题目内容

2．酒精灯是实验室中常用的加热仪器，某兴趣小组同学对酒精灯内焰进行如下探究．
（I）定性研究
甲同学取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中，1～2s后取出，观察到位于焰心的部分没有明显变化，说明焰心温度最低．
（1）写出碳完全燃烧的文字表达式碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
（II）定量研究
乙同学用注射器抽取灯芯和焰心交界处气体（见图一），利用氧气传感器测量氧气的体积分数（见下表）．丙同学利用高温传感器（见图二）测酒精灯灯芯和焰心交界处温度（见下表）．
测量次数第一次第二次第三次
灯芯和焰心交界处氧气体积分数5.93%5.29%6.53%
灯芯和焰心交界处温度/℃236243240
（2）乙、丙同学多次进行测量的目的是减少实验误差带来的影响．
（3）火柴梗燃烧需要氧气的最低含量是14.0%，着火点是270℃，结合上表谈谈你对“火柴梗在焰心处没有明显变化”的认识实验证明，灯芯和焰心交界处的氧气浓度和火焰温度都达不到要求，所以火柴梗在焰心处没有明显变化．
（4）如果考虑抽气时空气的影响，则乙同学测出的氧气浓度比焰心的实际氧气浓度高（“高”或“低”）；另外乙同学所测氧气的体积分数差异的原因可能是（写出两点即可）①注射器针头所在的位置不同，②受到空气影响的程度不同．

分析 （1）根据碳燃烧生成二氧化碳写出反应的文字表达式即可．
（2）根据多次测量可获得更准确数据分析．
（3）根据火柴梗燃烧的氧气要求和火柴的着火点分析．
（4）根据空气中氧气的浓度和实验出现差异的原因分析．

解答 解：（1）碳燃烧生成二氧化碳，反应的文字表达式为：碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
（2）在化学实验过程中，为了获得更准确的数据和信息，减少实验误差带来的影响，要进行多次实验．
（3）从题目信息可知，火柴梗燃烧需要氧气的最低含量是14.0%，着火点是270℃，而实验证明，灯芯和焰心交界处的氧气浓度和火焰温度都达不到要求，所以火柴梗在焰心处没有明显变化．
（4）因为空气中的氧气浓度较大，所以如果考虑抽气时空气的影响，则乙同学测出的氧气浓度比焰心的实际氧气浓度要高；乙同学所测氧气的体积分数差异的原因可能是注射器针头所在的位置不同，还可能是受到空气的影响．
故答案为：（1）碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳；（2）减少实验误差带来的影响；（3）实验证明，灯芯和焰心交界处的氧气浓度和火焰温度都达不到要求，所以火柴梗在焰心处没有明显变化；（4）高；注射器针头所在的位置不同；受到空气影响的程度不同．

点评 本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、掌握常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键．

练习册系列答案
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12．下列反应中，可选用此套发生装置的是（　　）
A．锌粒（固）+稀盐酸（液）→氢气+氯化锌
B．氧化汞（固）$\stackrel{加热}{→}$汞+氧气
C．高锰酸钾（固）$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
D．氯酸钾（固）$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气
13．根据下列实验装置回答以下问题：

（1）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，应选用的气体发生装置是A（填序号）；该反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑，请写出一种用此方法制氧气应注意的问题试管口应放一团棉花等．
（3）如果某气体只能用装置D收集，由此可推测到该气体具有的物理性质有易溶于水、密度比空气的大．
（4）甲烷是一种比空气轻，难溶于水的气体，实验室常用固体无水醋酸钠和碱石灰混合加热的方法来制取，如果请你用上述装置来制取，你能选用的两套组合装置分别是B和C、B和E（填序号）．
10．氯气（Cl2）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2+H2O═HCl+HClO．产物中，次氯酸HClO是一种弱酸．氯气溶于水所得溶液称为氯水．把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色．如图是实验室制取氯气的成套装置图，请填空：

（1）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于固体-液体加热型气体发生装置．
（2）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为向上排空气法，装置戊中可得到氯水
（3）晓红对“氯水使品红试纸褪色”产生兴趣，她所在的学习小组进行了如下探究，请你一起来完成：
【提出问题】氯水中的什么成分使品红试纸褪色？
【猜想】
猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；
猜想2：氯水中的Cl2使品红试纸褪色；
猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；猜想4：氯水中的HClO（填化学式）使品红试纸褪色．
【实验探究】
实验操作实验现象结论
①把品红试纸放入水中品红试纸不褪色猜想1不成立
②把品红试纸放入干燥的氯气中试纸不褪色猜想2不成立
③把品红试纸放入稀盐酸中试纸不褪色猜想3不成立
【结论】学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质．
【反思】向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是石蕊试液先变红色，后褪色．
17．某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰．该小组同学进行了如下探究．
（1）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生．
由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由气态（填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的．
（2）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】
物质熔点╱℃沸点╱℃燃烧时温度╱℃
石蜡50∽70300∽550约600 
铁15352750约1800 
钠97.8883约1400 
由如表可知：物质燃烧能否产生火焰与其沸点（填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关．由此推测：钠在燃烧时，有（填“有”或“没有”）火焰产生．
（3）根据硫在空气或氧气中燃烧的实验事实，请你推测：硫的沸点＜ 硫燃烧时的温度．（填“＞”或“＜”或“=”）
7．下列实验现象描述正确的是（　　）
A．木炭在氧气中燃烧产生明亮的黄色火焰
B．磷在氧气中燃烧产生大量的白色烟雾
C．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，生成带刺激性气味的气体
D．铁在氧气中燃烧火星四射，生成四氧化三铁
14．我校化学兴趣小组测定空气中氧气的含量，并改进教材方案．
【实验方案】选用实验容积为40mL的试管作反应容器，通过导管与容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置．（白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计）
【实验过程】（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前湍从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置的气密性好．
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，可观察现象白磷燃烧，产生大量白烟，放热．写出化学反应方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，燃烧结束，等到试管冷却后再松形式弹簧夹，预测活塞移动到12mL处．
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到活塞的移动现象为先向右移动，再向左移动．
【交流与反思】实际实验中，活塞停止的刻度始终大于理论刻度值．在老师的指导下，同学们利用铁锈原理再次测量空气中氧气的体积分数．
【查阅资料】①脱氧剂的主要成分为铁粉、少许活性炭、少量氯化钠和水．
②铁锈的主要成分化学式为：Fe2O3．
【实验原理】铁生锈消耗氧气和水，生成固体铁锈；氧化钠可以加快铁锈的速率．
【实验过程】
（1）取一个集气瓶，其实际容积是150mL；取一个量筒，内盛有100mL的水．
（2）室温时，先夹紧弹簧夹，将一定量的脱氧剂悬吊在橡皮塞反面，再将橡皮塞旋紧到集气瓶口，将导气管插入量筒水中．2个小时后打开弹簧夹，观察到量筒内的现象液面下降水进入到集气瓶内．
（3）当量筒内水面高度不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在71mL刻度处．
【数据分析】由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是19.3%%．理论上空气中氧气体积分数为21%，请你分析产生这一差异的可能原因是：集气瓶内还有氧气．
11．某学习小组欲利用如图装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空．

（1）写出带标号仪器的名称：①长颈漏斗②集气瓶
（2）若甲同学用高锰酸钾制取较干燥的氧气，则选用的制取装置组合是AD，用此方法收集氧气是利用了氧气密度比空气大的物理性质．证明集气瓶中氧气已收集满的操作方法和现象是将带火星的木条放于集气瓶口，木条复燃．该化学反应表达式是高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．若用G装置收集氧气，则氧气从a端（填a或b）进入．
（3）实验室用F装置与B装置相比制取氧气的优点是可控制反应速率，该化学反应表达式是过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
（4）选用B装置来制取氧气时，小明是“将二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的锥形瓶中”，小亮是“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的锥形瓶中”，为得到平稳的氧气流，小亮（填小明或小亮）的操作更好．
（5）化学上可通过下述反应得到氨气（提示：氨气极易溶于水，密度比空气小）
氯化铵（固）+氢氧化钙（固）$\stackrel{加热}{→}$氯化钙+氨气+水
结合以上实验装置完成下列填空（以下均填序号）：
选用如图中A作为反应的发生装置，采用的收集装置是C
（6）乙同学称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取氧气．实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的氧气大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想 I：反应生成的二氧化锰分解放出氧气；
猜想 II：反应生成的锰酸钾分解放出氧气；
猜想 III：反应生成的锰酸钾和二氧化锰分解都放出氧气．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的二氧化锰，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变，则猜想Ⅰ和Ⅲ错误；
第二组同学取锰酸钾在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把带火星的木条伸入试管中，木条复燃．
【拓展延伸】
实验发现，氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾的分解速率大大加快．则高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中否（是或否）作催化剂，因为高锰酸钾在反应后的质量和性质发生了变化．
12．核电荷数为1-18的元素的原子结构示意图等信息如图，回答下列问题：

（1）铍原子的核电荷数为4．
（2）16号元素的原子在化学反应中比较容易得（填“得”或“失”）电子，该元素属于非金属（填“金属”或“非金属”）元素．
（3）写出表中关于8号元素的一条信息：化学反应中其原子比较容易得到电子．
（4）在第三周期中，各原子核外电子排布的变化规律是原子核外电子层数相同；最外层电子数依次增加．
（5）写出核外电子排布与氖原子相同的阳离子和阴离子符号各一个：阳离子Na+，阴离子O2-．

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