例1-1.下列物质发生分解反应,没有氧气生成的是( )
A.高锰酸钾 B.氯酸钾 C.水 D.碳酸钙
例1-2.15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。实验室欲利用15%的双氧水制取O2,则下列装置中,仪器选择和药品放置最合理的是( )
例1-3.下列收集装置,可以用来收集氧气的是( )
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
例1-4.实验室需收集一瓶约含空气的氧气。下列操作正确的是( )
集气瓶中灌的水B. 集气瓶中灌的水 C.导管伸入到集气瓶体积的处 D. 导管伸入到集气瓶体积的处
例1-5.如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中,某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示的是( )
A. 固体中氧元素的质量 B. 生成O2的质量
C. 固体中MnO2的质量 D. 固体中钾元素的质量分数
例1-6.(2017 湖州)实验室为了收集干燥的二氧化碳气体,让制取的气体先后经过甲、乙两装置。下列关于甲、乙两装置导管的连接方式正确的是( )
A、a接c
B、a接d
C、b接c
D、b接d
例1-7. (2018·湖州)如图所示的装置有很多用途,下列使用方法不正确的是( )
A、排水法收集氧气时,由a口进气
B、排空气法收集氢气时,由b口进气
C、排水法收集氢气时,由b口进气
D、排空气法收集二氧化碳时,由a口进气
例1-8.(2017·宁波)根据氧气的制取和性质的相关知识,回答下列问题:
(1)图甲装置中二氧化锰的作用是______________。
(2)要获得一瓶干燥的氧气,图甲装置中导管的连接顺序为a→__________________。
(3)下列关于硫燃烧实验(如图乙)的相关描述合理的有_______________(填序号)。
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 ②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同 ④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染
1.(2018·金华)小君和小英同学发现,带大星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究:
【设计实验】小君设计了如图的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是_____________________________________________。
【实验研究】第一组实验,取3只集气瓶,编号为①②③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上盖玻片倒置在水槽中,当气泡__________放出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排除,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组 第一组 第二组
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
集气瓶装水的体积分数/% 15 30 45 34 38 42
带火星竹签状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验,则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施__________________________________________________。
2.实验室制取气体时所需的一些装置如图所示,请回答下列问题:
实验室里用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式为 ▲ ;可选择的发生装置有 ▲ (填字母);选择气体收集方法时,气体的下列性质:①颜色;②密度;③溶解性;④可燃性,必须考虑的是 ▲ (填序号);
(2)MnO2在该反应中可以重复使用,理由是 ▲ ;
(3)要制备干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为 ▲ (填字母)。
3.(2020 广东)实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
4.(2020 长春)下列实验用品常用于实验室制取气体,回答下列问题:
(1)仪器E的名称是 ;
(2)用2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑来制取O2,并用排水法收集,组装制取装置时,除选用图中的B、D、E、G、I、K、N、P外,还必须选用图中的 ;
5.(2020 呼和浩特)如图是实验室常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式 。C和D都可以收集O2,选择D装置的优点 。
(3)E装置中水的作用 。
6.(2020 淮安)化学是一门以实验为基础的科学。根据如图所示的装置,回答下列问题。
(1)图中标有序号①的仪器名称是 。
(2)实验室用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式是 ,在试管口放棉花团的作用是 。
(3)用双氧水制取氧气,探究石蜡燃烧的产物,应选择装置B与 、 (填字母)组合。收集过程中,检验氧气集满的方法是 。
7.(2020 长沙)实验室里现有氯酸钾,二氧化锰、过氧化氢溶液,以及下列仪器:
(1)请写出标号⑦的仪器名称 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取O2,你选择的药品是 ,不需要选择的仪器是 (填序号)。
8.(2020 凉山州)如图是初中化学实验室常见的装置图,请根据题意完成下列各题:
(1)写出图H所示仪器的名称: 。
(2)实验室用B、D相连接制取气体,发生反应的化学方程式为 。若用G装置收集该气体,则气体应从 端通入(填“a”或“b”)。
9.(2020 临沂)实验室常用如图所示装置来制取气体。
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,选用的发生装置是 (填序号)。
(2)实验室里用装置B制取氧气,其反应的化学方程式是 。
(3)若用C装置收集二氧化碳气体,气体应从 (填“a”或“b”)端进入。
10.(2020 衡阳)如图是初中化学常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)装置A中的一种仪器名称 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式是 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,连接好仪器装置,在装入药品前要检查装置的 ;实验结束时要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 (填“正”或“倒”)放在桌面上。
(4)装置B和C都能用作实验室制取二氧化碳的发生装置,装置C相对装置B的优点是 。
例2-1.(2020 东莞市)实验室用过氧化氢制氧气的实验中,应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是( )
A.只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D.二氧化锰能加快过氧化氢分解
例2-2.(2020 抚顺)下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小 B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应后其化学性质不变 D.过氧化氢分解反应中,只能用二氧化锰作催化剂
例2-3.(2020 云南)下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小 B.在化学反应前后其化学性质发生了变化
C.在化学反应后其质量增加 D.催化剂能改变化学反应速率
例2-4.(2017 台州)为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。
1%H2O2溶液(mL) 50 50 50
加入MnO2的质量(g) 0.1 0.2 0.4
测量40秒末得到O2 体积(mL)
实验二:数据记录表
实验一:图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂,并说明理由
。
实验二:从表格的设计可以看出,该实验的目的是 。
例2-5.(2017·温州)在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气实验后,为了进一步探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响,小明用如图装置,以及实验室提供的实验所需药品和器材进行实验。老师对实验的建议:①每组实验氯酸钾用量可取4克,二氧化锰质量不宜超过2克。②实验应设计4组。
(1)结合老师建议,补充完整实验步骤①之后的其它步骤。
①检查装置的气密性;
……
(2)实验结束后,小明回收了二氧化锰。如果要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,还需验证该二氧化锰的 保持不变。
1.小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中,反应速度逐渐变慢。查阅资料得知:其原因是过氧化氢的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因素,进行如下实验。
【材料准备】取质量均为2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为10%、20%、30%的过氧化氢溶液分解,实验后回收二氧化锰,并分别标为A. B. C;另取多次催化分解10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰,标为D.
【实验步骤】①连接装置并检查气密性。
②取未使用过的二氧化锰0.5克,加入锥形瓶中,再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液,记录收集120毫升气体所需的时间。
③再分别取A. B. C. D组二氧化锰0.5克,重复上述实验。
④多次实验取平均值,记录数据如下:
组别 未使用过得二氧化锰 A B C D
收集气体时间/秒 17.9 23.2 27.7 32.3 37.8
(1)实验时,长颈漏斗下端管口应在液面以下,其目的是 ▲ .
(2)实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外,还可以通过比较 ▲ 来反映二氧化锰的催化能力。
(3)由上表数据可知,引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是 ▲ .
2.(2018·温州)二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力,小明按图甲所示装置进行了如下实验。
甲 乙
取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2毫升气体,用注射器B将2毫升H2O2溶液注人容器中,采集数据,直至反应结束。
③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2毫升H2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2毫升气体,其目的是 。
(2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论,其依据是 。
(3)查阅资料得知:过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由: 。
例3-1.(2020 金昌)关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验,下列说法正确的是( )
A.制取气体时,先装药品,然后检验装置的气密性
B.反应结束时,先停止加热,然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时,立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管
例3-2.下面是同学们制取氧气和探究氧气性质的活动.
(1)如图1是实验室制取氧气的装置,该反应的化学方程式为 ▲ ,仪器a的名称是 ▲ .操作中有很多注意事项,例如在收集氧气时看到气泡从瓶口逸出,应该 ▲ ,再将集满氧气的集气瓶正放在桌面上:实验中有些错误操作可能会使试管炸裂,写出为避免试管炸裂的一个正确操作 ▲ .
(2)如图2①中木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式为 ▲ .反应完毕盖好玻璃片,将集气瓶倒置(如图2②),玻璃片未掉下来的原因是 ▲ .
例3-3.(2020·绍兴)以下是实验室制取、收集、检验气体的常用装置。
(1)图甲中,在试管口放棉花的目的是________ ;用图示方法收集氧气的理由是________ 。
(2)用图乙检验CO2性质时,澄清石灰水始终未见浑浊,原因可能是________。
例3-4.(2019·绍兴)如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体,他应选用的实验装置是________。(选填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气,实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含________。
(3)丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时,老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水,并把带火星的木条伸入试管,观察现象。”的实验,增补该对照实验的目的是________。
例3-5.(2020·衢州)利用加热高锰酸钾的方法,验证化学反应中质量守恒定律。如图,小科将适量高锰酸钾装入试管,塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m。加热使之充分反应后,测得量筒中气体体积为V,再次测得反应装置与物质总质量为m2,已知常温常压下氧气密度为p。据此请回答:
(1)实验中用量筒收集气体的好处是________。
(2)实验中,试管口内壁附着紫红色小液滴,请解释产生该现象的原因________。
(3)根据实验数据计算发现: ,与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是
A.试管中高锰酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.未调节量筒内外液面相平就读数
D.停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
例3-6.(2018·湖州)某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进:将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,待火焰熄灭后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。
(1)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到________所经历的时间。
(3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为________(选填“V1—V2”、“V1—V3”或“V2—V3”)。
1.利用图示仪器测量氧气体积,来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应),实验步骤如下:
(1)检查气密性:连好发生装置后,将导管口的下端浸入水中, ▲ ,如果观察到导管口有气泡冒出,就证明装置不漏气。
(2)组装装置:连好的装置如图甲,其中有一处明显错误,在不移动、不调整酒精灯的前提下,需要调节 ▲ 螺母(选填字母)改正错误。
(3)进行实验:采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体,下列说法正确的是 ▲ .
A. 加热时间过短,会使测量结果不准
B. 反应一段时间后,排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体,会使结果更准确。
2.根据如图回答问题:
(1)写出图中标号仪器名称:① ▲ ;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置是 ▲ (填序号,下同),反应的化学方程式为 ▲ .检验装置气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以采用的方法是 ▲ ;
(3)实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,为了得到平稳的氨气流,应选择的发生装置是 ▲ ;
(4)用G装置做硫在氧气中燃烧实验,燃烧结束后取出燃烧匙,立即用玻璃片盖住瓶口并振荡,若将集气瓶倒转,发现玻璃片被“吸住”而不掉下来(如甲图),其原因是 ▲ ;
(5)为完成上述实验,用10mL量筒量取6mL氢氧化钠溶液,读数时量筒内的液体凹液面最低处应与乙图中 ▲ 处(填“a”或“b”)刻度线保持水平。
3.(2017 杭州)小金进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V。(实验中操作正确,O2的密度为ρg/cm3)
实验序号 1 2 ……
m1(MnO2)/g
m2(KClO3)/g
m3(试管)/g
m4(试管+加热后剩余固体)/g
量筒内收集气体的体积V/cm3
(1)装置中试管口略向下倾斜的原因是 .
(2)根椐质量守恒定律,m1、m2、m3、m4和V之间应存在的等量关系为 。
(3)每次实验结束后,小金在拆卸装置时总能闻到刺激性气味。他将加热后剩余固体中的MnO2分离并测量其质量,发现总小于加热前MnO2的质量,查阅资料后发现,一般认为加热KC1O3,和MnO2混合物的反应过程如下:
第1步:2MnO2+2KC1O32KMnO4+Cl2↑+O2↑;(其中Cl2有刺激性气味)
第 2 步 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
第3 步:K2MnO4+Cl22KCl+MnO2+O2↑。
写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因 。
4.(2018·衢州)小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有误差,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到__________为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中,__________法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有__________ 。
A、氧气的密度略大于空气的密度。
B、加热高锰酸钾固体产生的浓度只有80%左右。
C、当观察到带火星的木条复燃时,集气瓶内还有空气。
D、当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散。
5.(2017·丽水)小峰和小刚阅读试剂标签后发现,市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%,含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”,他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图),并与斜卧型装置比较,在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体,用同一酒精灯分别加热,用同一型号的集气瓶收集气体,每组实验进行五次,实验数据取平均值后记录如下表:
装置类型 直立型 斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒 59 68
收集2瓶氧气所需时间/秒 95 108
收集氧气的总体积/毫升 525 476
(1)收集2瓶氧气,所需时间较短的装置类型是 ;
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体,斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是 ;
(3)根据2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现,斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值,他们对其原因进行了探究:
【提出假设】
小峰假设:反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气;
你的假设: 。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立,请设计简明的实验方案 。
6.(2018·金华)小君和小英同学发现,带大星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究:
【设计实验】小君设计了如图的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是_____________________________________________。
【实验研究】第一组实验,取3只集气瓶,编号为①②③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上盖玻片倒置在水槽中,当气泡__________放出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排除,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组 第一组 第二组
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
集气瓶装水的体积分数/% 15 30 45 34 38 42
带火星竹签状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验,则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施__________________________________________________。
2例1-1.下列物质发生分解反应,没有氧气生成的是( D )
A.高锰酸钾 B.氯酸钾 C.水 D.碳酸钙
【解析】碳酸钙在高温条件下分解产生氧化钙和二氧化碳,没有氧气产生。
例1-2.15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。实验室欲利用15%的双氧水制取O2,则下列装置中,仪器选择和药品放置最合理的是( D )
例1-3.下列收集装置,可以用来收集氧气的是( D )
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
例1-4.实验室需收集一瓶约含空气的氧气。下列操作正确的是( B )
集气瓶中灌的水B. 集气瓶中灌的水 C.导管伸入到集气瓶体积的处 D. 导管伸入到集气瓶体积的处
例1-5.如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中,某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示的是( A )
A. 固体中氧元素的质量 B. 生成O2的质量
C. 固体中MnO2的质量 D. 固体中钾元素的质量分数
例1-6.(2017 湖州)实验室为了收集干燥的二氧化碳气体,让制取的气体先后经过甲、乙两装置。下列关于甲、乙两装置导管的连接方式正确的是( A )
A、a接c
B、a接d
C、b接c
D、b接d
例1-7. (2018·湖州)如图所示的装置有很多用途,下列使用方法不正确的是( A )
A、排水法收集氧气时,由a口进气
B、排空气法收集氢气时,由b口进气
C、排水法收集氢气时,由b口进气
D、排空气法收集二氧化碳时,由a口进气
例1-8.(2017·宁波)根据氧气的制取和性质的相关知识,回答下列问题:
(1)图甲装置中二氧化锰的作用是______________。
(2)要获得一瓶干燥的氧气,图甲装置中导管的连接顺序为a→__________________。
(3)下列关于硫燃烧实验(如图乙)的相关描述合理的有_______________(填序号)。
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 ②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同 ④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染
(1)催化 (2)d→e→b(→c) (3)①②④
1.(2018·金华)小君和小英同学发现,带大星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究:
【设计实验】小君设计了如图的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是_____________________________________________。
【实验研究】第一组实验,取3只集气瓶,编号为①②③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上盖玻片倒置在水槽中,当气泡__________放出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排除,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组 第一组 第二组
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
集气瓶装水的体积分数/% 15 30 45 34 38 42
带火星竹签状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验,则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施__________________________________________________。
【设计实验】稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速度
【实验研究】连续、均匀;36
【继续研究】收集氧气前增加气体的干燥装置,再用排油法收集氧气
2.实验室制取气体时所需的一些装置如图所示,请回答下列问题:
实验室里用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式为 ▲ ;可选择的发生装置有 ▲ (填字母);选择气体收集方法时,气体的下列性质:①颜色;②密度;③溶解性;④可燃性,必须考虑的是 ▲ (填序号);
(2)MnO2在该反应中可以重复使用,理由是 ▲ ;
(3)要制备干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为 ▲ (填字母)。
解析:(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合生成水和氧气,二氧化锰起催化作用,文
字表达式为:过氧化氢二氧化锰 水+氧气;发生装置的特点属于“固液常温型”,故可选发
生装置有A和B;收集气体的依据是气体的密度和溶解性,故选择②③;(2)二氧化锰在此
反应中作为催化剂,改变了化学反应的速率,而二氧化锰本身的质量和化学性质在反应前后
都没有发生改变,故MnO2在该反应中可以重复使用;(3)A或B装置是用来制取氧气的装
置,由于浓硫酸具有吸水性,可以用来干燥气体,所以再通过浓硫酸把氧气干燥后再进行
收集,由于要收集干燥的氧气,根据氧气的密度比空气大,用向上排空气法收集,所以仪器
的连接顺序为A→F→C或B→F→C.
答案:(1)过氧化氢二氧化锰 水+氧气;A和B;②③;(2)二氧化锰作为催化剂,在化学
反应前后质量和化学性质都没有发生改变;(3)A→F→C或B→F→C.
3.(2020 广东)实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
【解答】 实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,属于固、固加热型,适合用装置①作发生装置;氧气的密度比空气略大,不易溶于水,可用装置③或④收集氧气。
故选:A
4.(2020 长春)下列实验用品常用于实验室制取气体,回答下列问题:
(1)仪器E的名称是 ;
(2)用2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑来制取O2,并用排水法收集,组装制取装置时,除选用图中的B、D、E、G、I、K、N、P外,还必须选用图中的 ;
【解答】 (1)仪器E的名称是试管;
(2)用2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑来制取O2,属于固、固加热型,要用到酒精灯,并用排水法收集,组装制取装置时,除选用图中的B、D、E、G、I、K、N、P外,还必须选用图中的F、L和O;
(3)设生成氧气的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
31.6g x
x=3.2g
理论上剩余固体质量为:
31.6g﹣3.2g=28.4g
故答案为:
(1)试管;
(2)F、L和O;
(3)28.4。
5.(2020 呼和浩特)如图是实验室常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式 。C和D都可以收集O2,选择D装置的优点 。
(3)E装置中水的作用 。
【解答】 (1)仪器①的名称是长颈漏斗。
(2)装置A属于固体加热型,试管口放有一团棉花,采用的加热高锰酸钾的方法,高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
C和D都可以收集O2,D装置是排水法,选择D装置的优点是收集的气体较为纯净。
(3)铁丝在氧气中燃烧时,为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂,集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙,E装置中水的作用是防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。
故答案为:
(1)长颈漏斗;
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;收集的气体较为纯净;
(3)防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。
6.(2020 淮安)化学是一门以实验为基础的科学。根据如图所示的装置,回答下列问题。
(1)图中标有序号①的仪器名称是 。
(2)实验室用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式是 ,在试管口放棉花团的作用是 。
(3)用双氧水制取氧气,探究石蜡燃烧的产物,应选择装置B与 、 (填字母)组合。收集过程中,检验氧气集满的方法是 。
【解答】 (1)集气瓶是收集气体的仪器,故答案为:集气瓶;
(2)A装置的试管中有棉花团,因此是用加热高锰酸钾制氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气,要注意配平;加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,是为了防加热时高锰酸钾粉末进入导管;故答案为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;防加热时高锰酸钾粉末进入导管;
(3)用双氧水制取氧气,探究石蜡燃烧的产物,氧气可以用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集的氧气比较干燥;收集过程中,检验氧气集满的方法是:将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气满了;故答案为:F;E;将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气满了;
7.(2020 长沙)实验室里现有氯酸钾,二氧化锰、过氧化氢溶液,以及下列仪器:
(1)请写出标号⑦的仪器名称 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取O2,你选择的药品是 ,不需要选择的仪器是 (填序号)。
【解答】 (1)标号⑦的仪器名称是水槽;
(2)可以通过②③⑤⑥⑦⑧组装成实验室制取氧气的实验装置,该装置属于固、固加热型,试管口没有棉花,适合用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气;不需要的仪器有:①和④。
故答案为:
(1)水槽;
(2)氯酸钾和二氧化锰;①和④。
8.(2020 凉山州)如图是初中化学实验室常见的装置图,请根据题意完成下列各题:
(1)写出图H所示仪器的名称: 。
(2)实验室用B、D相连接制取气体,发生反应的化学方程式为 。若用G装置收集该气体,则气体应从 端通入(填“a”或“b”)。
【解答】 (1)图H所示仪器的名称是漏斗;
(2)装置B属于固、固加热型,试管口有棉花,适合用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;氧气的密度比空气大,若用G装置收集该气体,则气体应从a端通入。
故答案为:
(1)漏斗;
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;a。
9.(2020 临沂)实验室常用如图所示装置来制取气体。
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,选用的发生装置是 (填序号)。
(2)实验室里用装置B制取氧气,其反应的化学方程式是 。
(3)若用C装置收集二氧化碳气体,气体应从 (填“a”或“b”)端进入。
【解答】 (1)如果用氯酸钾制氧气就需要加热,故答案为:A;
(2)如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,要注意配平;故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
(3)若用C装置收集二氧化碳气体,气体应从长管进入,因为二氧化碳的密度比空气的密度大;故答案为:a;
10.(2020 衡阳)如图是初中化学常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)装置A中的一种仪器名称 。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式是 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,连接好仪器装置,在装入药品前要检查装置的 ;实验结束时要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 (填“正”或“倒”)放在桌面上。
(4)装置B和C都能用作实验室制取二氧化碳的发生装置,装置C相对装置B的优点是 。
【解答】 (1)装置A中的仪器有酒精灯、铁架台、试管等;故填:酒精灯(合理即可);
(2)氯酸钾与二氧化锰为固体,且需要加热,所以发生装置为A;氯酸钾在二氧化锰催化作用、加热分解生成生成氯化钾和氧气,化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑;故填:A;2KClO32KCl+3O2↑;
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,连接好仪器装置,在装入药品前要检查装置的气密性;实验结束时为了防止冷水倒吸、炸裂试管,所以要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯;由于氧气的密度比空气大,所以收集满氧气的集气瓶应该正放在桌面上;故填:气密性;防止冷水倒吸、炸裂试管;正;
(4)装置B和C都能用作实验室制取二氧化碳的发生装置,装置C相对装置B的优点是可以控制化学反应的速率;故填:可以控制化学反应的速率。
例2-1.(2020 东莞市)实验室用过氧化氢制氧气的实验中,应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是( )
A.只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D.二氧化锰能加快过氧化氢分解
【解答】 A、二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂,催化剂不一定就是二氧化锰,其它的物质也可以作催化剂,如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂,故选项说法错误。
B、二氧化锰也可以作其它物质反应的催化剂,如氯酸钾分解制取氧气,故选项说法错误。
C、催化剂只能改变化学反应速率,但对生成物的质量无影响,使用催化剂不能增加生成物的量,加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量,故选项说法错误。
D、用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂,二氧化锰加快过氧化氢分解的化学反应速率,故选项说法正确。
故选:D。
例2-2.(2020 抚顺)下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小 B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应后其化学性质不变 D.过氧化氢分解反应中,只能用二氧化锰作催化剂
【解答】 A、催化剂在化学反应前后质量不变,故选项说法错误。
B、催化剂能改变化学反应速率,能加快化学反应速率,也能减慢反应速率,故选项说法错误。
C、催化剂在化学反应前后化学性质不变,故选项说法正确。
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂,也可选择其他物质做催化剂,故选项说法错误。故选:C。
例2-3.(2020 云南)下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小 B.在化学反应前后其化学性质发生了变化
C.在化学反应后其质量增加 D.催化剂能改变化学反应速率
【解答】 催化剂是指能改变某些物质的化学反应速率,而自身的质量和化学性质在化学反应前后不变的物质,
故选:D。
例2-4.(2017 台州)为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。
1%H2O2溶液(mL) 50 50 50
加入MnO2的质量(g) 0.1 0.2 0.4
测量40秒末得到O2 体积(mL)
实验二:数据记录表
实验一:图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂,并说明理由
。
实验二:从表格的设计可以看出,该实验的目的是 。
实验一:不能,虽然能改变反应速度,但无法判断MnO2在反应前后质量和化学性质有无改变
实验二:探究二氧化锰质量对双氧水(过氧化氢)分解的催化效果的影响
例2-5.(2017·温州)在用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气实验后,为了进一步探究二氧化锰的用量对氯酸钾分解速度的影响,小明用如图装置,以及实验室提供的实验所需药品和器材进行实验。老师对实验的建议:①每组实验氯酸钾用量可取4克,二氧化锰质量不宜超过2克。②实验应设计4组。
(1)结合老师建议,补充完整实验步骤①之后的其它步骤。
①检查装置的气密性;
……
(2)实验结束后,小明回收了二氧化锰。如果要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,还需验证该二氧化锰的 保持不变。
②取4克氯酸钾与0.5克二氧化锰,均匀混合后加入试管中,连接好装置;
③开始加热试管,用秒表记录量筒收集一定体积氧气的时间;
④换用三支相同的试管,各加入4克氯酸钾,分别与1克、1.5克、2克二氧化锰均匀混合,用相同装置重复步骤②、③;
⑤比较实验记录的四次时间大小,判断氯酸钾的分解速度与二氧化锰用量的关系。
质量和化学性质
1.小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中,反应速度逐渐变慢。查阅资料得知:其原因是过氧化氢的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因素,进行如下实验。
【材料准备】取质量均为2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为10%、20%、30%的过氧化氢溶液分解,实验后回收二氧化锰,并分别标为A. B. C;另取多次催化分解10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰,标为D.
【实验步骤】①连接装置并检查气密性。
②取未使用过的二氧化锰0.5克,加入锥形瓶中,再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液,记录收集120毫升气体所需的时间。
③再分别取A. B. C. D组二氧化锰0.5克,重复上述实验。
④多次实验取平均值,记录数据如下:
组别 未使用过得二氧化锰 A B C D
收集气体时间/秒 17.9 23.2 27.7 32.3 37.8
(1)实验时,长颈漏斗下端管口应在液面以下,其目的是 ▲ .
(2)实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外,还可以通过比较 ▲ 来反映二氧化锰的催化能力。
(3)由上表数据可知,引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是 ▲ .
解析:(1)长颈漏斗一般用于制取气体时添加液体药品,深入液面以下形成液封装置才不漏
气,所以实验时,长颈漏斗下端管口应在液面以下,其目的是:防止产生的气体从长颈漏斗
中逸出;(2)在解这类题时,主要是用控制变量法,题中所给的方法是体积相同,比较时间,
还可以时间相同,比较气体体积,所以还可以通过比较相同时间内产生气体的体积来反映二
氧化锰的催化能力;(3)通过表中的数据可以看出,过氧化氢溶液质量分数相同时,二氧化
锰使用的次数越少,生成相同氧气的时间越少,反应物浓度越大,生成相同氧气的时间越
少,所以引起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是:过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧
化锰使用的次数。
答案:(1)防止产生的气体从长颈漏斗中逸出;(2)相同时间内产生气体的体积;(3)过氧化氢
溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数。
2.(2018·温州)二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力,小明按图甲所示装置进行了如下实验。
甲 乙
取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2毫升气体,用注射器B将2毫升H2O2溶液注人容器中,采集数据,直至反应结束。
③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2毫升H2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2毫升气体,其目的是 。
(2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论,其依据是 。
(3)查阅资料得知:过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由: 。
(1)使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同(2)相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压,过氧化氢酶所需的时间更短(3)过氧化氢酶质量过大,可能导致反应过快,温度过高,降低了酶的活性
例3-1.(2020 金昌)关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验,下列说法正确的是( )
A.制取气体时,先装药品,然后检验装置的气密性
B.反应结束时,先停止加热,然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时,立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管
【解答】 A、制取气体时,应先检验装置的气密性,然后装药品,以避免装入药品后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费药品,故选项说法错误。
B、反应结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂,故选项说法错误。
C、导气管口开始产生气泡时,不能立即收集,因为刚开始排出的是空气,应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集,故选项说法错误。D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,故选项说法正确。故选:D。
例3-2.下面是同学们制取氧气和探究氧气性质的活动.
(1)如图1是实验室制取氧气的装置,该反应的化学方程式为 ▲ ,仪器a的名称是 ▲ .操作中有很多注意事项,例如在收集氧气时看到气泡从瓶口逸出,应该 ▲ ,再将集满氧气的集气瓶正放在桌面上:实验中有些错误操作可能会使试管炸裂,写出为避免试管炸裂的一个正确操作 ▲ .
(2)如图2①中木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式为 ▲ .反应完毕盖好玻璃片,将集气瓶倒置(如图2②),玻璃片未掉下来的原因是 ▲ .
答案:(1),试管.在水面下用玻璃片盖住瓶口 ,
停止加热时,应先移出导气管,再熄灭酒精灯 .(2).氢氧化钠溶液与二
氧化碳反应,二氧化碳被消耗,瓶内气体减少,瓶内气压小于外界大气压。
例3-3.(2020·绍兴)以下是实验室制取、收集、检验气体的常用装置。
(1)图甲中,在试管口放棉花的目的是________ ;用图示方法收集氧气的理由是________ 。
(2)用图乙检验CO2性质时,澄清石灰水始终未见浑浊,原因可能是________。
【答案】 (1)防止高锰酸钾粉末进入导管中;氧气不易溶于水,不和水反应
(2)盐酸浓度过高,有挥发性,会与氢氧化钙反应
【解析】(1)高锰酸钾是粉末,受热分解产生氧气,会形成气流,会带走部分高锰酸钾粉末,放置棉花可以阻止高锰酸钾粉末进入导管中;甲采用的是排水法收集氧气,说明氧气不易溶于水,且不和水发生反应;
(2)澄清石灰水是碱,而盐酸具有挥发性,如果使用的稀盐酸浓度过大,会导致二氧化碳气体中混有的二氧化碳浓度过高,导致氢氧化钙被反应了,所以无法与二氧化碳反应,即没有任何现象;
例3-4.(2019·绍兴)如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体,他应选用的实验装置是________。(选填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气,实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含________。
(3)丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时,老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水,并把带火星的木条伸入试管,观察现象。”的实验,增补该对照实验的目的是________。
【答案】 (1)BD(2)氢元素(3)排除水中加入二氧化锰也会产生氧气
【解析】(1) 用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体, 应选择固液常温型发生装置,即B,二氧化碳要用向上排空气法收集,选D;
(2)因高锰酸钾中不含氢元素,所以不能生成水;
(3)过氧化氢溶液中含有水, 排除水中加入二氧化锰也会产生氧气 ,所以要补充二氧化锰与水混合的实验;
例3-5.(2020·衢州)利用加热高锰酸钾的方法,验证化学反应中质量守恒定律。如图,小科将适量高锰酸钾装入试管,塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m。加热使之充分反应后,测得量筒中气体体积为V,再次测得反应装置与物质总质量为m2,已知常温常压下氧气密度为p。据此请回答:
(1)实验中用量筒收集气体的好处是________。
(2)实验中,试管口内壁附着紫红色小液滴,请解释产生该现象的原因________。
(3)根据实验数据计算发现: ,与质量守恒定律不符。造成这一实验结果的原因分析正确的是
A.试管中高锰酸钾没有完全分解
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体
C.未调节量筒内外液面相平就读数
D.停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
【答案】 (1)便于直接读出氧气的体积(2)高锰酸钾粉末溶于冷凝水形成溶液(3)B,C,D
【解析】(1)实验中用量筒收集气体的好处是:便于直接读出氧气的体积。
(2)实验中,试管口内壁附着紫红色小液滴,请解释产生该现象的原因:高锰酸钾粉末溶于冷凝水形成溶液。 (3)A.试管中高锰酸钾没有完全分解,那么反应前后的总质量之差会偏小,而生成氧气的体积偏小,不会造成二者不相等,故A错误;
B.导管口连续均匀冒气泡时才收集气体,这样会有一些生成的氧气溢出,即收集到的氧气质量会偏小,故B正确; C.如果未调节量筒内外液面相平就读数,必然导致量筒内气压不是标准气压,而氧气的密度或偏大或偏小,计算出的氧气质量偏大或偏小,故C正确;
D.停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精,这样肯定会造成氧气的散失,故D正确。 故选BCD。
例3-6.(2018·湖州)某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进:将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图连接。装置气密性良好,调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平,此时集气瓶内气体的体积为V1。关闭活塞,点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,待火焰熄灭后,过一段时间打开活塞,观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时,集气瓶内的气体体积为V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平,此时集气瓶内的气体体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中,观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降,再趋于稳定。
(1)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。
(2)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到________所经历的时间。
(3)在整个实验过程中,集气瓶中减少的氧气体积为________(选填“V1—V2”、“V1—V3”或“V2—V3”)。
【答案】 (1)大于(2)集气瓶内的温恢复到室温〔或“数显设备的示数已不变”或“集气瓶内的气压保持稳定”)(3)V1—V3
【解析】(1)实验开始时,红磷燃烧放热,由于温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量,所以开始一段时间集气瓶内气体压强上升;故答案为:大于;(2)在实验结束后,不要急于打开活塞,防止发生危害事故,原则上必须等到集气瓶内的温度恢复到室温后(或数显设备的示数已不变,或集气瓶内的气压保持稳定)才能打开活塞;故答案为:集气瓶内的温度恢复到室温后(或数显设备的示数已不变,或集气瓶内的气压保持稳定);(3)在整个实验过程中,参加反应的氧气即为集气瓶内减少的氧气,则减少的氧气体积为:V1﹣V3;故答案为:V1﹣V3;
故答案为:(1)大于;(2)集气瓶内的温度恢复到室温后(或数显设备的示数已不变,或集气瓶内的气压保持稳定);(3)V1﹣V3。
1.利用图示仪器测量氧气体积,来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应),实验步骤如下:
(1)检查气密性:连好发生装置后,将导管口的下端浸入水中, ▲ ,如果观察到导管口有气泡冒出,就证明装置不漏气。
(2)组装装置:连好的装置如图甲,其中有一处明显错误,在不移动、不调整酒精灯的前提下,需要调节 ▲ 螺母(选填字母)改正错误。
(3)进行实验:采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体,下列说法正确的是 ▲ .
A. 加热时间过短,会使测量结果不准
B. 反应一段时间后,排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体,会使结果更准确。
解析:(1)根据检查装置气密性的方法来分析;(2)要改正该错误需要调节A、B、C旋钮中的AB,C旋钮夹在试管的中上部,因此C不动.
答案:(1)组装好仪器后,将导管口的下端浸入水中,用手紧握试管,如果观察到导管口有
气泡冒出,就证明装置不漏气;故填:用手紧握试管;(2)要改正该错误需要调节A. B. C旋
钮中的AB,C旋钮夹在试管的中上部,因此C不动;故答案为:AB;(3)若加热时间过短,
高锰酸钾有可能没有完全分解;反应一段时间后再进行收集,会导致氧气部分逸出。故选A.
2.根据如图回答问题:
(1)写出图中标号仪器名称:① ▲ ;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置是 ▲ (填序号,下同),反应的化学方程式为 ▲ .检验装置气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以采用的方法是 ▲ ;
(3)实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,为了得到平稳的氨气流,应选择的发生装置是 ▲ ;
(4)用G装置做硫在氧气中燃烧实验,燃烧结束后取出燃烧匙,立即用玻璃片盖住瓶口并振荡,若将集气瓶倒转,发现玻璃片被“吸住”而不掉下来(如甲图),其原因是 ▲ ;
(5)为完成上述实验,用10mL量筒量取6mL氢氧化钠溶液,读数时量筒内的液体凹液面最低处应与乙图中 ▲ 处(填“a”或“b”)刻度线保持水平。
解析:(1)①是酒精灯;故答案为:酒精灯;(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生装置
的特点属于固体加热型的A装置,因为氧气不易溶于水且密度大于空气,所以既可以用排
水法收集,也可以用向上排空气法收集;用高锰酸钾制氧气时,反应物是高锰酸钾,生成
物是锰酸钾、二氧化锰、氧气,反应条件是加热,因此反应的化学方程式为:;检验装置气
密性时,用手紧握试管外壁的目的是给试管受热,使内部的空气受热膨胀,因此达到此目的
还可以采用的方法是:用热毛巾捂住试管(或用酒精灯微热试管等)故答案为:AD或AF;;
用热毛巾捂住试管(或用酒精灯微热试管等);(3)实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常
温下混合制取少量氨气,发生装置属于固液常温型的BC装置,但为了得到平稳的氨气流,
要选择C装置通过注射器控制液体的流速;故答案为:C;(4)玻璃片被“吸住”而不掉下
来,其原因是:二氧化硫与氢氧化钠反应,导致集气瓶内的气压减小,外界大气压将玻璃片
“托住”;故答案为:二氧化硫与氢氧化钠反应,导致集气瓶内的气压减小,外界大气压将玻
璃片“托住”;(5)量筒的刻度上边大,6mL在5mL的上方,读数时要平视凹液面的最低处,
故是a处;故答案为:a
答案:(1)酒精灯;(2)AD或AF;略;用热毛巾捂住试管(或用酒精灯微热试管等);
(3)C;(4)二氧化硫与氢氧化钠反应,导致集气瓶内的气压减小,外界大气压将玻璃片
“托住”;(5)a
3.(2017 杭州)小金进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出表中m1、m2、m3、m4和V。(实验中操作正确,O2的密度为ρg/cm3)
实验序号 1 2 ……
m1(MnO2)/g
m2(KClO3)/g
m3(试管)/g
m4(试管+加热后剩余固体)/g
量筒内收集气体的体积V/cm3
(1)装置中试管口略向下倾斜的原因是 .
(2)根椐质量守恒定律,m1、m2、m3、m4和V之间应存在的等量关系为 。
(3)每次实验结束后,小金在拆卸装置时总能闻到刺激性气味。他将加热后剩余固体中的MnO2分离并测量其质量,发现总小于加热前MnO2的质量,查阅资料后发现,一般认为加热KC1O3,和MnO2混合物的反应过程如下:
第1步:2MnO2+2KC1O32KMnO4+Cl2↑+O2↑;(其中Cl2有刺激性气味)
第 2 步 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
第3 步:K2MnO4+Cl22KCl+MnO2+O2↑。
写出加热后剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量的原因 。
(1)防止冷凝水倒流引起试管炸裂
(2)m1+m2+m3-m4=ρV
(3)部分Cl2散失,未参加后续反应,导致部分锰元素以K2MnO4或KMnO4形式存在,故剩余固体中MnO2质量小于加热前MnO2质量。
4.(2018·衢州)小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有误差,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到__________为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中,__________法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有__________ 。
A、氧气的密度略大于空气的密度。
B、加热高锰酸钾固体产生的浓度只有80%左右。
C、当观察到带火星的木条复燃时,集气瓶内还有空气。
D、当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散。
(1)集气瓶口有气泡冒出或观察到瓶中水排尽(完) (2)排水 (3)ACD
5.(2017·丽水)小峰和小刚阅读试剂标签后发现,市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%,含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”,他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图),并与斜卧型装置比较,在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体,用同一酒精灯分别加热,用同一型号的集气瓶收集气体,每组实验进行五次,实验数据取平均值后记录如下表:
装置类型 直立型 斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒 59 68
收集2瓶氧气所需时间/秒 95 108
收集氧气的总体积/毫升 525 476
(1)收集2瓶氧气,所需时间较短的装置类型是 ;
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体,斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是 ;
(3)根据2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现,斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值,他们对其原因进行了探究:
【提出假设】
小峰假设:反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气;
你的假设: 。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立,请设计简明的实验方案 。
(1)直立型 (2)斜卧型装置中的固体被气流带到试管口(或棉花团)附近更多,未完全反应的更多,所以收集到的氧气较少
(3)你的假设:反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气)
【设计实验】取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若冷却后测得二氧化锰的质量不变,证明小峰的假设不成立,否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若不能使带火星的木条复燃,证明小峰的假设不成立,否则假设成立)
6.(2018·金华)小君和小英同学发现,带大星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究:
【设计实验】小君设计了如图的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是_____________________________________________。
【实验研究】第一组实验,取3只集气瓶,编号为①②③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上盖玻片倒置在水槽中,当气泡__________放出后,导管口伸入集气瓶把其中的水全部排除,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组 第一组 第二组
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
集气瓶装水的体积分数/% 15 30 45 34 38 42
带火星竹签状况 亮 很亮 复燃 很亮 复燃 复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验,则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施__________________________________________________。
【设计实验】稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速度
【实验研究】连续、均匀;36
【继续研究】收集氧气前增加气体的干燥装置,再用排油法收集氧气
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