题目内容

小松的爸爸给他奶奶买了一台“便携式制氧器”(如图1),小松仔细阅读了说明书,了解了它的工作原理(如图2的示意图)和所用的药品.药品中甲剂是一种白色颗粒状固体,作制氧剂;乙剂是黑色固体,作催化剂.

【提出问题】甲剂的化学成分是什么?
【查阅资料】过碳酸钠是白色粉末或颗粒状固体,遇水或加热等条件下易发生化学反应,可分解生成碳酸钠和过氧化氢,可用于制取氧气,渔业上作水体增氧剂.
【设计与实验】小松把甲剂和乙剂带到实验室与黄老师共同探究.在老师的指导下,验证出甲剂是一种含钠的化合物后,小雨接着进行如下实验:
(实验一)用甲剂和乙剂制取并验证氧气.
(1)①写出仪器a和b的名称:a
 
,b
 

②小雨应选择图3中的
 
(填字母)做气体发生装置.收集装置可用
 
,因为氧气的性质是
 

(2)装置连接完毕,检查装置气密性的方法是
 

(3)小松认为氧气应是由过氧化氢在乙剂催化下产生的.写出下列反应的文字表达式:过碳酸钠分解反应:
 
;反应仓内产生氧气
 

(实验二)取过碳酸钠晶体加入稀盐酸中,将产生的气体依次通过图4装置
①A中观察到浑浊现象,相关反应的文字表达式为
 

②气体经过B(除杂)、C(干燥)后,D中收集到的主要为氧气,请你设计一个个实验,检验D中收集的是氧气【简述实验操作与现象】
 

【反思与评价】(1)小雨选择的气体发生装置,可在实验室中制取另一种常见气体,反应的文字表达式为:
 

(2)小松联想到氧气的获取途径,归纳了图5其他几种常见方法:
①乙反应的文字表达式
 
;乙与丁原理的本质区别是
 

②丙方法通常用二氧化锰做催化剂,若不用催化剂,其可能产生的后果是
 
(选填以下编号).
a.不产生氧气  b.产生氧气质量不变,但速率较慢  c.只能产生很少量氧气且速率慢
③你能补充的一种获得氧气的途径是:
 

(3)由小松查阅到的资料信息可知,保存过碳酸钠应注意:
 
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,检查装置的气密性,常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,催化剂的特点与催化作用,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题:科学探究
分析:(实验一)
(1)①根据常用仪器的名称和用途解答;
②根据发生和收集装置的选择依据、氧气的性质解答;
(2)根据检验装置气密性的方法解答;
(3)根据反应原理书写方程式;
(实验二)
①根据二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的性质解答;
②利用可助燃的特性,可将带火星的木条放于集气瓶内,若木条复燃,则为氧气;
【反思与评价】
(1)B是固液常温型可用来制取二氧化碳;
(2)①根据高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应原理书写表达式;根据两个化学反应的特点判断;
②根据催化剂的性质解答;
③可以用电解水的方法制氧气;
(3)根据题中信息解答;
解答:解:
(实验一)
(1)①根据常用仪器可知仪器分别为试管、分液漏斗;
 ②根据题意,甲剂、乙剂和水在常温下即可反应,属于“固液常温型”,所以选B装置;因为要检验该气体是否是氧气,所以需要的氧气需纯净,选排水法,因为氧气不易溶于水且不与水反应;
(2)检验装置气密性的方法是把导气管放入水中,用手握住锥形瓶,如果导气管口有气泡冒出,则证明气密性好;
(3)过碳酸钠分解反应的表达式过碳酸钠→碳酸钠+氧气;反应仓内产生氧气2H2O2
 乙剂 
.
 
2H2O+O2
(实验二)
①二氧化碳与氢氧化钙反应生成水和碳酸钙沉淀,故答案为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
②利用可助燃的特性,可将带火星的木条放于集气瓶内,若木条复燃,则为氧气;
【反思与评价】
(1)B是固液常温型可用来制取二氧化碳,化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑;
(2)
①高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应原理为2KMnO4
  △  
.
 
 K2MnO4+MnO2+O2↑,属于化学变化,分离液态空气制取氧气是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的,没有产生新物质,是物理变化;
②根据催化剂的性质,催化剂只是改变化学反应速率,不影响生成气体的质量,故选b;
③可以用电解水的方法制氧气;
(3)保存过碳酸钠应注意放在阴凉干燥处.
答案:
(实验一)
(1)①酒精灯  分液漏斗
②B  E   氧气不易溶于水且不与水反应
(2)把导气管放入水中,用手握住锥形瓶,如果导气管口有气泡冒出,则证明气密性好;
(3)过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢   2H2O2
 乙剂 
.
 
2H2O+O2
(实验二)
①Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
②用带火星的木条放在集气瓶内,木条复燃则证明是氧气
【反思与评价】
(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑;
(2)
①2KMnO4
  △  
.
 
 K2MnO4+MnO2+O2↑   乙是化学变化,丁是物理变化
②b
③电解水
(3)放在阴凉干燥处
点评:本题起点高,但落点低,审好题结合氧气的性质、制氧气的装置、碳酸根离子的检验进行解答.熟练掌握氧气的制法,并会根据反应形式判断反应类型,会从装置、操作、是否加热、生成物是否有污染等方面比较方案的优缺点是解答此类题的关键.
练习册系列答案
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科学兴趣小组想研究影响过氧化氢(H2O2)分解速度的因素.在四支试管中分别加入0.2克二氧化锰  (MnO2)粉末如图1,然后加入等量的不同溶质质量分数的过氧化氢溶液,观察气泡产生的速度,记录如下:
实验次数 1 2 3 4
H2O2溶液的溶质质量分数 1% 5% 10% 15%
MnO2质量 0.2克 0.2克 0.2克 0.2克
气泡产生的速度 + ++ +++ ++++
(1)该实验研究的问题是:过氧化氢分解的速度与
 
的关系.
(2)为了检验产生的气体是否为氧气,请你写出检验的方法:
 

(3)实验完毕,可利用过滤法回收剩余溶液中的二氧化锰粉末.在过滤过程中,下列仪器不需要的有
 


(4)如图是实验室制取、收集有关气体的装置图.请按要求回答下列问题:
①用双氧水制取氧气的文字表达式为
 
;②要收集氧气,收集装置可选择上述装置中的
 
或D(填写序号);用D装置收集过程中,当氧气充满集气瓶后,将导管从瓶口处移开,
 
在桌上.
③用发生装置A或B制取氧气时,A与B相比,A的优点是
 

④实验室制取二氧化碳组装仪器时连接玻璃管和橡皮管的方法是先把玻璃管口
 
然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管.
(5)该小组设计了如图2所示的实验装置,既可用于制取气体,又可用于探究物质性质.
①当打开K1、关闭K2时,利用I、Ⅱ装置,可进行的实验是
 
(填字母).
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②当打开K2、关闭K1时,可以利用工、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质.实验室制取二氧化碳的文字表达式是
 
;若要证明二氧化碳能与水发生反应,应向烧杯的水中加入
 

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