三、实验与探究题(共23分)
19(9分)如图是实验室制取气体的发生装置和收集装置。请回答下列问题：
(1) 写出仪器的名称:a
长颈漏斗
；b
集气瓶
。
(2) 实验室用过氧化氢溶液制取氧气，若从控制反应速率和节约试剂的角度考虑，应选择的发生装置是
B
(填字母)。
(3) 实验室若用高锰酸钾制取较纯净的氧气，可选择的装置组合是
CF
，反应的文字表达式是
高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
；该装置组合需要改进的是
在试管口放一团棉花
，目的是
防止加热时试管内粉末状物质进入导管
。
(4) 能用F来收集氧气的原因是
氧气不易溶于水,且不与水反应
。
(5) 用G收集氧气，若瓶中是空气，则氧气应从
m
(填“m”或“n”)端进入。
答案：19.（1）长颈漏斗 集气瓶 （2）B （3）CF 高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 在试管口放一团棉花 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 （4）氧气不易溶于水,且不与水反应 （5）m
解析：
【分析】
本题是实验室制取气体的基础实验题，需结合仪器识别、气体制取的发生/收集装置选择依据、反应原理及实验注意事项解题：
1. 第(1)问：根据装置图中仪器的形状特征，识别常见实验仪器的名称；
2. 第(2)问：过氧化氢制氧气为固液不加热反应，要控制反应速率和节约试剂，需选择可控制液体滴加速度的发生装置；
3. 第(3)问：高锰酸钾制氧气为固体加热反应，发生装置选固体加热型，收集较纯净的氧气用排水法；反应为高锰酸钾加热分解，需注意高锰酸钾加热时的实验安全细节；
4. 第(4)问：排水法收集气体的依据是气体的溶解性和与水的反应性；
5. 第(5)问：排空气法收集气体时，根据气体密度判断进气方向，氧气密度比空气大，需从长管进入。
【解析】
(1) 观察装置图，仪器a是长颈漏斗，仪器b是用于收集气体的集气瓶；
(2) 过氧化氢制取氧气是固液不加热反应，A装置的长颈漏斗无法控制液体滴加速度，B装置的分液漏斗可控制液体滴加速度，从而控制反应速率并节约试剂，故选B；
(3) 高锰酸钾制取氧气是固体加热反应，发生装置选C；要收集较纯净的氧气，用排水法（F），故装置组合为CF；反应的文字表达式为：高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；加热高锰酸钾时，需在试管口放一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管；
(4) F为排水集气法，能用其收集氧气的原因是氧气不易溶于水，且不与水发生反应；
(5) 氧气密度比空气大，用G装置（瓶内为空气）收集时，氧气应从长管m端进入，空气从短管n端排出。
【答案】
(1) 长颈漏斗；集气瓶
(2) B
(3) CF；高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；在试管口放一团棉花；防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(4) 氧气不易溶于水，且不与水反应
(5) m
【知识点】
常见仪器名称；实验室制取氧气的装置选择；高锰酸钾制氧气实验
【点评】
本题围绕初中化学实验室制取氧气的核心基础知识点展开，涵盖仪器识别、发生/收集装置选择、反应原理、实验注意事项等内容，是实验题的典型基础考查题型，注重对基础知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.8
20（14分）催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。化学兴趣小组以“催化剂”为主题，进行项目式学习。
活动一：验证二氧化锰能催化过氧化氢的分解。
某同学用电子天平称取1.0 g二氧化锰，按照图甲步骤进行探究活动。
（1）说明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象是
步骤①中几乎没有气泡产生,且带火星的木条不复燃,而步骤③中有气泡产生,且带火星的木条复燃
。
上述步骤中，对比步骤
③④
（填序号），说明二氧化锰的化学性质在反应前后没有改变。步骤⑤称量，二氧化锰质量仍为1.0 g。
【得出结论】二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。
活动二：探究影响过氧化氢分解速率的因素。
【猜想假设】猜想1：催化剂的种类。
猜想2：过氧化氢溶液的浓度。
猜想3：温度。
【实验探究】学生利用如图乙所示的装置，用相同体积的过氧化氢溶液（40 mL），以收集50 mL的气体为标准，比较反应的快慢，实验方案如表所示：
（2）写出实验3发生反应的文字表达式：
过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气
。
（3）对比实验1和3的数据，得出二氧化锰的催化效果比氧化铜强的实验依据是
x＞36
。
【拓展延伸】在实验3中，某学生将注射器换成了压强传感器，测得了实验过程中装置内压强随时间的变化如图丙所示。实验过程中，该学生触摸锥形瓶外壁，有发烫的感觉，至反应结束后，发生装置的温度慢慢趋于常温。
（4）根据实验探究推知，过氧化氢分解过程中
放出
（填“吸收”或“放出”）热量。
（5）分析图丙发现：反应速率在不断地发生改变。反应过程中，从开始到结束，影响反应速率的因素有
温度、过氧化氢溶液浓度
（填两种）。
（6）图丙中，CD段压强降低的主要原因是
完全反应后不再放热,温度降低
。
答案：20.（1）步骤①中几乎没有气泡产生,且带火星的木条不复燃,而步骤③中有气泡产生,且带火星的木条复燃 ③④ （2）过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水＋氧气 （3）$x＞36$ （4）放出 （5）温度、过氧化氢溶液浓度 （6）完全反应后不再放热,温度降低
解析：
【分析】
本题围绕催化剂的验证与影响反应速率的因素展开，需结合催化剂“一变两不变”（改变反应速率、质量和化学性质反应前后不变）的特点，运用控制变量法分析实验，结合反应现象、能量变化与压强的关联解题：
1. 验证二氧化锰加快过氧化氢分解，需对比有无二氧化锰时的反应现象；验证化学性质不变，需对比反应后二氧化锰能否继续催化分解。
2. 书写反应文字表达式时，明确反应物、生成物和催化剂。
3. 比较催化效果，看收集相同体积气体的时间，时间越短催化效果越好。
4. 根据容器外壁温度判断反应热量变化。
5. 分析反应中浓度、温度变化对速率的影响。
6. 压强变化与温度、气体量相关，反应结束后温度降低会使压强减小。
【解析】
（1）步骤①仅过氧化氢，几乎无气泡，带火星木条不复燃；步骤③加二氧化锰后，过氧化氢快速分解产生氧气，有气泡且带火星木条复燃，说明二氧化锰加快分解速率。验证化学性质不变，需对比反应后二氧化锰能否继续催化，步骤③反应后，步骤④为再次加过氧化氢，若仍快速分解则化学性质不变，故对比步骤③④。
（2）实验3中，过氧化氢在氧化铜催化下分解为水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水＋氧气。
（3）对比实验1和3，变量为催化剂种类，收集50mL气体的时间越长，反应速率越慢，催化效果越差。若二氧化锰催化效果比氧化铜强，则实验3收集50mL气体的时间$x$应大于实验1的时间36，依据为$x＞36$。
（4）触摸锥形瓶外壁发烫，说明反应过程中放出热量。
（5）反应中过氧化氢不断被消耗，浓度逐渐减小；反应放热使温度变化，因此影响反应速率的因素为温度、过氧化氢溶液浓度。
（6）CD段反应已结束，不再产生气体，且反应结束后不再放热，装置内温度降低，气体压强减小，故压强降低。
【答案】
（1）步骤①中几乎没有气泡产生，且带火星的木条不复燃，而步骤③中有气泡产生，且带火星的木条复燃；③④
（2）过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水＋氧气
（3）$x＞36$
（4）放出
（5）温度、过氧化氢溶液浓度
（6）完全反应后不再放热，温度降低
【知识点】
催化剂的性质、影响化学反应速率的因素、过氧化氢分解反应
【点评】
本题为实验探究题，结合催化剂核心性质与控制变量法，考查实验现象分析、反应表达式书写及反应速率影响因素的理解，需学生具备扎实的实验基础知识与分析能力。
【难度系数】
0.6
