化学兴趣小组对实验室制取氧气进行了如下探究。
I、探究二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用
实验1：在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。（如图）
实验2：向上述试管中加入二氧化锰粉末，把带火星的木条伸入试管，有大量气泡冒出，带火星的木条复燃。
实验3：待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
实验4：探究催化剂的用量对过氧化氢分解速率的影响。每次实验均用30mL10%的 溶液，采用不同质量 粉末做催化剂，测定收集到500mL氧气所用的时间，结果如下：
|
实验序号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
|
粉末用量/g |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
|
所用时间/s |
17 |
8 |
6 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
（1）实验1中，观察到有气泡产生，带火星的小木条未复燃。实验结论是 。
（2）写出实验2发生反应的化学方程式 。
（3）实验3的实验目的是 。
（4）由实验4的实验结果可得出的结论是 。
Ⅱ、探究高锰酸钾分解制取氧气的得氧率
高锰酸钾在用酒精灯加热分解的过程中，可能发生如下三个反应：
①
②
③
（5）根据反应①，计算 完全分解生成氧气的质量（写出计算过程） 。
（6）已知： 。在反应①、②、③中，相同质量的高锰酸钾加热完全分解，理论上得氧率最高的是 （填反应序号）。
做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是他们进行了以下探究活动，请你一同参与。
[问题1]细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，该小组同学设计的实验方案是：取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。你认为他们的方案（填“合理”或“不合理”）。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙，如图所示），
但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：
A．铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；
B．点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝的燃烧；
C．火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧。
实验：根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：
（1）； （2）；（3） 。
[问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？
[查阅资料2]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表：②Fe2O3高温时分解成Fe3O4
[理论探讨]根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4。
| Fe3O4 |
Fe2O3 |
铁 |
|
| 分解温度/℃ |
1538 |
1400 |
— |
| 熔点/℃ |
— |
— |
1535 |
[拓展延伸]
小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的文字表达式；
（2）有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色_____，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。
植物不但进行光合作用，也同时进行呼吸作用。为了比较二者的不同，有人设计了如下实验。
在一晴朗的早晨，选取大小相似的同种植物两盆，在花盆上各放入一杯澄清的石灰水，然后把其中一盆用无色透明的塑料袋罩住，放在阳光下；另一盆则用黑色塑料袋罩住，放在阴暗处（见下图）。
傍晚，在塑料袋上都剪一小口，并插入燃着的木条试验，发现A中木条比B中更亮；而A中的石灰水保持澄清，B中变浑浊。请根据以上所述回答下列问题：
（1）A中木条燃烧更旺，说明A中 ___________更多，从而说明在阳光照射下植物主要发生_____________作用。
（2）A中石灰水保持澄清，而B中变浑浊，说明B中___________更多，从而说明在缺少光照条件下，植物主要发生_____________作用。
（3）很多人喜欢在天刚蒙蒙亮时到茂密的林中进行晨练，请你结合该实验谈谈看法
____________________________________________________
实验室有一瓶黑色粉末和一瓶标签已被腐蚀的无色液体（如图）。
将二者混合会产生无色气体。为了确定它们的成分，
甲、乙两位同学进行了探究。
【猜想1】甲同学认为无色气体是氧气，其理由是（用化学方程式表示）：
。
乙同学认为单从产生无色气体不能确定一定是氧气，需要进一步进行实验，请你设计实验进行验证无色气体是氧气。
| 实 验 步 骤 |
实 验 现 象 |
实 验 结 论 |
| 无色气体是氧气。 |
如果实验验证了无色气体是氧气，那么黑色粉末在反应中起作用。
【猜想2】乙同学认为无色气体不一定是氧气，可能是其他气体，其理由是（用化学方程式表示）。
乙同学按自己的设想进行实验：取一定量的黑色粉末于试管中，加入过量的无色液体，当反应结束后，发现试管底部仍有黑色粉末。为确定此成分，请你设计实验进行验证：
| 实 验 步 骤 |
实 验 现 象 |
实 验 结 论 |
| 1．将试管中的物质过滤、洗涤、干燥。 2．点燃黑色粉末，在火焰上方罩一个涂有的小烧杯。 |
试管中剩余的黑色粉末可能是。 |
在学习酸的化学性质之前，小芳曾用四朵紫色干燥的石蕊小花做了下图所示的四个探究实验，得出了“CO2溶于水生成酸”的结论。
（1）请将各实验的有关内容填入下表空格中：
| 实验序号 |
I |
II |
Ⅲ |
IV |
| 实验现象 |
小花变红色 |
小花不变色 |
小花不变色 |
小花______色 |
| 实验目的 和结论 |
目的：证明酸溶液能使石蕊变红色 |
目的：证明水不使石蕊变红色 |
目的：证明____ ______________ |
结论：CO2和水 反应生成酸 |
（2）写出二氧化碳和水反应的化学方程式：________________________；
（3）小芳若不做实验I，____（填“能”或“否”）得出CO2和水发生反应的结论；
（4）小芳在上述实验探究中，采用了实验___________的方法。
（5）写出二氧化碳使石灰水变浑浊的化学方程式。
实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。
（1）写出图中标示的仪器名称：
a：_________________b：_________________c：_____________________
（2）若用高锰酸钾加热制取氧气，可选用A装置，A装置需要改进的地方是____________________。收集氧气可选择的装置是（填装置序号）
（3）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的气体发生装置是____ （填装置序号），在加试剂之前要进行的操作是___________，其方法是______________________________.
（4）若收集一瓶氧气，供铁丝在氧气中燃烧，最好选用气体的收集装置中的________（填装置序号），铁丝在氧气中燃烧的现象___________________反应的文字表达式________________，实验前集气瓶内要装___________
（5）天然气、沼气的主要成分是甲烷(CH4)，它是无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水，能燃烧的气体。实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体混合物加热制取甲烷气体。若用此法制取甲烷气体，其气体发生装置选择_______ (从题目图中A、B、C中选择)，可采用___________ 法或___________ 法收集。