题目内容

1．从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计．科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验．请你按照以上四个步骤，完成以下实验设计，根据如图回答问题：

（1）在实验室中用过氧化氢（H2O2）制取氧气．
[明确实验目的]：用过氧化氢溶液在实验室里制取氧气．
[收集有关资料]过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的符号表达式为：H2O2$\stackrel{MnO_2}{→}$H2O+O2．
[设计合理方案]：若采用分解过氧化氢溶液制取并收集氧气，并且可随时添加液体药品，其实验装置应选用上述仪器中的①③④⑤⑦或②③④⑦（填序号）
[进行科学实验]①长颈漏斗中应放入的物质是过氧化氢溶液，锥形瓶中应放入的物质是二氧化锰．

②要收集一瓶纯净的氧气应选择图中的装置E（填字母）；若用F装置收集氧气，氧气应从a端进入（a或b）
③某同学在用E装置收集氧气，结果发现所收集到的气体不纯，其原因可能是气体收集的过早，装置中的空气没有被全部排出．
④若实验时用此法代替高锰酸钾加热制氧气，优点是过氧化氢溶液分解不需要加热，操作比较简单；（答出一点）
⑤装置B中反应剧烈，据此提出实验安全注意事项是A
A．改用分液漏斗控制液体的滴加速度  B．用体积小的锥形瓶  C．加热反应物
（2）若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体收集装置中的E（填序号），理由是集气瓶中会留有少量水，实验时可把硫燃烧生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空气
（3）在实验室中，可以用加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰固体混合物制取氧气，且二氧化锰是反应中催化剂．反应原理（符号表达式）KClO3$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O2；
（4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气．常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水．若制取并收集氨气，应该从图中选择的发生装置是A，（填序号，下同）收集装置是D或F．

分析 （1）过氧化氢在二氧化锰的作用下分解成水和氧气，据此写出反应的方程式；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；①固体一般从锥形瓶口加入，液体从长颈漏斗口加入；②排空气法和排水法相对来说，排水法收集的气体更纯；③根据实验注意事项分析；④根据操作的简单性及生成的产物分析；⑤根据分液漏斗的作用分析；
（2）根据硫燃烧的生成物分析；
（3）根据催化剂的作用回答，根据反应物、生成物及质量守恒定律分析；
（4）根据氨气的制取方法及氨气的性质选择发生装置和收集装置．

解答 解：（1）[收集有关资料]过氧化氢是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解出氧气，其反应的符号表达式为：H2O2$\stackrel{MnO_2}{→}$H2O+O2．故填：H2O2$\stackrel{MnO_2}{→}$H2O+O2；
[设计合理方案]：采用分解过氧化氢溶液制取并收集氧气，并且可随时添加液体药品，其实验装置应选用长颈漏斗；故填：①③④⑤⑦或②③④⑦；
[进行科学实验]①实验中过氧化氢溶液从长颈漏斗口加入，二氧化锰从锥形瓶口加入；故填：过氧化氢溶液；二氧化锰；
②排空气法和排水法相对来说，排水法收集的气体更纯；因为氧气的密度比空气大，若用F装置收集氧气，氧气应从a端进入；故填：E；a；
③收集到的气体不纯，其原因可能是气体收集的过早，装置中的空气没有被全部排出或集气瓶中没装满水，开始就有空气；故填：气体收集的过早，装置中的空气没有被全部排出；
④根据两种方法的反应条件，可知用过氧化氢溶液分解不需要加热，操作就比较简单；故填：过氧化氢溶液分解不需要加热，操作比较简单；
⑤装置A中反应剧烈，说明可能是反应物浓度太大或滴加速度太快，而分液漏斗可以控制液体滴加的速度；用体积小的锥形瓶不会改变反应速度；加热会加快反应；故选择：A；
（2）若收集氧气供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体排水法收集，因为排水法收集的氧气较纯净，且集气瓶中会留有少量水，实验时可把硫燃烧生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空气；故填：E；集气瓶中会留有少量水，实验时可把硫燃烧生成的二氧化硫吸收掉，防止污染空气；
（3）加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰固体混合物制取氧气，二氧化锰是反应中的催化剂，其反应的符号表达式为：KClO3$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O2；故填：催化剂；KClO3$\stackrel{MnO_2}{→}$KCl+O2；
（4）实验室用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气．所以要选择加热装置；氨气密度比空气小，极易溶于水．所以要用向下排空气法收集；故选：A；D或F；

点评 通过本题学生进一步明确了科学实验的正确步骤，通过分析本题加深了气体收集方法的选取方法，发生装置的选择方法，氧气的验满方法等．

练习册系列答案
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11．实验室许多药品需要密封保存．下列药品需密封保存的原因，解释错误的是（　　）
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6．在学习盐的化学性质时，老师将一定量的碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合，过滤反应后的混合物．老师要求同学们探究滤液中溶质的组成．请你一同参与探究并回答有关问题．
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【提出猜想】
猜想1：滤液中溶质是NaCl；
猜想2：滤液中溶质是NaCl和CaCl2的混合物（填化学式）；
猜想3：滤液中溶质是NaCl和Na　2CO3的混合物．
猜想4：滤液中溶质是NaCl、Na2CO3和CaCl2的混合物．
你认为上述猜想4有错误，理由是碳酸钠和氯化钙不能共存．
【实验探究】
（1）取少量滤液于试管中，滴加2-3滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象．同学们认为猜想3不成立．
（2）另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀产生（填实验现象），证明猜想2成立．
【问题讨论】
小红同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液．你认为小红同学不能（填“能”或“不能”）达到实验目的．理由是氯化钠和氯化钙都能和硝酸银反应生成生成白色沉淀氯化银．
5．碲（Te）被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量NaC1，加热到一定温度，持续通入SO2，待反应一定时间，过滤得到粗碲．
（1）反应的总化学方程式为：TeOSO4+2SO2+3X$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Te↓+3H2SO4，则X为H2O（填化学式）．
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制NaC1浓度和SO2流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：
实验温度/反应时间/h粗蹄沉淀率
A653.065.0
B803.098.9
C802.098.9
d902.097.0
①该小组研究的反应条件是温度和反应时间．
②实验a和b的目的是比较相同时间，不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响．
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是80℃和2.0h．
④为了提升设备利用效率和节约能源，可进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率．若再设计对比实验，选择的反应条件还可以是A（填选项）．
A.80℃，1.5h   B.80℃，2.5h   C.70℃，2.0h  D.95℃，2.0h．
2．请写出下列化学用语：
①氮气N2②硫酸铜溶液中的金属阳离子Cu2+③60个碳原子60C
判断下列化学符号中“3”的含义，并用相应的序号填空．
a．表示一个分子中的原子数目     b．表示元素的化合价
c．表示离子的电荷数              d．表示微粒的数目
①Al3+一个铝离子带有3个单位的正电荷②3H2O：水分子的个数为3③Na$\stackrel{+3}{N}$O2：亚硝酸钠中氮元素的化合价为+3价．
3．为了验证“酸的化学性质”，某班同学在实验室进行如图实验．请分析丙回答相关问题：

（1）图1中1、3孔的现象是1中石蕊试液变红色，3中无明显现象，该实验的目的是验证酸和酸碱指示剂相互作用变色情况；
（2）写出图2中发生中和反应的化学方程式2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O；
（3）写出C试管中的现象固体溶解，溶液变蓝色；
（4）要全面验证酸的化学性质，D试管中能与酸反应的固体单质是铁（写一种即可）
（5）实验完成后，将A、B、C、D四支试管全部废液倒入废液缸内，测得pH=2，则废液中所含溶质有4种（溶质不计指示剂与气体）．

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