题目内容

10．实验室里用氯酸钾制取氧气的装置如图所示，回答下列问题：
（1）写出仪器的名称①试管，②集气瓶，③水槽，③铁架台．
（2）写出试管中发生反应的表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
（3）该装置采用的收集氧气的方法是排水法，说明氧气具有不易溶于水的性质．
（4）除采用该装置收集氧气外，还可以用向上排空气法收集氧气，因为氧气密度比空气大．用此方法收集氧气，检验是否收集满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满．
（5）实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯的是防止水槽内的水倒流回热的试管中，炸裂试管．
（6）实验室还可用上图的反应装置利用高锰酸钾制备氧气，但是要在试管口加放一团棉花，其作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，该反应的表达式是：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（7）工业制取氧气的方法分离液态空气，主要原理是利用液氮和液氧的沸点 不同，属于物理变化．

分析 （1）根据常见仪器的名称、用途进行分析；
（2）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气写出反应的表达式即可；
（3）根据不易溶于水进行分析；
（4）根据氧气的密度比空气的密度大进行分析；根据氧气验满的方法进行分析；
（5）根据用氯酸钾制取氧气时的注意事项进行分析；
（6）根据高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气写出反应的文字表达式即可；根据高锰酸钾制氧气时的注意事项进行分析；
（7）根据工业上制取氧气的方法、原理进行分析解答即可．

解答 解：（1）①是试管；②是集气瓶；③是水槽；④铁架台；
故填：试管；集气瓶；水槽；铁架台．
（2）实验室用氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，该反应文字表达式为：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；
故填：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；
（3）因为氧气不易溶于水，可以用排水法收集；
故填：排水法；氧气不易溶于水；
（4）因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集；氧气能使带火星木条复燃，故检验集气瓶中是否收集满氧气的方法是，将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满；
故填：向上排空气；密度比空气大；将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满；
（5）实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，是为了防止水槽内的水倒流入热的试管，引起试管炸裂；
故填：水槽内的水倒流回热的试管中，炸裂试管；
（6）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，试管口应放一团棉花；
故填：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；
（7）工业上制氧气采用的是分离液态空气法：在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发；由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧，在整个过程中没有生成其它物质，没有新物质生成，属于物理变化．
故填：分离液态空气；沸点；物理．

点评 本题综合考查了学生的基本实验能力，涉及化学方程式的书写、装置选择、实验基本操作等知识，只有综合理解化学知识才能够正确的解答．

练习册系列答案
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20．闪电时空气中有臭氧（O3）生成．下列说法中正确的是（　　）
A．O3和O2混合得到的是纯净物
B．O2比O3稳定
C．空气中O3含量增多可防紫外线，很有益处
D．O3与O2的相互转化是物理变化
1．将一定量的空气依次通过足量的石灰水及浓硫酸，分别被除去的是（　　）
A．二氧化碳、水蒸气B．二氧化碳、氮气C．氮气、水蒸气D．氮气、氧气
18．化学是一门以实验为基础的科学，如图2甲、乙、丙、丁四种途径都可以得到氧气：

（1）写出指定仪器的名称：①试管②集气瓶．
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气（NH3），常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性．现选择合适的装置来制取并收集NH3，应该选择的发生装置是A，收集装置是D．
（3）写出实验室中通过甲、丙两种途径制取氧气的符号表达式：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑、2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；反应的基本类型：甲分解反应．丙．分解反应
（4）工业上常采用途径丁来制氧气，利用氧气和氮气的不同，采取的方法叫，这种方法属于物理变化．
（5）化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作．从实现原料和反应过程的绿色化考虑，你认为在中学化学实验室中，甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，甲（填“甲”、“乙”或“丙”）途径更体现化学实验的绿色化追求．此时应选择的发生装置为B（填写装置的字母代号，下同），要收集一瓶较纯净的氧气应选择的收集装置为E．
5．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
【集体讨论】（1）讨论后同学们认为，为了充分消耗容器中的氧气，最好选择红磷，且实验中红磷的用量应保证足量（或过量）．为了确保实验的成功，在装药品之前应该检查装置气密性；
（2）小组同学共同设计了如图的两套装置，你认为合理的是A（填编号）．
【分组实验】在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
【数据分析】实验结束后，整理数据如下（注：集气瓶容积为100mL）
组别123456
进入集气瓶中水的体积（mL）202119202218
通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
【实验拓展】小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几乎没有进入进入集气瓶．经讨论，同学们一致认为用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是药品要能在空气中燃烧时只消耗氧气；生成物是固体（答一条）．
15．硝酸铜为蓝色固体，溶于水可得蓝色溶液．某实验小组同学用如图装置加热硝酸铜，发现固体由蓝色逐渐变黑，同时产生红棕色有刺激性气味的气体，带火星的木条复燃．
【提出问题】硝酸铜在加热条件下到底发生了怎样的反应？
【查阅资料】
①氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式：
CuO+H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+H2O
②含氮化合物中，只有NO2是红棕色、有刺激性气味的气体．
③NO2有助燃性，能使带火星的木条复燃．
【猜想假设】Cu（NO3）2受热分解除了生成NO2，还可能生成了CuO和O2．
【进行实验】
实验操作实验现象实验结论
步骤Ⅰ：将反应后试管中的固体加水充分溶解、过滤、将干燥后滤渣加入足量稀硫酸溶液中．固体全部溶解，得到蓝色溶液硝酸铜分解生成了氧化铜．
步骤Ⅱ：在图1的试管和集气瓶之间连图所示的装置，重新进行加热硝酸铜的实验．
集气瓶中气体为无色，带火星木条复燃硝酸铜分解生成了氧气
（1）步骤Ⅱ是同学们查阅了新的资料后设计完成的．该资料是关于NO2助燃性、颜色变化方面的性质信息．
（2）设计步骤Ⅱ的目的是验证反应生成了氧气．
【获得结论】
根据实验结果，Cu（NO3）2受热分解的化学方程式为2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑．
【反思与评价】
（3）已知相同状况下，气体的体积比等于其分子个数比．据此，同学们认为，即使没有资料③，依据实验结论和“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象，也能推出NO2可能具有助燃性．理由：
硝酸铜分解生成的二氧化氮和氧气的体积比是4：1，氧气的体积分数是20%，和空气中氧气的体积分数大致相等，而空气中的氧气不能使带火星的木条复燃，因此NO2可能具有助燃性．
（4）一氧化氮不溶水，极易和氧气反应生成NO2；二氧化氮极易和水反应，方程式：2NO+O2═2NO2，3NO2+H2O═2HNO3+NO↑某同学在图1实验中用图2装置收集气体，结果发现图2中的集气瓶未收集到气体，且集气瓶中的液面无变化，请说明原因（用化学方程式）4NO+3O2+2H2O═4HNO3．
2．化学兴趣小组对“影响金属与盐酸反应剧烈程度的因素”进行了探索．
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？
【作出猜想】
a、可能与金属本身的性质有关
b、可能与盐酸的浓度有关
c、…
【活动探究1】为探究猜想a，分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片（所用金属均已用砂纸打磨），然后分别加入相同尝试和质量的稀盐酸，
（1）观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，发生反应的化学方程式是Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑．
（2）放铁片的试管中只产生少量气泡，溶液由无色变为浅绿色．
（3）从实验现象可判断：金属活动性Zn＞Fe（填“＜”“=”“＞”）．
（4）得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是金属的活动性越强，与相同的盐酸反应越剧烈．
【活动探究2】为探究猜想b，设计如图1的装置进行实验，其中注射器用于测量产生氢气的体积．
所用药品，实验数据如表（盐酸足量）：
实验编号选用金属（质量形状相同）盐酸浓度（相同体积）产生氢气的体积/mL
0t1t2t3t4t5
Ⅰ锌片6%012333
Ⅱ锌片3%00.61.21.82.43
（5）请在坐标图2中画出实验编号Ⅱ产生氢气与时间的关系图．
（6）得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是相同条件下，盐酸的浓度越大，金属与盐酸反应越快（“快”或“慢”）．
（7）通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响温度（写一条即可）．
19．对下列事实的解释正确的是（　　）
A．4毫升水和4毫升酒精混合后体积小于8毫升是由于分子不断运动
B．NaOH溶液、Ca（OH）2溶液均显碱性是因为溶液中都含有离子
C．CO和CO2的化学性质不同是由于物质组成元素不同
D．装空气的注射器比装水的注射器容易压缩是因为气体分子间间隔大于液体分子间间隔
20．水是重要资源，下列说法正确的是（　　）
A．污水经沉淀、过滤可除去色素、异味
B．大量使用农药、化肥不会造成水体污染
C．液态水变成水蒸气，分子间隔变大了
D．硬水是混合物，软水是纯净物

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