Question

某學校化學興趣小組同學在學習了制取氧氣這一節內容后，發現在實驗室里用5%過氧化氫（H₂O₂）溶液加熱制氧氣，用帶火星的木條檢驗，木條很難復燃．同學們經過認真觀察，猜想其可能原因是______．為了驗證此猜想是否正確，興趣小組的同學經過熱烈討論，制定了實驗方案并進行了實驗．
第一組：同學們采取增大H₂O₂溶液濃度的方法，用10%的H₂O₂溶液加熱，結果一段時間后，用帶火星的木條檢驗，木條復燃；
第二組：同學們在5%的H₂O₂溶液中加入2滴新制氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，用帶火星木條檢驗，木條復燃；
第三組：同學們從實驗裝置上進行了改進（見右圖），效果很好．在實驗基礎上，同學們經過交流討論，得出了一些結論：
（1）由第一組同學的實驗可得出：影響H₂O₂分解產生氧氣的量的多少及分解快慢的因素之一是______；
（2）由第二組同學的實驗可分析得出，氫氧化鈉所起的作用可能是______；
（3）第三組同學的實驗驗證了實驗前同學們猜想的正確性，查閱資料知，濃硫酸在實驗中常用作干燥劑，你分析第三組的同學對實驗裝置進行改進后，效果較好的原因可能是______．
（4）小明同學認真觀察了第三組同學的實驗裝置，結合化學實驗基本操作知識和氧氣的物理性質，提出了一種更簡單的改進裝置，經現場實驗，效果很好，請你寫出他的改進方法（或畫出他的實驗裝置改進簡圖）______．

Answer 1

解：后面的實驗都是在解決氧氣量的問題，實驗三更明確可判斷反應得到的氧氣中混有的水蒸氣可能是導致木條不能復燃的原因，因此，該猜想即為：大量水蒸氣對實驗造成了干擾；
（1）實驗改用10%的H₂O₂溶液加熱，觀察到木條復燃，說明影響H₂O₂分解產生氧氣的量的多少及分解快慢的因素為H₂O₂溶液濃度的大��；
（2）實驗改用向5%的H₂O₂溶液中加入2滴新制氫氧化鈉溶液，觀察到木條復燃，可推斷氫氧化鈉起到類似二氧化錳的催化作用或是起到減少水分蒸發的目的；
（3）實驗把產生的氣體通過具有吸水性的濃硫酸，得到干燥的氣體，觀察到木條復燃，可說明濃硫酸吸收了氣體中的水蒸氣，使氧氣的濃度增大；
（4）第三組實驗中，對溶液進行加熱時，沒有使試管與桌面成45°角，會出現液體受熱不均勻而沖出．
故答案為：
大量水蒸氣對實驗造成了干擾．
（1）H₂O₂溶液濃度的大�。�   
（2）促進H₂O₂分解，減少水分蒸發；
（3）濃硫酸吸收了氣體中的水蒸氣，使氧氣的濃度增大．
（4）加熱時試管傾斜于桌面大約成45°角．（或畫圖說明）
分析：分析實驗過程特別是第三組實驗，可判斷導致木條不能復燃的主要因素與氣體中混有的水有關，判斷進行該實驗所欲驗證的猜想，即此處所要寫出的猜想；
對比實驗改進后實驗中發生了改變的因素，分析該因素的改變對產生氧氣量或速度的影響，歸納出所做的改變造成氧氣量增加的原因；
根據實驗基礎操作，對試管內液體進行加熱時，為使液體受熱均勻，試管與桌面應成45°角，這樣可使試管內反應平穩．
點評：對于解答此類改進型實驗類問題的解答，首先要對實驗所進行的改變有明確的把握，考查了實驗能力、分析問題能力．