题目内容

15．右图是实验室常用的两套气体发生装置
①写出编号仪器的名称：a铁架台，如将B装置中仪器b如果换成分液漏斗的目的是能控制反应速率．
②用氯酸钾制取氧气，反应的化学方程式是2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑，在图中选择适合的发生装置是A（填装置编号“A”或“B”）．
③小明在实验中误把CuO当做了MnO2使用，结果发现CuO也能加快氯酸钾的分解速率．为了验证CuO是否能作为KClO3受热分解的催化剂，他反复称重了反应前后CuO的质量，他的目的是为了证明CuO在化学反应前后的质量不变，但小华却认为这还不能证明CuO能做该反应的催化剂，请你说明小华的理由是还应证明CuO在化学反应前后的化学性质不变．
④实验室用双氧水分解也可以制取氧气，相比用氯酸钾制氧气，这种方法的优点有哪些：操作方便、节约能源（或操作安全、制取快速、无污染）．如要制取3.2g氧气，需要分解多少mol的过氧化氢？（通过方程式计算）
⑤氧气可用排水集气法收集，是利用了氧气不易溶于水的性质．如果用向上排气法收集氧气，证明集满的方法是把带火星木条放在集气瓶口，如果复燃，则证明已满．

分析 ①根据实验室常营仪器解答；根据分液漏斗的作用解答；
②根据方程式的写法写出用氯酸钾制取氧气的反应原理；根据反应物的状态推出发生装置；
③根据催化剂的特点进行分析；
④根据化学方程式利用氧气的质量求出水的质量；
⑤根据氧气不易溶于水和支持燃烧的性质解答．

解答 解：①根据实验室常营仪器可知：a铁架台；将B装置中仪器b如果换成分液漏斗的目的是能控制反应速率；
②用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，反应物是氯酸钾，生成物是氯化钾和氧气，反应的化学方程式是：2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$ 2KCl+3O2↑；如果反应物状态是固体与固体反应制取气体时，反应条件需要加热，氯酸钾属于固体所以发生装置选择A；
③在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，所以要证明MnO2 和CuO是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质不变；
④实验室用双氧水分解也可以制取氧气，相比用氯酸钾制氧气，这种方法的优点有：操作方便、节约能源（或操作安全、制取快速、无污染）；
设理论上需要分解过氧化氢的摩尔数为x，3.2g氧气为$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol
2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑   
2               1
x            0.1mol
$\frac{2}{x}=\frac{1}{0.1mol}$
x=0.2mol
⑤氧气可用排水集气法收集，是利用了氧气不易溶于水的性质；如果用向上排气法收集氧气，证明集满的方法是把带火星木条放在集气瓶口，如果复燃，则证明已满．
答案：
①铁架台；能控制反应速率；
②2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$ 2KCl+3O2↑；A；
③CuO在反应前后的质量不变； 还需要证明CuO的化学性质在反应前后不变；
④操作方便、节约能源（或操作安全、制取快速、无污染）；
⑤不易溶于水； 把带火星木条放在集气瓶口，如果复燃，则证明已满．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了实验的注意事项，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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17．我国科学家用滤纸和二氧化钛（TiO2）薄膜制作出一种新型“纳米纸”，又在纳米纸上“铺”一层“萘胺”（C10H9N）染料，制成一种试纸，用于检测食品中亚硝酸盐浓度的高低．下列说法正确的是（　　）
A．二氧化钛由三种元素组成
B．萘胺分子中C、H、N的原子个数比为10：9：1
C．萘胺中共有20个原子
D．这种试纸是一种新型的纯净物
6．用两圆相切表示两种物质可以发生反应，请回答下列问题：
用3个圆形表示C（铁丝）、D（氧气）、E（一氧化碳）三种物质．
（1）将C、D、E三个圆画到图中A、B周围适当的位置，并标出物质名称；
（2）写出发生化合反应的化学方程式：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4、2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2；
（3）写出A与足量B反应的现象红棕色固体逐渐消失，溶液由无色变成黄色．
3．A、B、C、D为初中化学常见的化合物，它们由C、H、O、Na、Cl、Ca中的两种或三种元素组成，相对分子质量均小于100．
（1）取少量A溶液，滴加紫色石蕊试剂，溶液呈蓝色，说明A的水溶液呈碱性，pH大于（填“大于”“小于”或“等于“）7．
（2）向上述溶液中通入少量的气体B，无明显现象，且反应后溶液仍呈蓝色．
（3）向（2）所得溶液中加入一定量C溶液，溶液变浑浊，过滤，滤液仍为蓝色．由此推断，A物质是NaOH（写化学式），产生浑浊的原因是Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓（填化学方程式表示）．
（4）向（3）所得滤液中加入D溶液，有气泡产生，溶液变为红色，有关的化学方程式为2HCl+Na2CO3═2NaCl+H2O+CO2↑，NaOH+HCl=NaCl+H2O，最后所得溶液中的溶质是NaCl、HCl（指示剂除外）．
10．下列说法不正确的是（　　）
A．氯化钠可以用做工业除雪剂
B．人的胃液里含有少量的盐酸，可以帮助消化
C．50mL水和50mL酒精混合后，得到l00mL酒精溶液
D．用熟石灰可以改良酸性土壤
20．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，其反应的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
[设计合理方案]：发生装置选用B（填字母序号，下同），E装置收集气体的合适时机是气泡连续、均匀冒出时．A装置中试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流引起试管炸裂．
[进行科学实验]写出指定仪器的名称：①试管　②集气瓶
（2）在实验室中，可以用加热KMnO4的方法制取氧气．
①[明确实验目的]：用高锰酸钾在实验室里制取氧气：其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．
②[设计合理方案]：发生装置选用A．若用F装置收集氧气，氧气应从a（填“a”或“b”）端通入，用此装置收集氧气，你验证集气瓶中是否已收集满的方法是将带火星的木条放于b导管口处，若木条复燃则收集满了．
③[实验现象分析]：小明在实验过程中看到水槽中的水变成了红色，可能原因是试管口未放棉花．
（3）与A装置相比，用B装置制O2的优点是不需加热，节约能源（合理均可）（至少写一点）．
（4）用G装置做硫在氧气中燃烧实验，燃烧结束后取出燃烧匙，立即用玻璃片盖住瓶口并振荡，若将集气瓶倒转，发现玻璃片被“吸住”而不掉下来（如图甲），你分析其原因是硫燃烧生成SO2，SO2与NaOH溶液反应，导致瓶内气压减小，外界大气压将玻璃片“托住”．
（5）为完成上述（4）中的实验，用10mL量筒量取6mL水时，读数时量筒内的液体凹液面最低处应与乙图中a处（填“a”或“b”）刻度线保持水平．
7．选择下列仪器的序号填在空格内：
①试管 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤漏斗 ⑥胶头滴管 ⑦酒精灯
（1）能在火焰上直接加热的仪器是①．
（2）用来滴加少量液体所要用到的仪器是⑥．
4．炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置见如图：
（1）实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是红色粉末变成黑色，观察到澄清石灰水的现象是澄清的石灰水变浑浊．   
（2）实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是先通入CO再开始加热；
（3）实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是先停止加热再停止通入CO．
（4）实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是防止一氧化碳对大气的污染．
（5）写出CO还原Fe2O3的化学方程式3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（6）实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再
加热，以防发生爆炸．检验装置中的空气已排尽的方法是在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的噗，证明空气已经排尽．
（7）待四氧化三铁完全反应后，停止加热A处，在断开A、B之前应继续通入一氧化碳至A处玻璃管冷却．若不继续通入一氧化碳．可能出现的后果是石灰水回流至A处玻璃管中，导致玻璃管炸裂；反应生成的铁被氧化．
5．某研究小组对用过氧化氢分解的实验条件进行了如下探究．
【实验与现象】
①往盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃．
②往盛有5mLw%过氧化氢溶液的试管中，加入agMnO2，伸入带火星的木条，木条复燃．
③往盛有5mLw%过氧化氢溶液的试管中，加入agFe2O3，伸入带火星的木条，木条复燃．
④将②③反应后试管内剩余物经过滤、干燥、称量，分离出的固体都是ag．
【结论】（1）MnO2、Fe2O3在上述反应中的作用是催化作用．
小华同学对此提出质疑：还需增补一个实验才能确实得出正确结论，其理由是上述实验不能说明MnO2和Fe2O3的化学性质没有改变，需增补的实验是将分离出的固体放入盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中，观察，有气泡产生，再用带火星的木条检验，发现木条复燃．
（2）实验②、③中过氧化氢溶液的浓度（w%）以5%为宜．
【进一步实验】研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．下表选取了部分实验数据：用足量等体积过氧化氢溶液制取相同体积O2所需的时间
浓度
时间（min）
条 件		30%15%5%
加入ag MnO20.20.82.0
加入ag Fe2O37.09.016.0
问题（3）从上表中能得出哪些结论？（写两点）MnO2比Fe2O3催化效果好、浓度越高反应速率越快．

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