题目内容

19．从事科学实验的重要环节是进行科学实验的设计，科学实验的正确步骤是：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．请按照以上四个步骤完成以下的实验设计，根据装置图回答问题．

【明确实验目的】实验室制取氧气
【收集有关资料】过氧化氢是液体，二氧化锰催化作用下，迅速产生氧气，高锰酸钾是一种黑紫色的固体，写出一种制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
【设计实验方案】用过氧化氢制取氧气时，可以选择AD或AE（填序号）组装一套装置制取氧气，选择制取气体的发生装置的方法的依据是反应物的状态和条件；
【进行科学实验】
（1）用过氧化氢制取氧气时，要先检验装置的气密性，其方法是用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好；
（2）若用高锰酸钾制取氧气，B装置应该加以改进，改进的方法是试管口放一团棉花，收集氧气可以选用E装置，原因是氧气不易溶于水；
（3）若用高锰酸钾制取氧气，用D收集氧气，验证收集满的方法是用带火星的木条放到瓶口，木条复燃说明收集满；
（4）若用过氧化氢制取氧气，实验室需要1.6g氧气进行性质实验，至少要加入过氧化氢多少g？

分析 【收集有关资料】根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气写出反应的化学方程式即可；
【设计实验方案】根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据生成气体的密度和溶解性选择收集装置；
【进行科学实验】（1）检查装置的气密性有多种方法，原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡；
（2）根据用高锰酸钾制氧气时的注意事项进行分析；根据氧气不易溶于水进行分析；
（3）根据氧气验满的方法进行分析；
（4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，由生成氧气的质量，由反应的化学方程式列式计算出需要的过氧化氢溶液的质量即可．

解答 解：【收集有关资料】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
【设计实验方案】过氧化氢是液体，二氧化锰是固体，反应条件是常温，可选用的发生装置是A；氧气不易溶于水，密度比空气大，因此收集方法可用排水法或向上排空气法，故选择的收集装置可以是D或E；
【进行科学实验】（1）用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好；
（2）用高锰酸钾制氧气时试管口放一团棉花，其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管；收集氧气可以选用E装置，原因是氧气不易溶于水；
（3）检验氧气集满的方法是将带火星木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满；
（4）设需要氧化氢溶液的质量为x，
2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O2↑+2H2O
68         32
x       16g
x=34g
答：至少需要过氧化氢溶液34g；
故答案为：【收集有关资料】2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；【设计实验方案】AD或AE；反应物的状态和条件；【进行科学实验】（1）用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好；（2）试管口放一团棉花；氧气不易溶于水；（3）用带火星的木条放到瓶口，木条复燃说明收集满；（4）34．

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写等，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．

练习册系列答案
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9．下面是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题：
（1）指出图中标有数字的仪器名称：①试管；②铁架台．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选用的发生装置是A（填序号，下同），实验时要在试管口放一团棉花．其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管，用排水法收集氧气的合适时间是气泡均匀连续快速的冒出时．
（3）若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的进行，应选择的发生装置是C，反应的符号表达式是H2O2 $\stackrel{MnO_{2}}{→}$H2O+O2．
（4）若用E装置收集氧气，则氧气应从a（填“a”或“b”）端通入．
 
10．下列变化中，前者属于物理变化后者属于化学变化的是（　　）
A．冰雪融化，蒸汽锅炉爆炸B．干冰升华，白磷自燃
C．钢铁生锈，葡萄酿酒D．呼吸作用，工业制氧气
7．2012年3月22日是第二十届“世界水日”．水与人类的生活和生产密切相关．
（1）节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为．下列有关叙述中不正确的是D．
A．生活中养成良好的用水习惯，尽可能充分利用每一滴水
B．工业废水经过处理达标后再排放
C．水体污染会危害人体健康
D．大量使用农药、化肥，不会造成水体污染
（2）区分软水和硬水常用的物质是肥皂水．
（3）如图所示还水的电解实验，试管2中收集的气体可用带火星的木条来检验．在水通电的反应中，最小粒子是H、O（填符号，下同），保持物质化学性质的最小粒子是H2O．
（4）写出水通电反应的符号表达式2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
（5）下列反应中，不能用来确定水由氢、氧元素组成的是C
A．H2和O2反应     B．电解水    C．H2和Cl2反应     D．H2和CuO反应．
14．水是一种重要的自然资源．下列对水的认识正确的是（　　）
A．在河水中加入明矾可除去所有杂质
B．电解水的实验证明水是由氢气和氧气组成的
C．水有自净能力，未经处理的生活污水可任意排放
D．活性炭可以除去水中的颜色、臭味
4．下列有关氧气的说法中，正确的是（　　）
A．通常状况下，氧气极易溶于水
B．把带火星的木条伸入集气瓶中验满
C．氧气具有可燃性，可用作燃料
D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体
11．下列措施或事故处理方法不正确的是（　　）
A．电器着火时立即用水扑灭
B．厨房煤气泄漏要先关闭阀门，再开窗通风
C．发生一氧化碳中毒，立即转移到通风的地方救治
D．被围困在火灾区时，用湿毛巾捂住口鼻低下身子逃生
8．建立宏观与微观的联系是化学学科特有的思维方式．下列对于宏观现象的微观解释中，错误的是（　　）
A．水通直流电分解--是因为水分子被破坏，形成新的分子
B．“酒香不怕巷子深”--说明了分子在不断运动
C．水和过氧化氢具有不同的化学性质--是因为构成它们的分子不同
D．20mL水与20mL酒精混合后体积小于40mL--是因为分子数目减少
9．2011年9月29日，“长征二号F”T1运载火箭，将中国全新研制的首个目标飞行器“天宫一号”发射升空，为在太空建立中国空间站打下基础．载人航天飞行器的模拟座中，空气更新过程如图所示．

①装置Ⅰ的作用是分离空气、CO2和H2O．
②在装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中发生化学变化的是Ⅱ、Ⅲ（填序号）．
③写出装置III中反应的化学方程式2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．

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