Question

某中學化學實驗室有如圖所示的實驗裝置，用于制取氧氣、二氧化碳等多種氣體．
（1）請寫出有標號儀器的名稱：①

試管

 ②

酒精燈

（2）若制取的一種氣體是

氧氣

，應選用的收集裝置是

C或D

（填序號，下同），應選用的發生裝置是

A

，反應的化學方程式是

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

；檢驗所制取的氣體的方法是：

將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則是氧氣

；
（3）在常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，應選用的發生裝置是：

B

；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應用

E

裝置進行收集，以便將尾氣吸收處理，避免造成

大氣污染

（4）該中學化學課外興趣小組同學利用發生裝置B進行“石塊中是否含有碳酸鈣”的探究活動．在活動中小明發現，相鄰小組氣體產生的速率比自己小組的快．小明將這一情況報告老師，老師鼓勵他們對此問題共同探究．
【提出問題】影響二氧化碳氣體產生速率的因素是什么？
【作出猜想】①不同地點石塊中碳酸鈣含量不同；
②所用的鹽酸不同；
③還可能是

石塊的大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）

．
【設計實驗】（1）驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：分別取大小相同、質量相同、

不同地點

的石塊，加入相同的稀鹽酸進行實驗．
【交流討論】實驗中可以通過觀察

放出氣泡的劇烈程度不同

，粗略地比較反應速率．
【拓展延伸】上述實驗中，小明采用了控制單一變量的研究方法．用此方法探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，需要控制不變的因素有

過氧化氫溶液的濃度、溫度（合理均可）

等（答出一點即可）．

Answer 1

分析：（1）依據常用儀器回答；
（2）若制取的是氧氣，據氧氣的密度和溶解性確定收集裝置，并據制取氧氣的方法書寫方程式，選擇發生裝置；檢驗氧氣用帶火星的木條伸入瓶內，若木條復燃則是氧氣；
（3）根據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置；并據二氧化硫的性質選擇收集裝置；
（4）【作出猜想】③從藥品的表面積和酸的質量分數考慮；
【設計實驗】（1）控制不同地點是石塊這一個變量；
【交流討論】實驗中可以通過觀察放出氣泡的劇烈程度不同，粗略地比較反應速率；
【拓展延伸】從實驗所需要的條件的考慮．

解答：解：（1）標號儀器分別是試管和酒精燈；
（2）根據題意，這些裝置可用于制取氧氣和二氧化碳，若制取的是氧氣，氧氣的密度比空氣大且不易溶于水，則可用向上排空氣法或排水法收集；制取氧氣可用加熱高錳酸鉀或氯酸鉀的方法，分解過氧化氫溶液的方法，若用加熱高錳酸鉀的方法，屬于固體加熱型，則選A發生裝置；反應方程式是2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；檢驗氧氣用帶火星的木條伸入瓶內，若木條復燃則是氧氣；
（3）常溫下，用亞硫酸鈉固體和稀硫酸制取二氧化硫氣體，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置B；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空氣大的有毒氣體，所以應用E收集，可將尾氣用水吸收，防止污染大氣；
（4）【作出猜想】③影響二氧化碳產生速率的因素還可能是：石塊大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）；
【設計實驗】（1）驗證猜想①是否成立，要設計的實驗：其他量都要相同，但要取不同地點的石塊，進行實驗；
【交流討論】實驗中可以通過觀察氣泡產生的劇烈程度，粗略地比較反應速率；
【拓展延伸】探究“催化劑對用過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響”，需要控制不變的因素有 溫度、溶液的溶質質量分數、溶液質量、壓強等；
故答案為：（1）試管；酒精燈；
（2）氧氣；C或D；A；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）B；E；大氣污染；
（4）石塊大小不同（或石塊質量不同、鹽酸質量不同）；
不同地點；
放出氣泡的劇烈程度不同；過氧化氫溶液的濃度、溫度（合理均可）．

點評：掌握裝置選取方法，反應原理，并能靈活應用解答問題，通過控制變量的方法研究化學問題是一種常用的方法，同學們要學會如何控制一個反應的變量，明確哪些變量可以控制等．