粒子間接觸的機會更多，可以據此來解答該題；
④由于改變的只是溶液的濃度，但是溶質的質量沒有改變，所以最終產生的氧氣的質量不會改變；
⑤根據過氧化氫性質解答；
（3）①根據反應物的狀態(tài)和反應條件懸著發(fā)生裝置，發(fā)生裝置A可用于固體加熱型反應制取氣體，發(fā)生裝置BC可用于固體與液體常溫下反應生成氣體的裝置；
②裝置D具有特殊的使用方法，兩只導管位置一上一下，可滿足排空氣收集氣體的兩種方法，根據收集氣體和洗氣的原則來分析．

解答 解：（1）①該裝置適用于固體加熱制取氧氣，試管口沒有沒有棉花團，所以是加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物來制取氧氣；故填：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；
②沒有觀察到火星四射，說明沒有燃燒現象，也是就沒有發(fā)生鐵絲的燃燒，故所有分析可圍繞燃燒來進行，更確切地說是鐵絲的燃燒條件來進行．燃燒需要可燃物與氧氣有一定的接觸，且接觸越充分越容易燃燒，氧氣的濃度越大越易燃燒，溫度越高燃燒也易發(fā)生；
A、收集到的氧氣純度太低時，鐵絲可能不燃燒，故不符合題意；
B、集氣瓶底部預先放入水的目的是為了防止生成物濺落炸裂集氣瓶的，與鐵絲是否能夠燃燒無關，符合題意；
C、鐵絲太粗，與氧氣接觸不充分，鐵絲可能不燃燒，故不符合題意；
D、待鐵絲上的火柴燃燒盡了，才將鐵絲伸入集氣瓶，鐵絲的溫度未達到著火點，鐵絲不燃燒，故不符合題意；
故選B；
（2）①過氧化氫分解產生了氧氣和水，所以可以寫出該反應的化學方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②從表中分析可知：ⅠⅡ中除了過氧化氫濃度不同之外，其他的各種量均相同，所以可以判斷出是反應物的濃度影響了反應速率，并且是濃度越大，反應速率越快；ⅢⅣ則是溫度不同其他條件相同，溫度高的反應速率快；故填：反應物濃度；溫度越高，化學反應速率越快；
③物質在反應時接觸面積越大，反應速率越快，而反應物的濃度越大，在溶液中粒子間接觸的機會更多，即粒子間碰撞的概率越大，所以反應速率也就越快；故填：粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快；
④根據質量守恒定律可以知道，生成物的質量只與反應物的質量多少有關，而與反應物的濃度無關，所以本題中是向過氧化氫溶液中加入了水，而沒有改變過氧化氫溶液中溶質的質量，所以產生氧氣的質量不會改變；故填：不變；
⑤根據過氧化氫溶液中加入二氧化錳可以產生氧氣的性質，取這瓶雙氧水放入試管中，加入適量二氧化錳，如有氣泡產生，說明沒變質，否則就已變質．故填：取這瓶雙氧水放入試管中，加入適量二氧化錳；沒有氣泡產生；
（3）①實驗室通常用塊狀固體硫化亞鐵（FeS）和稀硫酸（H₂SO₄）在常溫下通過發(fā)生反應制得硫化氫氣體，屬于固液常溫型，因此應該選取裝置BC來制取硫化氫氣體；
②因為硫化氫氣體的密度比空氣大，因此氯化氫氣體應從m端進入，空氣從n排出；用于洗氣時長進，故n端連接g；
故答案為：①B；C；②n；g．

點評 本題主要考查了能夠影響化學反應的因素，解答這類題時要注意盡可能的把題中的能夠影響化學反應的因素找出，然后再利用控制變量法來進行判斷，最后得出答案．正確理解裝置的作用，根據對裝置作用的理解，結合對氣體性質的介紹，按要求逐一解答所遇到的問題．