2.1 性质活泼的氧气
一.填空题(共10小题)
1.(1)实验室中,我们通常使用下面三种方法来制取氧气:
2H2O22H2O+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
如图是制备时的常用装置如图1:根据你对上述内容的理解,回答下列问题;
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①装置C的名称是 ;
②一般采用双氧水制取氧气的理由是 ;
③采用高锰酸钾制取氧气选用的发生装置是 ;
④采用氯酸钾制得的氧气有刺激性气味,是因为氯酸钾分解时会产生少量的氯气.可利用 (填序号)装置,并向其中加入 溶液除去;
⑤三种制氧方法中都出现二氧化锰,他们的作用有何不同? .
信息提供:氯气有毒,会对上呼吸道黏膜造成伤害,症状严重时会致人死亡,少量氯气通过碱溶液除去.
(2)苏打水是碳酸氢钠的水溶液,有弱碱性 ( http: / / www.21cnjy.com ).医学上外用可消毒杀菌,饮用可改变酸性体质,保持人体内的酸碱平衡.如图是某品牌苏打水的图片如图2和配料表,读图完成下面问题:
①根据配料表可以发现:苏打水成分中的无机物有 ,有机物有 (每空至少填两种物质)
②请你设计实验证明该品牌苏打水含有碳酸氢钠.
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2.人教版新课标化学教材九年级上册(201 ( http: / / www.21cnjy.com )2教育部审定)“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣.
【实验探究】
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【实验结论】
(1)A中产生的气体是 ;
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式 .
【实验评价】
(1)设计实验Ⅳ的目的是 ;
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 .
【实验拓展】
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂.下列有关催化剂的说法中正确的是 .
A.MnO2只能作为氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
E.酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类.
3.为了探究酸碱性对唾液淀粉酶催化作用的影 ( http: / / www.21cnjy.com )响,小明利用蒸馏水、1%淀粉溶液、稀释的唾液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碘液等材料进行实验.请你完成相应的实验设计和问题分析.
【实验设计】
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【问题与分析】
正确操作后,小明观察到A试 ( http: / / www.21cnjy.com )管呈蓝色,而B试管没有出现预期的蓝色.他想:为什么B试管不呈蓝色?他推测可能是氢氧化钠溶液变质或者B试管中液体碱性太弱.在老师的帮助下,他证实了氢氧化钠溶液没有变质,且B试管中液体碱性强度足以抑制酶的催化作用.请你对B试管没有出现蓝色作出一种合理的猜测: .
4.以下是实验室常用部分仪器:
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(1)指出图中仪器的名称:④ ;
(2)小李同学选择仪器制取并收集氧气, ( http: / / www.21cnjy.com )已知他使用了仪器①③⑤⑥,那么他还需要使用上图仪器中的 填序号);该发生装置检查气密性的方法是:把导管的一端浸在水里,用手紧贴试管外壁,若导管口有 ,则说明该装置不漏气.
(3)小张同学正在收集一瓶CO2,不知是否收集满了,其验满方法是 .
(4)某兴趣小组选用上述仪器,用锌 ( http: / / www.21cnjy.com )粒和稀硫酸制氢气,锌粒反应完后,发现还有较多的灰黑色固体物质,从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是 .
提出问题:灰黑色固体物质的成分是什么呢?
提出猜想:①可能含有单质碳;②可能含有单质铜;③可能还有其它物质
设计实验:请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜.完成下表(不一定要填满):
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反思讨论:上述各步反应完全后,兴趣 ( http: / / www.21cnjy.com )小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质,为了进一步探究剩余固体物质的成分,兴趣小组的同学讨论后,认为用初中化学知识无法解决,你对下一步的探究学习活动的合理建议是:首先 .
5.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应.如图所示是碳粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置:
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(1)小明是个善于思考、善于总结的学生.做完 ( http: / / www.21cnjy.com )实验后,他发现了一些共同点:在反应条件方面,三个实验都要 ,在能量变化方面,三个实验都是 反应(填“吸热”或“放热”),在反应基本类型方面,三个化学反应都是 反应.
(2)小明同时也总结出在生成物的种类、生成物的状态和观察到的实验现象三个方面存在不同.请你替小明同学填写空格:
乙中生成物的化学式是 .
丙中观察到的反应现象是 .
(3)小明还总结出:三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是 .
6.在我校实验室实施的扬 ( http: / / www.21cnjy.com )州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
( http: / / www.21cnjy.com ) [实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.② .
[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2?
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl﹣,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+;
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl﹣;
你认为最不可能的是 同学的猜想,理由是 .
同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论: .
[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的 ,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2] .
对应结论: .
[拓展研究]
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(1)指出仪器名称:A B
(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式 .
(3)图一可通过观察 来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是 ,你认为药品还可以作何改进? .
(4)检查图二装置气密性 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法是: (填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性 (填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是 (填序号:A.一定时间内收集到的气体体积 B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
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[交流讨论]从上表中还能得出的结论是: .
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7.某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验.
(1)甲同学选用如图所示的装置制取氧气.
写出仪器B的名称: .
②甲同学应选取的试剂是Mn02和 (填化学式),
Mn02固体在该反应中起 作用.
③除用排水法外,甲同学还可选择 法收集氧气.
④实验前,甲同学先向仪器A中加入水,然后将导管放人水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现.该实验操作的目的是 .
(2)乙同学称取一定质量KMn04放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,该反
应的化学方程式为 .实验结束时,乙同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想l:反应生成的MnO2分解放出02;
猜想Ⅱ:反应生成的K2Mn04分解放出O2
做出上述猜想的理由是 .
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
①第一组同学取一定质量的Mn02,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得Mn02的质量不变.则猜想 错误.
②第二组同学取K2Mn04在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是 .
【拓展延伸】实验发现,K2MnO4受热只能部分分解,经分析可能是生成物K2O对其分
解产生影响.请设计实验方案验证: .
【实验反思】通过以上实验探究,你对“问题的发现与解决”有何认识? .
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8.氧气是人体生命所必需的,在一般情况 ( http: / / www.21cnjy.com )下,人可以呼吸空气中的氧气,但在特殊情况下,如在核潜艇里工作的人员,如何获得氧气呢?研究表明用“金属过氧化物处理系统”使氧“再生”具有良好的实际应用价值.已知:淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2.
(1)你认为用这种方法制氧气的优点是 ;
(2)小明欲探究过氧化钠吸收和释放的气体之间体积关系以及反应的热效应,设计实验如下,请回答下列相关问题:
①简述检查装置气密性的方法 ;
②向U形管内盛装过量的Na2O2药品,注射器中为二氧化碳气体,连接好装置.药品为什么需过量 ;
③缓缓推动注射器A活塞,片刻,可以观察到温度计液柱明显上升,
说明反应 (填“吸热”或“放热”),同时还可以观察到固体粉末发生变化的现象是 ;
(3)小红同学通过查阅资料了解到Na2O2还能与水反应,化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.于是她根据这一原理设计了一种测定Na2O2的纯度的方法:①称取20g样品于一只质量为45g的锥形瓶中;②一次性加入20mL蒸馏水后将锥形瓶放置在电子天平上,观察显示数字的变化,并记录(数据见下表);③进行计算.
a.从上表数据判断, 秒时已经反应完全;
b.请你帮小红同学计算此样品中Na2O2的纯度为 (不需要写出计算过程).
(4)Na2O2露置在空气中容易发生变质,如何检验已经变质,简述实验方法、现象和结论..
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9.在一次化学实验课上,老师拿出了两瓶 ( http: / / www.21cnjy.com )无标签的药品,分别是固体和液体,老师分别从中取出少量放入同一试管中,立即产生一种无色气体,同学们对此展开了一系列探究,请你参与探究并回答下列问题.
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(1)写出图中带标号仪器的名称:① ,② .
(2)①此气体是什么物质?验证它的方案如下:
【猜想】此气体可能是(填化学式) ;
【实验步骤】 ;
【现象与结论】 .
②请根据该猜想写出一个实验室制取该气体的化学方程式 .
③请从图中选择制取该气体的发生装置(填序号) ,收集装置 ,选择此收集装置的理由是 .
(3)此气体还有可能是另外一种气体(填化学式) ,实验室制取该气体的化学方程式是 .
10.某校研究性学习小组对采用分解过氧化氢溶液制取氧气进行了实验探究.
Ⅰ、探究分解过氧化氢溶液的快慢和方法
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你通过平时实验和分析,请回答:
(1)上述三个实验中过氧化氢溶液分解速度最快的是 (填实验编号).
(2)在实验①中,如果加入少量FeCl3溶液,观察到试管中溶液立即产生气泡,这表明FeCl3在这一反应中起到 作用.
(3)在实验②中,检验过氧化氢分解得到氧气的方法是 .
Ⅱ.探究实验室分解过氧化氢溶液制取氧气
请你对下面实验室用分解过氧化氢溶液制取氧气的三个实验装置进行分析,并回答:
(1)上述甲、乙和丙三种装置,从实验药品的利用率和对气体的控制等角度来考虑,你认为实验装置 相对较好.
(2)收集一瓶氧气可采取的方法有 (填序号).
A排水集气法 B.向上排空气法 C.向下排空气法
(3)在实验丙中,用注射器取过氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )氢溶液30mL(密度约为l g/mL),向锥形瓶中加入少量MnO2,按图装配好仪器并称量,总质量为l47.6g,当将30mL过氧化氢溶液缓慢注入锥形瓶中直到无气体放出为止(假定过氧化氢已完全分解,水蒸气逸出忽略不计),称得该装置的总质量为146.0g.对上述数据处理并计算,该过氧化氢溶液的质量分数约为 (结果精确到0.1%).
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2.1 性质活泼的氧气
参考答案与试题解析
一.填空题(共10小题)
1.(1)实验室中,我们通常使用下面三种方法来制取氧气:
2H2O22H2O+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
如图是制备时的常用装置如图1:根据你对上述内容的理解,回答下列问题;
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①装置C的名称是 洗气瓶 ;
②一般采用双氧水制取氧气的理由是 装置简单,不需要加热 ;
③采用高锰酸钾制取氧气选用的发生装置是 A ;
④采用氯酸钾制得的氧气有刺激性气味,是因为氯酸钾分解时会产生少量的氯气.可利用 C (填序号)装置,并向其中加入 氢氧化钠 溶液除去;
⑤三种制氧方法中都出现二氧化锰,他们的作用有何不同? 前两种制法中作为催化剂,在高锰酸钾中作为产物 .
信息提供:氯气有毒,会对上呼吸道黏膜造成伤害,症状严重时会致人死亡,少量氯气通过碱溶液除去.
(2)苏打水是碳酸氢钠的水溶液,有弱碱性 ( http: / / www.21cnjy.com ).医学上外用可消毒杀菌,饮用可改变酸性体质,保持人体内的酸碱平衡.如图是某品牌苏打水的图片如图2和配料表,读图完成下面问题:
①根据配料表可以发现:苏打水成分中的无机物有 硫酸镁、水 ,有机物有 食用香精、白砂糖 (每空至少填两种物质)
②请你设计实验证明该品牌苏打水含有碳酸氢钠.
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考点: 实验室制取氧气的反应原理;氧气的制取装置;氧气的收集方法;催化剂的特点与催化作用;碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙;有机物与无机物的区别.
专题: 压轴实验题;常见的盐 化学肥料;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: (1)①熟悉常用仪器的名称和用途;
②根据用双氧水制取氧气的装置的特点分析;
③根据用高锰酸钾制取氧气的反应物的状态和反应条件分析;
④根据氯气的性质分析;
⑤根据三种制氧方法中二氧化锰的特点进行分析回答;
(2)①根据无机物、有机物的组成特点分析;②根据碳酸氢钠与盐酸反应方程二氧化碳的性质进行设计实验.
解答: 解:(1)①装置C的名称是洗气瓶;
②双氧水制取氧气,装置简单,不需要加热;
③用高锰酸钾制取氧气属于加热固体制取气体,应选用装作是A;
④用氯酸钾分解制取氧气时时会产生少量的氯气,应除去,由于氯气能与碱液反应.所以,可利用C装置,并向其中加入氢氧化钠溶液除去;
⑤三种制氧方法中都出现二氧化锰,但他们的作用不同:前两种制法中作为催化剂,在高锰酸钾中作为产物;
(2)①由苏打水的配料表可知,硫酸镁、水是不含碳的化合物,属于有机物.食用香精、白砂糖是含有碳元素的化合物,属于有机物;
②由于碳酸氢钠在滴加盐酸时由二氧化碳气体生成.所以,设计实验如下表:
( http: / / www.21cnjy.com )故答为:(1)①洗气瓶;②装置简单,不需要加热;③A;④C,氢氧化钠;⑤前两种制法中作为催化剂,在高锰酸钾中作为产物;(2)①硫酸镁、水,食用香精、白砂糖;②见上表.
点评: 本考点主要考查了仪器的名称、 ( http: / / www.21cnjy.com )气体的制取装置和收集装置的选择,同时也考查了物质的检验、化学方程式的书写等知识,综合性比较强.气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关.本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.
2.人教版新课标化学教材九年级上册(2 ( http: / / www.21cnjy.com )012教育部审定)“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣.
【实验探究】
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【实验结论】
(1)A中产生的气体是 氧气 ;
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的 质量 和 化学性质 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式 2H2O22H2O+O2↑ .
【实验评价】
(1)设计实验Ⅳ的目的是 氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 ;
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 .
【实验拓展】
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂.下列有关催化剂的说法中正确的是 B .
A.MnO2只能作为氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
E.酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类.
考点: 催化剂的特点与催化作用;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;科学探究.
分析: 【实验结论】(1)根据氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃进行解答;
(2)根据实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂进行解答;
(3)根据氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答;
【实验评价】(1)根据二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答;
(2)根据若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答;
【实验拓展】根据催化剂的含义进行解答.
解答: 解:【实验结论】(1) ( http: / / www.21cnjy.com )氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃,所以有实验现象A试管中产生气泡,带火星木条复燃,可知A中产生的气体是氧气;故填:氧气;
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;故填:质量;化学性质;
(3)氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气,化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑;故填:2H2O22H2O+O2↑;
【实验评价】(1)二氧化锰也能做过氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )氢分解生成氧气的催化剂,所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;故填:氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;故填:二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;
【实验拓展】A.MnO2不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂,还可以作其他反应的催化剂,故A错误;
B.根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂,故B正确;
C.催化剂不只是加快化学反应的速率,还能减慢化学反应的速率,故C错误;
D.用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物,例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物,故D错误;
E.酶是一种重要的生物催化剂,它不属于糖类,故E错误.故选:B.
点评: 此题考查了催化剂的特点与催化作用,以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题,锻炼了学生分析问题解决问题能力.
3.为了探究酸碱性对唾液淀粉酶催化作用的影 ( http: / / www.21cnjy.com )响,小明利用蒸馏水、1%淀粉溶液、稀释的唾液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碘液等材料进行实验.请你完成相应的实验设计和问题分析.
【实验设计】
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【问题与分析】
正确操作后,小明观察到A试管 ( http: / / www.21cnjy.com )呈蓝色,而B试管没有出现预期的蓝色.他想:为什么B试管不呈蓝色?他推测可能是氢氧化钠溶液变质或者B试管中液体碱性太弱.在老师的帮助下,他证实了氢氧化钠溶液没有变质,且B试管中液体碱性强度足以抑制酶的催化作用.请你对B试管没有出现蓝色作出一种合理的猜测: 碘液可能与氢氧化钠发生了反应(或淀粉溶液可能与氢氧化钠发生了反应) .
考点: 催化剂的特点与催化作用.
专题: 实验性简答题;压轴实验题.
分析: 步骤一:在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的实验除了这种条件不同以外,其它条件都相同的实验,叫对照试验.
步骤二:要设置相同的实验条件,就必须控制温度相同;
问题与分析:猜测可以从试管中所含有的物质之间是否发生化学反应入手分析.
解答: 解:(1)在研究酸碱性对唾液淀 ( http: / / www.21cnjy.com )粉酶催化作用的影响时,所进行的实验除了酸碱性不同以外,其它条件都应该相同,从步骤一可以得知稀盐酸呈酸性,氢氧化钠溶液呈碱性,所以还差的一个就是呈中性的物质,结合实验所给的材料,蒸馏水是呈中性的,所以C试管应加入1毫升蒸馏水和1毫升唾液,可以满足对照实验的要求,故答案为:l毫升蒸馏水和1毫升唾液;
(2)要设置相同的实验条件,就必须控制 ( http: / / www.21cnjy.com )温度相同,所以步骤二可以同时将三支试管放人盛有37℃的水中,恒温水浴,达到控制实验条件的目的,故答案为:同时将三支试管放入盛有37℃的水中,恒温水浴
(3)从试管B中加入的物质来分析,B试管 ( http: / / www.21cnjy.com )中有1毫升氢氧化钠溶液和1毫升唾液,还有一滴碘液,所以我们猜测碘液可能与氢氧化钠发生了反应或者是淀粉溶液可能与氢氧化钠发生了反应,故答案为:碘液可能与氢氧化钠发生了反应(或淀粉溶液可能与氢氧化钠发生了反应).
点评: 科学探究中,控制变量和设置对照实验是设计实验方案必须处理好的两个关键问题.
4.以下是实验室常用部分仪器:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)指出图中仪器的名称:④ 长颈漏斗 ;
(2)小李同学选择仪器制取并收集氧气,已知他 ( http: / / www.21cnjy.com )使用了仪器①③⑤⑥,那么他还需要使用上图仪器中的 ⑧⑨ 填序号);该发生装置检查气密性的方法是:把导管的一端浸在水里,用手紧贴试管外壁,若导管口有 气泡冒出, ,则说明该装置不漏气.
(3)小张同学正在收集一瓶CO2,不知是否收集满了,其验满方法是 将燃着的木条平放到集气瓶口,若木条熄灭,证明CO2已收满 .
(4)某兴趣小组选用上述仪器,用锌粒和稀硫酸制氢气,锌粒反应完后,发现还有较多的灰黑色固体物质,从反应后的混合物中分离得到该灰黑色固体的操作方法是 过滤 .
提出问题:灰黑色固体物质的成分是什么呢?
提出猜想:①可能含有单质碳;②可能含有单质铜;③可能还有其它物质
设计实验:请设计实验用化学方法证明该灰黑色固体物质中是否含有单质碳和单质铜.完成下表(不一定要填满):
( http: / / www.21cnjy.com )反思讨论:上述各步反应完全后,兴趣小组的同学还收集到了少量剩余黑色固体物质,为了进一步探究剩余固体物质的成分,兴趣小组的同学讨论后,认为用初中化学知识无法解决,你对下一步的探究学习活动的合理建议是:首先 查阅资料 .
考点: 氧气的制取装置;实验探究物质 ( http: / / www.21cnjy.com )的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;检查装置的气密性;常用仪器的名称和选用;二氧化碳的检验和验满;金属的化学性质;碳的化学性质.
专题: 实验性简答题;压轴实验题;物质的制备;物质的鉴定题.
分析: (1)④为实验室常用的仪器,只要熟记常见仪器即可得出答案.
(2)从发生装置和收集装置所用的仪器进行分析;根据大气压的知识进行分析.
(3)只要证明瓶口是二氧化碳就说明二氧化碳已收集满.
(4)从分离混合物的几种方法进行分析; ( http: / / www.21cnjy.com )通过检验灼烧后的产物中是否有二氧化碳来确定黑色固体中是否有单质碳;通过检验灼烧后的产物与稀酸反应所得溶液中是否有铜离子来确定黑色固体中是否有单质铜.
解答: 解:(1)熟记常用仪器的名称可知④为长颈漏斗.
(2)实验室制取氧气所选的发生装置可以是 ( http: / / www.21cnjy.com )固﹣固加热型,也可以是固﹣液不加热型,但所使用的仪器中已经有酒精灯,因而使用的是固﹣固加热型的发生装置,发生装置应选的仪器有①⑤⑥,根据发生装置中试管的开口方向,收集装置中的导气管只能用⑧,从而确定是用排水集气法收集,还要用到③和⑨;用手紧握试管外壁,试管内的气体受热膨胀,压强增大,气体会向装置外排出,若装置不漏气,会看到导管口有气泡冒出.故答案为:⑧⑨有气泡冒出
(3)二氧化碳能使燃着的木条熄灭,验满时应将燃着的木条放在集气瓶口部.故答案为:将燃着的木条平放到集气瓶口,若木条熄灭,证明CO2已收满
(4)分离固体和液体和混合物一般用过滤的方法.故答案为:过滤
若灰黑色固体中有碳,在空气中灼烧产 ( http: / / www.21cnjy.com )物中应有二氧化碳,通过检验二氧化碳的存在来确定灰黑色固体中有碳;若灰黑色固体中有铜,在空气中灼烧会生成氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应会生成硫酸铜,溶液变蓝色.
故答案为:步骤1.将灰黑色固体充分灼烧,再将生成的气体通入澄清石灰水中;石灰水变浑浊,证明灰黑色固体中含单质碳,否则不含单质碳.
步骤2.向灼烧后的固体中加稀硫酸;溶液变蓝色,证明灰黑色固体中含单质铜,否则不含单质铜.
查阅资料
点评: 本道题中单质碳和单质铜的检验方法比较麻烦,单质碳和单质铜不能直接检验,需要通过检验其灼烧后的产物来确定单质碳和单质铜的存在.
5.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生化学反应.如图所示是碳粉、红磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小明是个善于思考、善于总结的学生.做完实验后,他发现了一些共同点:在反应条件方面,三个实验都要 点燃 ,在能量变化方面,三个实验都是 放热 反应(填“吸热”或“放热”),在反应基本类型方面,三个化学反应都是 化合
反应.
(2)小明同时也总结出在生成物的种类、生成物的状态和观察到的实验现象三个方面存在不同.请你替小明同学填写空格:
乙中生成物的化学式是 P2O5 .
丙中观察到的反应现象是 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体 .
(3)小明还总结出:三个实验的集气瓶底部都放有少量水,其中甲集气瓶底部放少量水的目的是 吸收二氧化硫,防止污染大气 .
考点: 氧气的化学性质.
专题: 压轴实验题;氧气、氢气的性质与用途.
分析: (1)根据碳粉、红磷、铁丝在氧气中燃烧的条件,现象,反应特点分析解答;
(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,并据铁丝燃烧实验现象回答;
(3)硫燃烧生成的二氧化硫有毒,能溶于水,据此分析解答.
解答: 解:(1)碳粉、红磷、铁丝在 ( http: / / www.21cnjy.com )氧气中燃烧都需要点燃,反应都放热;碳和氧气点燃反应生成二氧化碳,硫和氧气点燃反应生成二氧化硫,铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,三个反应均是两种物质反应生成一种物质,属于化合反应;
(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,铁丝燃烧的反应现象是剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;
(3)甲集气瓶底部放少量水的目的是吸收生成的二氧化硫,防止污染大气;
故答案为:(1)点燃;放热;化合;
(2)P2O5;剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体;吸收二氧化硫,防止污染大气.
点评: 掌握碳、红磷、铁丝燃烧的实验现象、反应原理、注意事项是解答此类试题的基础和关键.
6.在我校实验室实施的扬州市2011年 ( http: / / www.21cnjy.com )中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
( http: / / www.21cnjy.com ) [实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.② MnO2用量多,成本高 .
[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2?
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl﹣,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+;
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl﹣;
你认为最不可能的是 甲 同学的猜想,理由是 过氧化氢溶液中有水 .
同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论: FeCl3溶液中的Cl﹣不能催化分解H2O2 .
[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的 Fe(NO3)3溶液 ,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2] 试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃 .
对应结论: 起催化作用的是Fe3+ .
[拓展研究]
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(1)指出仪器名称:A 分液漏斗 B 锥形瓶
(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式 2H2O22H2O+O2↑ .
(3)图一可通过观察 反应产 ( http: / / www.21cnjy.com )生气泡快慢 来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是 使酸根相同,排除酸根的影响因素 ,你认为药品还可以作何改进? 将FeCl3改为Fe2(SO4)3
.
(4)检查图二装置气密性的 ( http: / / www.21cnjy.com )方法是: 关闭 (填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性 良好 (填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是 A
(填序号:A.一定时间内收集到的气体体积 B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
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[交流讨论]从上表中还能得出的结论是: H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快 .
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考点: 催化剂的特点与催化作用;影响化学反应速率的因素探究;有关溶质质量分数的简单计算;根据化学反应方程式的计算.
专题: 压轴实验题;科学探究.
分析: I、(1)根据溶质质量分数的计算公式进行计算;
(2)根据过氧化氢分解的方程式,由氧气的质量求出过氧化氢的质量,再有溶质质量分数的计算公式进行计算;
II、[实验记录]根据MnO2、FeCl3、CuSO4三种催化剂的用量及成本分析MnO2的缺点;
[实验猜想]根据过氧化氢溶液中含有水,分析最不可能的猜想;
[实验现象1]根据实验的现象分析结论;
[实验过程2]为了Fe3+验证对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中加入少量的Fe(NO3)3溶液;
[实验现象2]根据实验的现象分析结论;
[拓展研究]
(1)熟悉常用仪器的名称和用途;
(2)根据反应物、生成物及反应条件写出反应的方程式;
(3)根据图一的实验,通过观察产生气泡的快来比较催化效果;根据CuSO4和FeCl3的酸根不同分析;
(4)根据大气压内外相等来检验装置的气密性,利用注射器可以测定出生成的氧气的体积.
[交流讨论]根据表中数据比较过氧化氢的质量分数与产生氧气的快慢.
解答: 解:I、(1)设需要10%双氧水的质量是X,则X×10%=1500g×6% 解得:X=900g;
(2)设生成9.6g氧气需要过氧化氢的质量为Y,
2H2O22H2O+O2↑
68 32
Y 9.6g
解得:Y=20.4g
现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数为:=8.04%
II、[实验记录]由MnO2、FeCl3、CuSO4三种催化剂的用量及成本分析MnO2的缺点是:MnO2用量多,成本高;
[实验猜想]由过氧化氢溶液中含有水可知,最不可能的是甲同学的猜想,理由是过氧化氢溶液中有水;
[实验现象1]由向H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,不能使带火星的木条复燃可知,FeCl3溶液中的Cl﹣不能催化分解H2O2;
[实验过程2]为了验证Fe3+对H2O2的催化分解,另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的Fe(NO3)3溶液;
[实验现象2]试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃;对应结论:起催化作用的是Fe3+;
[拓展研究]
(1)右图是可知标号仪器的名称是A是分液漏斗,B是锥形瓶;
(2)以FeCl3为催化剂的2H2O2分解反应的化学方程式是:2H2O22H2O+O2↑;
(3)由反应产生气泡快慢来比较催化效果,由 ( http: / / www.21cnjy.com )于CuSO4和FeCl3的酸根不同;为了排除酸根离子的不同带来的干扰,可以将将FeCl3改为Fe2(SO4)3;
(4)由装置的特点及压强的变化可知,检查图二 ( http: / / www.21cnjy.com )装置气密性的方法是:关闭仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性良好.该组同学利用图二所示实验需测量的数据是一定时间内收集到的气体体积;
[交流讨论]由表中的数据可知,H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快.
故答为:I、[配制溶液](1)900g;(2 ( http: / / www.21cnjy.com ))8.65%;II、[实验记录]MnO2用量多,成本高;[实验猜想]甲,过氧化氢溶液中有水;[实验现象1]FeCl3溶液中的Cl﹣不能催化分解H2O2;[实验过程2]Fe(NO3)3溶液;[实验现象2]试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃,起催化作用的是Fe3+;[拓展研究](1)分液漏斗,B是锥形瓶;
(2)2H2O22H2O+O2↑;(3)反应产生气泡快慢,使酸根相同,排除酸根的影响因素,将FeCl3改为Fe2(SO4)3;(4)关闭,良好,A;[交流讨论]H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快.
点评: 本题是一道实验探究、计算等的综合题,全面地考查了学生的实验、计算的能力,只有全面地掌握了有 关的化学知识才能完成本题.
7.某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验.
(1)甲同学选用如图所示的装置制取氧气.
写出仪器B的名称: 集气瓶 .
②甲同学应选取的试剂是Mn02和 H2O2 (填化学式),
Mn02固体在该反应中起 催化 作用.
③除用排水法外,甲同学还可选择 向上排空气 法收集氧气.
④实验前,甲同学先向仪器A中 ( http: / / www.21cnjy.com )加入水,然后将导管放人水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现.该实验操作的目的是 检验装置的气密性 .
(2)乙同学称取一定质量KMn04放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,该反
应的化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ .实验结束时,乙同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想l:反应生成的MnO2分解放出02;
猜想Ⅱ:反应生成的K2Mn04分解放出O2
做出上述猜想的理由是 K2Mn04和MnO2都是含有氧元素的化合物 .
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
①第一组同学取一定质量的Mn02,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得Mn02的质量不变.则猜想 I 错误.
②第二组同学取K2Mn04在25 ( http: / / www.21cnjy.com )0℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是 检验是否有氧气生成 .
【拓展延伸】实验发现,K2MnO4受热只能部分分解,经分析可能是生成物K2O对其分
解产生影响.请设计实验方案验证: 取等量的 ( http: / / www.21cnjy.com )固体于两支试管中,一支试管中加入氧化钾,一支试管中不加氧化钾.用同样火焰的酒精灯加热,用相同规格的集气瓶,用排水法收集气体,收集一瓶氧气,所用时间作比较,确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系..
【实验反思】通过以上实验探究,你对“问题的发现与解决”有何认识? 必须通过认真分析,用实验来加以证明 .
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考点: 实验室制取氧气的反应原理;猜想 ( http: / / www.21cnjy.com )与事实验证;实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素;检查装置的气密性;氧气的制取装置;氧气的收集方法;催化剂的特点与催化作用;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;综合实验题.
分析: (1)熟悉常见仪器,了解名 ( http: / / www.21cnjy.com )称;②根据反应装置和所提供药品,确定另一种药品;根据二氧化锰在反应中的表现了解作用;③根据氧气的密度和溶水性考虑收集方法;④实验前要检验装置的气密性;
(2)根据反应物、反应条件、生成物写出化学反应式;
【提出猜想】有氧气生成就要有氧元素存在;
【实验验证】要验证猜想II,可以用验证氧气的方法来确定氧气的有无,可以用带火星的木条深入收集的气体中,观察现象;
【拓展延伸】使两者形成对比,取等 ( http: / / www.21cnjy.com )量的K2MnO4,其中一个加入K2O,另一个不加K2O,各自收集一瓶氧气,看所用的时间长短来确定,是否是K2O的影响;
【实验反思】总结实验的分析和解决过程,然后了解到需认真分析,并根据科学的方法去验证.
解答: 解:(1)图中B是集气瓶.
故答案为:集气瓶;
②如图装置适合固液不加热反应,我们可以 ( http: / / www.21cnjy.com )用过氧化氢溶液和固体二氧化锰反应制取氧气,其中二氧化锰在反应前后性质和质量都不发生变化,所以二氧化锰起催化作用.
故答案为:H2O2、催化;
③因氧气的密度大于空气的密度,不易溶于水,所以除用排水法收集外,还可以用向上排空气法收集.
故答案为:向上排空气法;
④这种做法可以使装置内外形成压力差,看装置是否漏气.
故答案为:检验装置的气密性;
(2)加热高锰酸钾制取氧气的化学反应式是:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
故答案为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
【提出猜想】K2Mn04和MnO2都是含有氧元素的化合物,所以我们可以猜想有氧气生成.
故答案为:K2Mn04和MnO2都是含有氧元素的化合物.
【实验验证】①根据质量守恒定义和冷却后测得Mn02的质量不变可知,猜想I是错误的,故答案为:I;
②我们可以用验证氧气有无的方法去判断是否有氧气的生成,如用带火星的木条,深入收集的气体中,如果木条复燃说明有氧气生成.
故答案为:检验是否有氧气生成.
【拓展延伸】我们可以用如下实验验证 ( http: / / www.21cnjy.com ):取等量的固体于两支试管中,一支试管中加入氧化钾,一支试管中不加氧化钾.用同样火焰的酒精灯加热,用相同规格的集气瓶,用排水法收集气体,收集一瓶氧气,所用时间作比较,确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系.
故答案为:取等量的固体于两支试管中, ( http: / / www.21cnjy.com )一支试管中加入氧化钾,一支试管中不加氧化钾.用同样火焰的酒精灯加热,用相同规格的集气瓶,用排水法收集气体,收集一瓶氧气,所用时间作比较,确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系.
【实验反思】要想发现问题,必须细心认真 ( http: / / www.21cnjy.com );要想解决问题,必须认真分析问题的原因所在,并用实验去验证,故答案为:必须通过认真分析,用实验来加以证明.
点评: 本题考查制取氧气的实验以及相关问题,还有验证猜想的实验设计,要同学们具有综合的化学知识才可做好此题.
8.氧气是人体生命所必需 ( http: / / www.21cnjy.com )的,在一般情况下,人可以呼吸空气中的氧气,但在特殊情况下,如在核潜艇里工作的人员,如何获得氧气呢?研究表明用“金属过氧化物处理系统”使氧“再生”具有良好的实际应用价值.已知:淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2.
(1)你认为用这种方法制氧气的优点是 常温下进行,节约能源、消耗人呼出的二氧化碳 ;
(2)小明欲探究过氧化钠吸收和释放的气体之间体积关系以及反应的热效应,设计实验如下,请回答下列相关问题:
①简述检查装置气密性的方法 推动A注射器的活塞,则B中活塞向右移动则气密性良好 ;
②向U形管内盛装过量的Na2O2药品,注射器中为二氧化碳气体,连接好装置.药品为什么需过量 确保二氧化碳完全反应,得到纯净的氧气 ;
③缓缓推动注射器A活塞,片刻,可以观察到温度计液柱明显上升,
说明反应 放热 (填“吸热”或“放热”),同时还可以观察到固体粉末发生变化的现象是 黄色变白 ;
(3)小红同学通过查阅资料了解到Na2O2还能与水反应,化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.于是她根据这一原理设计了一种测定Na2O2的纯度的方法:①称取20g样品于一只质量为45g的锥形瓶中;②一次性加入20mL蒸馏水后将锥形瓶放置在电子天平上,观察显示数字的变化,并记录(数据见下表);③进行计算.
\a.从上表数据判断, 240 秒时已经反应完全;
b.请你帮小红同学计算此样品中Na2O2的纯度为 78% (不需要写出计算过程).
(4)Na2O2露置在空气中容易发 ( http: / / www.21cnjy.com )生变质,如何检验已经变质,简述实验方法、现象和结论.取样品少许于试管中,加入稀盐酸,若产生气体,通入石灰水,石灰石变浑浊,说明已变质 .
( http: / / www.21cnjy.com )
考点: 实验室制取氧气的反应原理;药品是否变质的探究.
专题: 压轴实验题;实验方法和过程的探究.
分析: (1)在特殊情况下,核潜艇里工作的人员利用淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气,这也体现出此方法制氧气的优点;
(2)①根据装置特点探究 ( http: / / www.21cnjy.com )装置气密性的检查方法;②向U形管内盛装过量的Na2O2药品,注射器中为二氧化碳气体,连接好装置,根据特殊情况下,核潜艇里工作的人员生活情况探究药品为什么需过量;③由温度计显示此反应放出热量,同时还可以观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色.
(3)a.仔细观察上表数据即可判断 ( http: / / www.21cnjy.com )20gNa2O2与20mL水反应的时间;b.根据表中数据计算出生成的氧气的质量,再根据Na2O2与水反应的化学方程式计算此样品中Na2O2的纯度为;
(4)根据Na2O2露置在空气中能与二氧化碳反应生成碳酸钠发生变质,设计实验,验证Na2O2是否变质.
解答: 解:(1)在特殊情况下, ( http: / / www.21cnjy.com )核潜艇里工作的人员利用淡黄色的过氧化钠固体在常温下即能与二氧化碳反应生成氧气,用这种方法制氧气的优点是:常温下进行,节约能源、消耗人呼出的二氧化碳;
(2)①检查装置气密性的方法:推动A注射器的活塞,则B中活塞向右移动则气密性良好;
②向U形管内盛装过量的Na2O2药 ( http: / / www.21cnjy.com )品,注射器中为二氧化碳气体,连接好装置,根据特殊情况下,核潜艇里工作的人员生活情况分析药品过量的原因:确保二氧化碳完全反应,得到纯净的氧气;
③由温度计显示此反应放出热量,说明此反应为放热反应,同时还可以观察到淡黄色的固体粉末逐渐变为白色的现象.
(3)a.仔细观察上表数据 ( http: / / www.21cnjy.com )即可判断20gNa2O2与20mL水完全反应的时间是240秒;b.根据表中数据计算出生成的氧气的质量是85g﹣81.8g=3.2g,再根据Na2O2与水反应的化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.计算此样品中Na2O2的纯度为:78%.
(4)Na2O2露置在空气中容 ( http: / / www.21cnjy.com )易发生变质,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2.简述用实验方法检验其变质的过程:取样品少许于试管中,加入稀盐酸,若产生气体,通入石灰水,石灰石变浑浊,说明已变质.
故答案为:
(1)常温下进行,节约能源、消耗人呼出的二氧化碳;
(2)①推动A注射器的活塞,则B中活塞向右移动则气密性良好;②确保二氧化碳完全反应,得到纯净的氧气;③放热,淡黄色变为白色.
(3)240,78%;
(4)取样品少许于试管中,加入稀盐酸,若产生气体,通入石灰水,石灰石变浑浊,说明已变质.
点评: 此题探究过氧化钠固体在常温下与二氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )碳反应原理、现象、用途等知识点,涉及知识面很广,探究问题较多,是锻炼学生能力的一道不可多得的好题.
9.在一次化学实验课上,老师拿出了两 ( http: / / www.21cnjy.com )瓶无标签的药品,分别是固体和液体,老师分别从中取出少量放入同一试管中,立即产生一种无色气体,同学们对此展开了一系列探究,请你参与探究并回答下列问题.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)写出图中带标号仪器的名称:① 酒精灯 ,② 集气瓶 .
(2)①此气体是什么物质?验证它的方案如下:
【猜想】此气体可能是(填化学式) O2 ;
【实验步骤】 分别取少量固体和液体放入试管中,并将带火星的木条伸入到试管内 ;
【现象与结论】 木条复燃,说明是氧气 .
②请根据该猜想写出一个实验室制取该气体的化学方程式 2H2O22H2O+O2↑ .
③请从图中选择制取该气体 ( http: / / www.21cnjy.com )的发生装置(填序号) B ,收集装置 C(或E) ,选择此收集装置的理由是 氧气不易溶于水且不与水发生反应(或密度比空气大)
.
(3)此气体还有可能是另 ( http: / / www.21cnjy.com )外一种气体(填化学式) CO2 ,实验室制取该气体的化学方程式是 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ .
考点: 氧气的检验和验满;缺失标签的药品成分的探究;常见气体的检验与除杂方法;氧气的制取装置.
专题: 压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: (1)要熟练掌握各种仪器的名称;
(2)根据反应物和生成气体的性质可以进行合理地猜想,并且能够根据猜想进行正确地实验验证;
(3)根据气体的性质可以做出其它方面的猜想.
解答: 解:(1)①是酒精灯.②是集气瓶.故填:酒精灯;集气瓶.
(2)①该气体是无色的,可能是氧气.故填:O2.
【实验步骤】分别取少量固体和液体放入 ( http: / / www.21cnjy.com )试管中,并将带火星的木条伸入到试管内.故填:分别取少量固体和液体放入试管中,并将带火星的木条伸入到试管内.
【现象与结论】木条复燃,说明是氧气.故填:木条复燃,说明是氧气.
②实验室用过氧化氢和二氧化锰可以制取氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑.
③用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时,不需要加热,应该选择B装置.故填:B.
氧气不易溶于水,密度比空气大,可以用排水法或向上排空气法收集.故填:C(或E);氧气不易溶于水且不与水发生反应(或密度比空气大).
(3)此气体还有可能是二氧化碳.故填:CO2.
实验室制取该气体的化学方程式是:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑.
点评: 本题主要考查如何进行实验探究和化学方程式的书写等方面的知识,书写化学方程式时要注意遵循质量守恒定律.
10.某校研究性学习小组对采用分解过氧化氢溶液制取氧气进行了实验探究.
Ⅰ、探究分解过氧化氢溶液的快慢和方法
你通过平时实验和分析,请回答:
(1)上述三个实验中过氧化氢溶液分解速度最快的是 ③ (填实验编号).
(2)在实验①中,如果加入少量FeCl3溶液,观察到试管中溶液立即产生气泡,这表明FeCl3在这一反应中起到 催化 作用.
(3)在实验②中,检验过氧化氢分解得到氧气的方法是 用带火星的木条伸人试管内,若木条复燃,表明有氧气放出 .
Ⅱ.探究实验室分解过氧化氢溶液制取氧气
请你对下面实验室用分解过氧化氢溶液制取氧气的三个实验装置进行分析,并回答:
(1)上述甲、乙和丙三种装置,从实验药品的利用率和对气体的控制等角度来考虑,你认为实验装置 丙 相对较好.
(2)收集一瓶氧气可采取的方法有 AB (填序号).
A排水集气法 B.向上排空气法 C.向下排空气法
(3)在实验丙中,用注射器取过氧化氢溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液30mL(密度约为l g/mL),向锥形瓶中加入少量MnO2,按图装配好仪器并称量,总质量为l47.6g,当将30mL过氧化氢溶液缓慢注入锥形瓶中直到无气体放出为止(假定过氧化氢已完全分解,水蒸气逸出忽略不计),称得该装置的总质量为146.0g.对上述数据处理并计算,该过氧化氢溶液的质量分数约为 11.3% (结果精确到0.1%).
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考点: 实验室制取氧气的反应原理;影响化学反应速率的因素探究;氧气的检验和验满;有关溶质质量分数的简单计算;根据化学反应方程式的计算.
专题: 压轴实验题;溶质质量分数与化学方程式相结合的计算;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: Ⅰ、(1)根据反应条件和二氧化锰在过氧化氢分解中的作用分析解答;
(2)实验①中,常温分解生成氧气的量很少 ( http: / / www.21cnjy.com ),如果加入少量FeCl3溶液,观察到试管中溶液立即产生气泡,这表明FeCl3能加快过氧化氢的反应速率,在反应中起到催化作用;
(3)检验过氧化氢分解是否得到氧气,可用带火星的木条伸入试管内观察是否复燃进行判断;
Ⅱ、(1)甲装置中双氧水与二氧化锰一旦 ( http: / / www.21cnjy.com )接触则须反应完,无法让反应终止,浪费药品;乙装置通过分液漏斗可控制液体的滴加速度,节约药品;丙装置通过注射器添加双氧水来控制反应速率,并节省药品,提高了药品的利用率,同时 将注射器废物利用,剩余的双氧水易于处理;
(2)据氧气的密度和溶解性选择收集方法;
(3)据质量守恒定律可知,装置减少的质量即是 ( http: / / www.21cnjy.com )反应生成氧气的质量,据氧气的质量结合方程式可计算出过氧化氢溶液中溶质的质量,并进而计算出溶质的质量分数.
解答: 解:Ⅰ、(1)实验①中 ( http: / / www.21cnjy.com ),常温分解生成氧气的量很少;实验②,对试管稍微加热,温度升高,化学反应速率加快,过氧化氢分解速率稍微加快;实验③中加入少量MnO2,二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,可加快分解速率,加入后过氧化氢会迅速分解,所以反应速度最快的是③;
(2)实验①中,常温分解生成氧气的 ( http: / / www.21cnjy.com )量很少,如果加入少量FeCl3溶液,观察到试管中溶液立即产生气泡,这表明FeCl3能加快过氧化氢的反应速率,在反应中起到催化剂的作用;
(3)检验过氧化氢分解是否氧气,可用带火星的木条伸入试管内观察是否复燃进行判断;
Ⅱ、(1)甲装置中双氧水与二 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化锰一旦接触则须反应完,无法让反应终止,浪费药品;乙装置通过分液漏斗可控制液体的滴加速度,节约药品;丙装置通过注射器添加双氧水来控制反应速率,剩余双氧水易于处理,节省了药品,提高了药品的利用率,同时将注射器废物利用;
(2)氧气的密度比空气大且不易溶于水,故可用向上排空气法或排水法收集;
(3)据质量守恒定律可知,反应生成氧气的质量是:l47.6g﹣146.0g=1.6g
设过氧化氢溶液中溶质的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
=
x=3.4g
则过氧化氢溶液中溶质的质量分数是:×100%≈11.3%;
故答案为:
I.(1)③; (2)催化;(3)用带火星的木条伸人试管内,若木条复燃,表明有氧气放出;
Ⅱ.(1)丙; (2)AB;(3)11.3%.
点评: 了解过氧化氢制取氧气的反应原理,氧气的性质等知识,并能结合题意灵活分析解答问题,本题重在考查学生对知识的应用能力.