Question

20．制取氧氣是初中化學(xué)重要的實(shí)驗(yàn)之一，興趣小組進(jìn)行如下探究．
探究一 氧氣的制取

（1）a儀器名稱：長(zhǎng)頸漏斗；C圖操作的名稱：檢查裝置氣密性．
（2）用氯酸鉀制取氧氣選擇的發(fā)生裝置是B（填序號(hào)）．
寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
探究二  催化劑的選擇
研究表明，許多金屬氧化物對(duì)氯酸鉀有催化作用，分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應(yīng)和反應(yīng)劇烈時(shí)的溫度如表所示：

溫度/℃	Fe2O3	Al2O3	CuO	MgO
開始反應(yīng)	470	515	305	490
劇烈反應(yīng)	490	540	350	545

（3）上述實(shí)驗(yàn)中，從溫度對(duì)反應(yīng)催化效果來看，最好選用氧化銅作催化劑．
（4）加熱氫氧化銅固體可制得氧化銅和一種常見液體物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
探究三 氧化銅與二氧化錳的催化效果進(jìn)行比較
用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)均以生成25mL氣體為準(zhǔn)，可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均以忽略，相關(guān)裝置和數(shù)據(jù)見下表：

序號(hào)	KClO3質(zhì)量	催化劑質(zhì)量	待測(cè)數(shù)據(jù)
①	2.45g	-	a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
③	2.45g	0.51gCuO	c

（5）實(shí)驗(yàn)①的作用對(duì)比，上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是收集25mL氧氣所需時(shí)間，若b＞c，（填“＞”、“=”或“＜”）可知在某溫度下氧化銅對(duì)氯酸鉀分解效果更好．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖回答儀器名稱和操作名稱；
（2）根據(jù)氯酸鉀制氧氣的反應(yīng)條件和藥品狀態(tài)選擇發(fā)生裝置，根據(jù)氯酸鉀制氧氣的反應(yīng)原理書寫化學(xué)方程式；
（3）對(duì)比表格中的數(shù)據(jù)選擇合適的催化劑；
（4）根據(jù)氫氧化銅分解的生成物書寫化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)表格中實(shí)驗(yàn)①是沒加催化劑時(shí)反應(yīng)的情況，可知是用來對(duì)比加入催化劑后的反應(yīng)速率；生成氣體速率的快慢可以通過對(duì)比收集相同體積氧氣所需時(shí)間的長(zhǎng)短來體現(xiàn)，根據(jù)結(jié)論氧化銅催化效果好說明氧化銅做催化劑所用時(shí)間短．

解答 解：（1）由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知儀器a是長(zhǎng)頸漏斗，而操作C是檢查裝置氣密性，故填：長(zhǎng)頸漏斗；檢查裝置氣密性；
（2）氯酸鉀制氧氣需要加熱的條件所以要選擇B裝置來做為發(fā)生裝置，氯酸鉀用二氧化錳做催化劑生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；故填：B；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，加入催化劑后氯酸鉀分解溫度最低的是氧化銅，故填：氧化銅；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，氫氧化銅生成氧化銅和另一種常見的液體是水，所以反應(yīng)化學(xué)方程式是：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；故填：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
（5）根據(jù)探究三的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉趸�銅與二氧化錳的催化效果進(jìn)行比較，可知實(shí)驗(yàn)①是用來比較加入催化劑和沒加催化劑的反應(yīng)速率情況，要比較反應(yīng)速率的快慢可以通過對(duì)比收集相同體積的氧氣所需時(shí)間的長(zhǎng)短來體現(xiàn)，所以待測(cè)數(shù)據(jù)是三種情況下收集25mL氣體所需的時(shí)間，由實(shí)驗(yàn)結(jié)論氧化銅的催化效果更好，可知相同條件下用氧化銅做催化劑時(shí)收集相同體積的氧氣所需的時(shí)間短，故填：對(duì)比；收集25mL氧氣所需時(shí)間；＞．

點(diǎn)評(píng) 此題考查氣體制備過程中催化劑的選擇問題，催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)于有氣體生成的反應(yīng)，反應(yīng)速率的快慢可以通過收集相同體積的氣體所用時(shí)間的長(zhǎng)短來體現(xiàn)．