1.实验室常用高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰或过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气,三种方法比较如下:
2.高锰酸钾制取氧气
加热高锰酸钾制取氧气
【实验目的】
学习用高锰酸钾制氧的反应原理;学习排水集气法及氧气的检验
【实验用品】
酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、棉花、胶塞、高锰酸钾
高锰酸钾
【反应原理】
【发生装置】
由于反应物是固体,反应需要加热,所以选择加热固体制备气体的装置。
【收集装置】
由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。
【实验步骤】
①查:检查装置的气密性。
②装:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口放一团棉花,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③定:将试管固定在铁架台上。
④点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥移:把导管移出水槽。
⑦灭:熄灭酒精灯。
【检 验】
将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
【验 满】
(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
【注意事项】
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
②试管口要略向下倾抖,防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水滴倒流回试管底部,使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部(或距离管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热,然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大气泡冒出时,证明已收集满。
⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管,不利于气体的导出。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体逸散。
(3)收集氧气的方法
①氧气不易溶于水,可用排水法收集。
②氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集。
注意:a.凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体,均可用排空气法收集。相同状况下,密度比空气大的气体可用向上排空气法收集,密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体,一般不宜用排空气法收集。
b.用排空气法收集气体时,应将导管伸到接近集气瓶底部,以便于空气的排出。
c.用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净;用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
3.氯酸钾制取氧气
【实验目的】
学习用氯酸钾制氧的反应原理;理解催化剂概念。
【实验用品】
酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、胶塞、氯酸钾
【反应原理】
【实验装置】
和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同(试管口无棉花团)。
4.过氧化氢制氧气
【实验目的】
学习用过氧化氢溶液制氧的反应原理;理解催化剂概念。
【实验用品】
锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、集气瓶、药匙、玻璃片、过氧化氢、二氧化锰、小木条
【反应原理】
【实验装置】
(1)步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗(或分液漏斗)和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗(或分液漏斗)中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
(2)注意的问题
a.用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品;使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b.使用带有长颈漏斗的发生装置时,要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下,以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
5.催化剂
分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用
【实验目的】
1. 学习催化剂概念
2. 了解用过氧化氢制氧的方法
【实验用品】
试管、药匙、过氧化氢溶液、二氧化锰、小木条
【实验现象】
步骤1中带火星的小木条火星闪烁,但未燃烧;步骤2中加入二氧化锰后,产生大量的气泡;步骤3中小木条火星快速闪烁,但仍未燃烧;步骤4中小木条燃烧。
【实验结论】
1. 过氧化氢常温下也会很缓慢地分解,放出氧气。
2. 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。
【实验拓展】
要确认二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,还需完成以下操作:
①继续上述实验,在插入试管中的小木条熄灭后,倒入适量的过氧化氢溶液,插入带火星的小木条。--结论:实验中只消耗过氧化氢,“二氧化锰”似乎用不完。
②实验后,将试管中的物质过滤(即将固体和液体分开),将所得的固体洗净、干燥、称量,发现所得固体的质量与反应前加入试管中的二氧化锰的质量相等。
结论:
a.“二氧化锰”在实验中可能没有被消耗;
b.反应中生成了一种新的固体物质,该固体的质量与加入的二氧化锰质量刚好相等。
③把该固体再次加到过氧化氢溶液中,观察到过氧化氢的分解又加快了。--说明:实验后所得固体是二氧化锰,即实验后二氧化锰的化学性质没变。
综上所述,得出二氧化锰在过氧化氢分解的反应中,加快了过氧化氢的分解速率,而它本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化,我们就说二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。
要说明的是有些反应中,有时加入催化剂是为了减慢化学反应速率。
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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变化学反应的产率。
催化剂在化学反应前后不改变,其反应过程中有可能改变。
不同的化学反应有不同的催化剂,同一化学反应也可能有几种催化剂。
(氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂)
①催化剂不能决定化学反应能否发生;
②催化剂不能改变产量;
③催化剂参与化学反应(降低反应的活化能)
①催化剂有专一性,也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用;
②催化剂的种类繁多,其中酶就是日常生活中常见的一种;
③催化剂的化学性质在反应前后不变,其物理性质可能发生变化;
④对于某些特定的化学反应,没有催化剂并不意味着该反应不能进行,只是速度较慢。
1.原料:原料是空气。
2.原理:利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态,再将液态空气缓缓升温至左右,氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。
3.方法:分离液态空气,其过程可以简单地表示如下:
4.贮存:氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意:工业上以空气为原料制取氧气,原料来源广泛,所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中,没有新物质生成,属于物理变化。
①氧气的工业制法是物理变化,氧气的实验室制法则是化学变化。
②近年来,出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。
1.概念:由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应,叫做分解反应。
2.反应特点:“一变多”
3.反应通式:AB→A+B
4.比较分解反应和化合反应
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反应类型 |
分解反应 |
化合反应 |
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概念 |
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 |
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 |
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表达式 |
AB→A+B |
A+B→AB |
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特征 |
“一变多” |
“多变一” |
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实例 |
如:双氧水分解 |
如:红磷燃烧 |
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共性 |
都是化学变化,都属于化学基本反应类型。 |
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实验室制取气体时,如何确定气体的发生装置?
确定气体的发生装置主要考虑反应物的状态和反应条件:
一般来说,“固体加热型”常用A装置;而“固-液不加热”型,常用B或C装置(其中,C装置中的长颈漏斗便于随时添加液体,也可以用分液漏斗或注射器代替,可通过添加液体的速率来控制反应速率)。
过氧化氢制氧气是实验室用“固-液不加热”装置制气体的典型,该发生装置还可以用来制取氢气和二氧化碳;而高锰酸钾和氯酸钾制氧气是“固体加热型”装置制取气体的典型。
1、制取装置(发生装置)的选择依据;根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾(加热氯酸钾与二氧化锰的混合物)制取氧气,应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据:根据生成气体的性质,如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种:
排水法:适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法;适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法;适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
例1.实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
例2.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减小
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应后其化学性质不变
D.过氧化氢分解反应中,只能用二氧化锰作催化剂
例3.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验,下列说法正确的是( )
A.制取气体时,先装药品,然后检验装置的气密性
B.反应结束时,先停止加热,然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时,立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管
例4.加热一定质量KClO3和KMnO4的混合物到质量不再减少为止,下列图示相关量的变化中,不正确的是( )
例5.某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如下图所示,下列关于该过程的说法正确的是( )
A.c代表氧气 B.t2时刻,O2开始产生
C.t1时刻,KMnO4开始分解 D.起催化作用物质的质量一直保持不变
氧气的实验室制法
1. 实验室用过氧化氢制取氧气时,必不可少的最简单的一组仪器是( )
A.试管、酒精灯、带导管的橡皮塞、集气瓶、铁架台 B.试管、酒精灯、水槽、集气瓶
C.集气瓶、铁架台、试管、带导管的橡皮塞 D.铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片
2.实验室加热高锰酸钾制取氧气的主要步骤有:①检验装置的气密性 ②装药品 ③加热 ④把集气瓶灌满水倒置在水槽中 ⑤将盛有药品的试管固定在铁架台上 ⑥熄灭酒精灯 ⑦收集气体 ⑧将导管从水槽中取出,下列操作顺序正确的是( )。
A.①②⑤④⑥⑦③⑧ B.②①⑤④③⑦⑧⑥
C.①②⑤④③⑦⑧⑥ D.②①⑤③④⑦⑥⑧
3.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气并用排水法收集,下列操作正确的是( )。
A.先装入药品,然后检查装置的气密性
B.导管口开始有气泡放出时,就立即收集
C.收集满氧气的集气瓶,应倒放在桌面上
D.停止加热时,应先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯
4. 对用排水法收集氧气后的集气瓶,以下处理正确的是( )。
A.将集气瓶从水中提起后,用玻璃片盖住瓶口,瓶口向上正放在桌上
B.在水面下用玻璃片盖住瓶口,一起拿出水面,然后正放在桌上
C.将集气瓶子从水中提取,倒立在桌上
D.将集气瓶仍然留在水槽中,用时再取出来
5.检验集气瓶里的氧气是否收集满,应将带火星的木条( )
A.插入集气瓶中 B.插入集气瓶底C.放在集气瓶口D.都可以
6.将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体放入试管中加热,完全反应后试管中剩余物共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
7.下列反应装置中有缺陷的是( )
8.某化学兴趣小组用如图所示的装置(装置气密性良好)来制取干燥的氧气,并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的( )
A.将装置I分别与装置II、III、IV、V连接,均能达到实验目的
B.称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C.若用装置IV收集氧气,可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D.若用装置V测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
9. 用加热高锰酸钾的方法制取氧气时要在试管口放一团棉花,其主要作用是( )。
A.防止试管炸裂 B.调节放出氧气的气流 C.吸收其他气体杂质D.防止高锰酸钾粉末进入导管
10.(1)如图所示是实验室制取气体时常用的装置,回答下列问题:
①写出图中有标号的仪器名称:a. ______;b.__________ 。
②用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为__________;C、E、F均可用于收集氧气,若用F装置收集氧气,气体应从______(选填“m”或“n”)端进入。若用C装置收集氧气,验满的方法是____。
(2)为了证明人体新陈代谢过程中有CO2气体产生,某校兴趣小组的学生设计了如图所示实验装置进行实验(实验室只用嘴吸气和呼气)。请回答:
①图中瓶Ⅱ的作用是_________。
②实验中若猛吸猛呼,会造成不安全后果,猛吸时会使装置Ⅰ中的溶液进入口腔。猛呼时会____。
11.下图是实验室常用的部分实验装置,请回答下列问题:
(1)写出下列仪器的名称:a___;b_____。
(2)若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,并能随时控制反应的发生和停止,应选用的发生装置是____(填写字母),若用F装置收集该气体,则气体应从__端进入(填“c”或“d”)。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳,其原理是__________(用化学方程式表示)。
(3)加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是___(填写字母),发生反应的化学方程式为__。若用E来收集氧气,收集完毕的操作顺序是__(填写序号)。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
12.研究气体的制备及相关气体的性质。
(1)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式 。
(2)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式 。
(3)某同学为了便于加入液体药品,在上述装置的橡胶塞上添加了一个注射器,该同学发现,这样做的优点还有 (写出其中一点)。
(4)实验室里制取气体的一般思路和方法:
①选择适当的反应,包括 ;
②选择合适 ;
③验证所制得的气体。
(5)请设计实验验证制得的氧气和二氧化碳气体,并完成实验报告。
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实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
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______ |
______ |
______ |
氧气的工业制法
13. 以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程( )
14.工业制氧气,利用分离液态空气的方法,此方法利用了( )
A.分解反应 B.化合反应 C.氧化反应 D.液态氧和液态氮的沸点不同
催化剂和催化作业
15.催化剂的叙述中,正确的是( )。
A.催化剂能改变其他物质的化学反应速率
B.同一反应的催化剂只有特定的一种
C.不使用二氧化锰作催化剂,加热过氧化氢溶液不会放出氧气
D.使用二氧化锰作催化剂,可以增加过氧化氢溶液分解放出氧气的质量
16.氧气的反应中,用到了二氧化锰做催化剂,下列有关催化剂说法不正确的是( )。
A.反应前后化学性质不发生改变 B.反应前后质量发生了改变
C.某些反应可使用不同的催化剂 D.某些催化剂可催化不同的反应
17.热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时,某实验小组的四位同学,将反应过程中二氧化锰在混合物里的质量分数(n%)随时间的变化,绘制成了下列图像,你认为其中符合实际的是( )
18.学兴趣小组的同学自拟研究主题,对过氧化氢分解反应及催化剂做研究:
(1)小红的实验方案为:
(3)小刚的探究过程如下:
【问题】氧化镁能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
【猜想】氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
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实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
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实验一 |
_____________________________ _____________________________ |
木条不复燃 |
常温下过氧化氢不分解 |
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实验二 |
在装有10mL 15%过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化镁,然后将带火星的木条伸入试管中 |
木条复燃 |
_____________________ _____________________ _____________________ |
【结论】氧化镁能加快过氧化氢的分解速率,故氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。实验结束后小组同学进行了交流讨论,认为小刚的猜想还不能得到证实,理由是_____________________
___________________________________________。
参与了课外小组的研究后,是否触发了你的灵感?关于过氧化氢分解以及催化剂问题,你想研究的问题是________________________________________。
分解反应
19.下列反应属于分解反应的是( )
1.化学是一门以实验为基础的科学,实验室用高锰酸钾制氧气的实验中,下列仪器不需要使用的是( )
A.玻璃棒 B.大试管 C.铁架台 D.单孔塞
2.实验室用氯酸钾制取氧气的部分操作如图所示,其中正确的是( )
3下列有关催化剂的说法正确的是( )
A. 在化学反应后其质量减小
B. 催化剂只能加快化学反应速率
C. 在化学反应后其化学性质不变
D. 过氧化氢分解反应中,只能用二氧化锰作催化剂
4.下列说法正确的是( )
A. 由同种元素组成的物质都是单质
B. 铁制品表面的铁锈能阻碍里层的铁继续锈蚀
C. 浓硫酸有吸水性,在实验室中常用作某些气体的干燥剂
D. 催化剂在化学反应前后,其质量和化学性质都不发生变化
5.(2020•青浦区一模)下列有关分解反应的说法正确的是( )
A.生成物只有一种 B.生成物中一定有单质
C.反应物一定只有一种 D.生成物中一定有化合物
6.实验室用 KMnO4制氧气并验证氧气的性质,下列操作正确的是( )
A.根据绿色化学理念,甲途径是实验室制O2的最佳方案
B.为了使甲、乙两种途径更快地得到O2,还需要加入催化剂
C.甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是分解反应
D.工业上采用途径丁制取大量O2,主要是利用了N2和O2的密度不同
8.对下列实验中出现的异常现象,分析不合理的是( )
A.制取O2时,始终收集不到O2:可能装置漏气
B.测定空气中氧气含量时结果偏小:可能是红磷不足
C.给试管里的固体加热,试管炸裂:可能是试管口未略向下倾斜
D.铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底炸裂:刚点燃火柴就将铁丝伸入集气瓶
9.下列属于分解反应的是( )
A.蒸发食盐水得食盐
B.分离液态空气得氧气
C.过氧化氢分解制取氧气
D.蜡烛燃烧生成水和二氧化碳
10.在进行实验室制取和收集O2的过程中,有关做法不正确的是( )
A.选择装置①或②作为O2的发生装置
B.选择装置③或④作为O2的收集装置
C.装置④有气泡冒出时立即收集气体
D.将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
11.已知MnO2可以催化H2O2的分解,现向一定量的H2O2溶液中加入少量的MnO2,充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是( )
12.某同学通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气并用排水法收集气体时,试管炸裂了。造成试管炸裂的原因可能是下列选项中的( )
①没有给试管均匀预热;②试管外壁有水滴; ③试管口没有略向下倾斜;
④先熄灭酒精灯后将导管从水中取出; ⑤用了带火星的木条去检验气体
A.①⑤ B.①③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
13.用双氧水制取氧气时,若忘记加二氧化锰,其结果是( )
A.不放出氧气 B.放出氧气速率慢 C.放出氧气总量会减少 D.放出的氧气不纯
14.用如图所示装置收集一瓶纯净氧气,以下说法不正确的是( )
A.集气瓶中应装满水,确保无气泡
B.左端导管口连接产生氧气的发生装置
C.右端导管口连接产生氧气的发生装置
D.排出水的体积即为收集到氧气的体积
15.在用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时,某实验小组的四位同学,将反应过程中二氧化锰在混合物里的质量分数(n%)随时间的变化,绘制成了下列图像,你认为其中符合实际的是( )
16.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验,下列说法正确的是( )
A.制取气体时,先装药品,然后检验装置的气密性
B.反应结束时,先停止加热,然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时,立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管
17. 为寻找常温下能加速过氧化氢分解的物质,并通过实验比较它们的效果,设计了下图所示的实验,在四组对比实验中,效果较差的是( )
A.第一组同时实验,观察比较反应过程中两个气球体积的变化
B.第二组同时实验,观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C.第三组分两次实验,看木条是否能复燃
D.第四组分两次实验,比较收集一定体积的气体所需要的时间
18.过氧化氢能极缓慢分解,可看成分解为水和氧原子: H2O2→H2O+O,其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂,在生产生活中有重要用途。回答下列问题:
(1)过氧化氢中氧元素的化合价为_____。
(2)MnO2能加快过氧化氢分解,氧原子再结合成氧分子而制得氧气,MnO2在反应中作_____,下列装置可用于制取氧气的是__(选填字母编号,下同),可用于收集氧气的装置有____。
(3)氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构,所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒,这个过程叫做蛋白质的_____。
(4)向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液,再滴加过氧化氢溶液,观察到溶液先变红后褪色,猜想其褪色原因可能有两种:
①H2O2显酸性消耗了NaOH,而使红色褪去;
②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构,而使红色褪去。究竟哪种猜想合理?请用本次实验用过的试剂设计实验____(补充完实验方案)。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。
19.某化学小组选用如图所示装置进行氧气的实验室制取,请回答下列问题。
(1)仪器①的名称为_______。
(2)若实验室要加热高锰酸钾制取较纯净的氧气,从图甲中应选择的装置组合是______,反应的符号表达式为_______________。
(3)小婧用装置D收集了一瓶氧气,检验氧气已经收集满的方法是___________,然后用于进行图乙中装置F所示的实验时发现铁丝不能燃烧,可能的原因是__________。
(4)用图乙中G装置收集氧气,气体应从__________(填字母)端通入。
20.(1)以下装置都可以用来实验室制取O2,据图回答:
①写出仪器A的名称___;
②写出用图1制取氧气的化学方程式_____;
③用图2制取气体时,长颈漏斗必须插到液面以下的原因是____;用图4收集氧气,气体应__端通入
④与图3相比,用图1制取氧气的不足之处是_____(写一点)
(2)某学习小组利用如下图1所示装置对氯酸钾制氧气进行探究学习。
资料:①KClO3的熔点约为356℃,MnO2在加热条件下不分解;②KClO3分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。
①由图2分析,加热KClO3时试管口选择朝上的原因是___。
②图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是___。
(3)如图3是测定空气中氧气含量的实验装置图。实验如下:用注射器抽取30mL空气(活塞拉至30mL刻度处)硬质玻璃管中空气的体积为50mL,在硬质玻璃管中放入过量的铜粉,在右侧导管口套上瘪的气球点燃酒精灯,反复推拉注射器和挤压气球,待充分反应后,冷却至室温,将气球中气体全部进入硬质玻璃管,注射器中气体的体积为14mL。
①实验时,铜粉过量的目的是_____;
②实验测得空气中氧气的含量为__。
21.实验室制取气体时需要的一些装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)写出仪器①的名称__________________。
(2)实验室用A装置制取并收集干燥的氧气,所选装置的连接顺序为:A→________→________(填装置代号),写出A装置中使用催化剂制取氧气的化学方程式:________________________。若用C装置收集氧气,导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集,应在________________时,开始收集气体。
(3)某兴趣小组的同学在实验室连接B、G装置进行实验。若实验时,在G装置中放置一个燃着的蜡烛,实验过程中蜡烛熄灭,说明生成的气体具有_________________的化学性质,则B装置中反应的化学方程式为________________________;若将G装置中的蜡烛取出来,改用G装置收集此气体时,验满的方法是_____________________。
22.实验室中,可利用下列装置制取某些气体。
(1)写出带标号的仪器的名称:①_________ ;②_______。
(2)若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气:
①C装置需做出的一处改进是____________;收集装置应该选_______(填序号);该反应的文字表达式为______________,其基本反应类型为_______。
②以下是某同学的部分实验操作,其中不合理的是_________(填序号)。
Ⅰ.先检查装置的气密性,后加入药品 Ⅱ.先固定试管,后放置酒精灯 Ⅲ.先将导管伸入集气瓶,后加热试管
(3)实验室常用硫铁矿和稀硫酸(液体)在常温下反应制取硫化氢气体。该气体易溶于水,密度比空气大。由上述信息推知,在实验室制取硫化氢时(要求反应速率可控,所得气流平稳),应选用的发生装置是_____(填序号,下同),选用的收集装置是______。
(4)如图是一个多用途装置,其部分用途如下:
①若用于向上排空气法收集氧气,检验氧气已收集满的方法是____。
②若用于排水法收集氧气,先在集气瓶中装满水,然后从_______端通入氧气(填“a”或“b”)。
(5)如图A、B是有关氧气化学性质实验的装置示意图。
①A中水的作用是_________。
②B中可观察到的实验现象是_______。
③请写出B中反应的文字表达式:_________。
23.实验室制取氧气并模拟氢氧焰实验。
(1)用过氧化氢制取氧气(二氧化锰作催化剂)
①反应的化学方程式为_______________________。
②仪器A的名称为__________________。现用下列仪器组装氧气的发生装置,应选用的仪器有_________________(填标号)。
③欲用浓硫酸干燥氧气,应从装置F的_____(填“a”或“b”)处通入气体。
(2)模拟氢氧焰实验:按下图所示装置进行实验
①关闭K,通入氢气,点燃。为保证安全,点燃氢气之前应先__________________。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。
②打开K,通入氧气,火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的________________有关。
24.超氧化钾(KO2)是一种黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用它作制氧剂,供人们呼吸之用.它与二氧化碳反应的化学方程式为:4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2.某学生为了验证这一实验,以大理石、足量的盐酸和超氧化钾为原料制取氧气,设计出如图实验装置:
(1)A是制取二氧化碳的装置,应从图1、图2、图3中选择________.B装置的作用上是吸收A装置中产生的盐酸酸雾,C装置内可能出现的现象是________________________________________,为了验证E装置中收集到的气体,可以取出集气瓶后,用________的木条伸入集气瓶内,木条会________.
(2)若E中的石灰水出现少量的白色沉淀,这是因为________________________________.
(3)表明D的超氧化钾样品接近反应完毕时的现象________________________________.
例题
例1.
【答案】A
【解析】实验室用氯酸钾固体(二氧化锰作催化剂)制取氧气,属于固体混合需加热型,发生装置是①,氧气密度比空气大、不易溶于水,可用向上排空法(装置④)或排水法(装置③)收集,故装置组合正确的是①③或①④,观察选项,只有A选项正确。
故选:A。
例2.
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变,故选项错误;
B、催化剂能改变化学反应速率,能加快化学反应速率,也能减慢反应速率,故选项错误;
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变,故选项正确;
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂,也可选择其他物质做催化剂,故选项错误。故选C。
【点睛】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叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。
例3.
【答案】D
【解析】A、制取气体时,先检验装置的气密性,后添加药品,A错。
B、反应结束时,先将导管移出水面,后停止加热,防止水倒吸入试管,试管炸裂,B错。
C、导气管口有连续均匀气泡时,开始用装满水的集气瓶收集气体,C错。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管,D正确。
故选:D。
例4.
【答案】A
【解析】在加热的条件下,高锰酸钾首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气;在二氧化锰的催化作用下,氯酸钾分解为氯化钾和氧气。
A.高锰酸钾分解时生成二氧化锰,当高锰酸钾完全分解时,二氧化锰的质量不再改变,所以图象的起点为原点,先变大,后不变,所示图象错误;
B.开始加热一会,高锰酸钾就开始分解产生氧气,固体质量减小,在二氧化锰的催化作用下,氯酸钾分解产生氧气,固体质量减少(因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾,所以固体质量减小的幅度增大),当氯酸钾完全分解后,固体的质量不再减少,所示图象正确;
C.开始加热一会,高锰酸钾就开始分解产生氧气,氧气质量增大,在二氧化锰的催化作用下,氯酸钾分解产生氧气,氧气质量增大(因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾,所以气体质量增大的幅度增大),当氯酸钾完全分解后,气体的质量不再增大,所示图象正确;
D.开始加热时,高锰酸钾分解没有氯化钾生成,当氯酸钾开始分解时生成氯化钾,所以氯化钾质量增大,直至完全分解,所示图象正确。
故选A。
例5.
【答案】C
【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂,同时生成氧气;氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气判断图中a:氯酸钾,b:高锰酸钾,c:氯化钾;t1时刻,KMnO4开始分解产生氧气;起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰,随着加热反应进行其质量先增大,直至高锰酸钾完全分解后,二氧化锰质量保持不变。故选C。
氧气的实验室制法
1.
【答案】C
【解析】实验室制取氧气若用加热高锰酸钾、氯酸钾的方法,发生装置需要装药品的试管、固定试管的铁架台、加热的酒精灯,要收集氧气还需要集气瓶、带导管的橡皮塞;若用过氧化氢制取氧气发生装置需要装药品的试管、固定试管的铁架台,收集则需要带导管的橡皮塞、集气瓶;根据上述分析可知:实验室制取氧气必不可少的最简单的仪器是试管、铁架台、带导管的橡皮塞、集气瓶;故选:C。
2.
【答案】C
【解析】实验室制取氧气的正确步骤:检查装置的气密性、装入药品、固定装置、加热、用排水法收集、将导管移出水面、熄灭酒精灯,所以操作顺序正确的是①②⑤④③⑦⑧⑥。故选:B。
3.
【答案】D
【解析】
A、实验室制取气体时,组装好装置后,应在装入药品前检查装置气密性,然后再装入药品;以避免装入药品后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费药品,故该操作错误。
B、见导管口开始有气泡冒出时,不宜立即收集,因为开始排出的气体是空气,待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集,故该操作错误。
C、氧气的密度比空气大,收集满气体的集气瓶,应正放在桌面上,故该操作错误。
D、加热高锰酸钾等制取氧气,并用排水法收集氧气的实验结束时,为防止水进入试管,引起试管炸裂,要先从水槽中撤出导气管,再熄灭酒精灯,故该操作正确。
故选:D。
4.
【答案】B
【解析】解答本题必须熟知氧气的收集方法。选取玻璃片的作用,避免拿出集气瓶时与空气相混。放置的选取决定于氧气的密度大于空气的密度,所以应正放集气瓶。一般实验室中氧气现用现制取的原则,因此选项D不对。综上所述,故应选B。
5.
【答案】C
【解析】本题考查的是收集氧气时的验满方法。只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满,根据氧气有助燃的性质去检验。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。这种方法只适用于向上排空气法,若使用排水集气法则没有必要验满,看见集气瓶口有气泡逸出就说明已经集满。故C选项正确。
6.
【答案】B
【解析】加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,加热氯酸钾生成氯化钾和氧气。完全反应后高锰酸钾和氯酸钾都没有剩余,所以反应后剩余的固体物质有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种物质。故B选项正确。
7.
【答案】A。
【解析】A.铁丝在氧气中燃烧的生成物温度很高,为了防止高温生成物溅落、炸裂瓶底,需要在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙,存在缺陷;
B.该反应属于固液常温型,图示装置不存在缺陷;
C.加热高锰酸钾制取氧气属于固体加热型,且试管口处的棉花团可以防止高锰酸钾颗粒进入导气管,图示装置不存在缺陷;
D.氢气难溶于水,可用排水法来收集,图示装置不存在缺陷;
8.
【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接,均能达到实验目的错误,因为装置II收集的气体不干燥;故选项错误;
B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量,可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确;故选项正确;
C、若用装置IV收集氧气,可将带火星的木条放置在a处验满,放在b导管口处验满错误;故选项错误;
D、若用装置V测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响,会使测量结果偏大错误;故选项错误;
【答案】B。
9.
【答案】D
【解析】用加热高锰酸钾制氧气,试管口要有一团棉花,其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。故选:D。
10.
【答案】(1)①酒精灯 水槽
m 将带火星的木条放在集气瓶的瓶口处
(2)①除去吸入空气中的二氧化碳 ②把装置Ⅱ中的溶液吹出瓶外
【解析】(1)①仪器a是酒精灯;b是水槽。②高锰酸钾发生分解反应生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,反应的化学方程式为
;C、E、F均可用于收集氧气,F装置是万用瓶,若用F装置收集氧气,由于氧气的密度比空气的密度大,进入以后占据下方空间,空气则被赶到上方空间,而易从n端排出,故氧气应从m端进入。若用C装置收集氧气,验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶的瓶口处,如果带火星的木条复燃,则收集满了氧气。
(2)①吸气时,空气进入锥形瓶Ⅱ,此时空气中的二氧化碳被锥形瓶Ⅱ中的氢氧化钠溶液吸收,排除空气中的二氧化碳对实验欲证明结论的干扰。故图中瓶Ⅱ的作用是除去吸入空气中的二氧化碳。②实验中猛吸时会使装置Ⅰ中的溶液进入口腔。猛呼时装置Ⅱ中的气压增大,会把溶液吹出瓶外。
11.
【答案】
(1)试管;锥形瓶
(2)D; c;CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O
(3)A;
①③②
【解析】(1)仪器的名称:a是试管,b是锥形瓶。(2)装置D含有多孔塑料片,固体物质在多孔塑料片上,当反应进行时多孔塑料片上的固体与液体接触,反应进行;当把止水夹关闭时,产生的气体导致压强增大,把液体压入长颈漏斗,隔板上的固体与液体分离,反应停止,故若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,并能随时控制反应的发生和停止,应选用的发生装置是D;若用F装置收集二氧化碳气体,二氧化碳密度比空气大,则气体应从长管进入,空气从短管排出,故气体应从c端进入;通常用澄清石灰水来检验二氧化碳,原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O。(3)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,用高锰酸钾制取氧气需要加热,故加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是A,发生反应的化学方程式为
,若用E来收集氧气,收集完毕的操作顺序是盖上玻璃片;取出集气瓶;氧气密度比空气大,正放在实验台上;故收集完毕的操作顺序是①③②。
12.
【答案】(1)
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)可以得到平稳的气流(等)
(4)①反应物和反应条件;②实验装置
(5)用带火星的木条伸入集气瓶中(或将气体通入澄清石灰水中);木条复燃(或石灰水变浑浊);该气体是氧气(或该气体是二氧化碳)
【解析】(1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,过氧化氢在二氧化锰作催化剂的作用下,生成水和氧气,反应的化学方程式为
;(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳时,石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(3)某同学为了便于加入液体药品,在上述装置的橡胶塞上添加了一个注射器,这样做的优点还有可以通过控制液体药品的滴加速率从而得到平稳的气流。(4)实验室里制取气体的一般思路和方法:①选择适当的反应,包括反应物和反应条件;②选择合适的实验装置;③验证所制得的气体。(5)验证制得的气体是氧气:用带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则是氧气。验证制得的气体是二氧化碳:将气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则是二氧化碳。
氧气的工业制法
13.
【答案】A
【解析】
A、工业制氧气的原理是分离液态空气,有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同,然后升温沸点低的先汽化溢出,故选项正确;
B、二氧化碳通过光合作用制取氧气,故选项错误;
C、实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气,故选项错误;
D、实验室分解过氧化氢的方法制取氧气,故选项错误;
14.
【答案】D
【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法,即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点‐183℃要低,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。故D选项正确。
催化剂和催化作业
15.
【答案】A
【解析】
A、根据催化剂的定义可知A说法正确。
B、催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变,故B错误。
C、使用催化剂只是改变化学反应速率,不使用催化剂不一定就不能发生化学反应,故C错误。
D、使用催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,故D错误。故选:A。
16.
【答案】B
【解析】A、催化剂在反应前后化学性质不发生变化。故A选项正确;
B、催化剂在反应前后质量不发生变化;故B选项错误;
C、某些化学反应并非只有唯一的催化剂,例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等;故C选项正确;
D、某些催化剂可催化不同的反应,例如二氧化锰可以在氯酸钾和高锰酸钾受热分解中起到催化作用;故D选项正确。故选:B。
17.
【答案】C
【解析】刚开始加热时,氯酸钾没有分解,总质量不变,二氧化锰的质量也不变,二氧化锰的质量分数不变;一段时间后氯酸钾开始分解,混合物的总质量逐渐减小,而二氧化锰的质量仍不变,则质量分数应逐渐增大;反应结束后,总质量和二氧化锰的质量都不变,质量分数也不再发生变化。A选项中二氧化锰的质量分数始终不变,故A选项错误;B选项中二氧化锰的质量分数不可能为0,故B选项错误;D选项中二氧化锰的质量分数在减小,故D选项错误;只有C选项符合题意。故C选项正确。
18.
【答案】
(1)哪一种催化剂的效果最好;过氧化氢分解时间的长短;
(2)过氧化氢溶液的浓度越大,放出氧气的速率越快;
(3)取适量过氧化氢溶液于试管中,然后将带火星的木条伸入试管中;氧化镁能加快过氧化氢的分解速率;是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变;催化剂的多少是否影响化学反应速率(合理即可)。
【解析】
(1)小红的实验方案中唯一的变量是催化剂的种类,且她测量的是反应时间。故填:哪一种催化剂的效果最好;过氧化氢分解时间的长短;
(2)从表格中数据可以看出,30%过氧化氢溶液分解所需要的时间最短。故填:过氧化氢溶液的浓度越大,放出氧气的速率越快;
(3)这是一组对比实验,实验二加入了氧化镁,所以实验一则不需要添加,故填:取适量过氧化氢溶液于试管中,然后将带火星的木条伸入试管中。
再根据实验现象判断,加入氧化镁后木条复燃了。故填;氧化镁能加快过氧化氢的分解速率。
该实验中的氧化镁只是加快了反应的速率,其自身的质量和化学性质是否改变未知。故填:是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变。
这是一道开放性试题,答案很多,合理即可。如:催化剂的多少、催化剂的颗粒大小、温度对催化效果的影响等。
分解反应
19.
【答案】C
【解析】A项,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应;B项,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;C项,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应;D项,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应。
20.
【答案】B
【解析】NaN3受热分解产生N2和Na,其化学方程式为
该反应是由一种物质生成多种物质的反应,故属于分解反应;故选B。
1.
【答案】A
【解析】制取装置包括加热和不需加热两种,如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热。氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集。实验室用高锰酸钾制氧气的实验中,需要的仪器有:试管、铁架台、酒精灯、单孔塞、导管、集气瓶等。实验室用高锰酸钾制氧气的实验中,需要的仪器有:试管、铁架台、酒精灯、单孔塞、导管、集气瓶等,因此不需要玻璃棒。
故选:A。
2.
【解析】A、取用粉末状药品,试管横放,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,图中所示操作错误;
B、发生装置的试管口应向下倾斜,为的是防止冷凝水倒流回试管,使试管炸裂,图中所示操作错误;
C、用向上排空气法收集气体时,导气管应伸入集气瓶的底部,图中所示操作正确;
D、验满氧气必须把带火星的木条放在瓶口,不能伸入瓶内,图中所示操作错误;
【答案】C。
3 .
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变,故选项错误;
B、催化剂能改变化学反应速率,能加快化学反应速率,也能减慢反应速率,故选项错误;
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变,故选项正确;
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂,也可选择其他物质做催化剂,故选项错误。故选C。
4.
【答案】CD
【解析】A、由同种元素组成的纯净物都是单质,由同种元素组成的物质可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物,选项错误;
B、铁制品表面的铁锈结构疏松多孔,能吸附水和氧气,能加速里层的铁继续锈蚀,选项错误;
C、浓硫酸有吸水性,在实验室中常用作某些气体的干燥剂,如可干燥二氧化碳等,选项正确;
D、催化剂在化学反应前后,只改变其他物质的反应速率,其本身的质量和化学性质都不发生变化,选项正确。
故选CD。
5.
【答案】C
【解答】解:A、生成物一定不只有一种,必须是两种或两种以上物质,该选项说法不正确;
B、分解反应中,生成物中不一定有单质,例如碳酸分解生成水和二氧化碳,生成物中不含有单质,该选项说法不正确;
C、分解反应中,反应物一定只有一种,该选项说法正确;
D、生成物中不一定有化合物,例如水分解生成氢气和氧气时,生成物中不含有化合物,该选项说法不正确。
故选:C。
6.
【答案】A
【解析】A、检査装置气密性方法是把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故A正确;B、高锰酸钾是粉末状的,为防止高锰酸钾进入导管,要在试管口塞一团棉花,故B不正确;C、氧气的验满,带火星的木条要放在集气瓶口,木条复燃,说明已收集满,故C不正确;D、硫在氧气中点燃生成二氧化硫,二氧化硫和水反应,则硫在O2中燃烧集气瓶底部要加入水,故D不正确。故选A。
7.
【答案】D
【解答】解:A.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,不会对环境造成任何污染,该反应是在常温下进行的,无需加热,所以根据绿色化学理念,甲途径是实验室制O2的最佳方案,说法正确;
B.过氧化氢中若不加入二氧化锰,反应速率很慢;若单独加热氯酸钾制备氧气需要加热的温度很高,所以为了使甲、乙两种途径更快地得到O2,还需要加入催化剂,说法正确;
C.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气;氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热生成氯化钾和氧气;高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,三个反应均符合“一变多”的特征,均属于分解反应,说法正确;
D.工业制备氧气是利用了氮气和氧气的沸点的不同,说法错误。
故选:D。
8.
【答案】D
【解答】解:A、制取O2气体时,装置漏气可能会始终收集不到O2,故正确;
B、红磷验证空气中氧气含量时,测定空气中氧气含量时结果偏小,可能是放的红磷量太少,未将氧气耗尽,故结果偏小,故正确;
C、给试管里的固体加热时,试管口未向下倾斜可能会使试管炸裂,故正确;
D、铁丝燃烧放出大量的热,反应后的高温生成物若直接溅落在集气瓶底,瓶底会炸裂;而引燃火柴过短则可能造成铁丝不能燃烧,故错误;
故选:D。
9.
【答案】C
【解答】解:A、蒸发食盐水得食盐,没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误。
B、分离液态空气得氧气,是利用了液态氮和液态氧沸点的不同,分离过程中没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项正确。
D、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳,该反应的反应物是两种,不符合“一变多”的特征,不属于分解反应,故选项错误。
故选:C。
10.
【答案】C
【解答】解:A.用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取;用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取,故A正确;
B.因为氧气的密度比空气大,不易溶于水,可用向上排空气法和排水法收集,故B正确;
C.用排水法收集气体时,防止收集的气体不纯,要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集,故C错误;
D.为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出,要把长颈漏斗下端伸入液面以下,故D正确。
故选:C。
11.
【解析】
A、向一定量的H2O2溶液中加入少量的MnO2,充分反应后,氧气质量不再变化,故错误;
B、过氧化氢溶液中有水,过氧化氢分解为氧气和水,溶剂质量增加,完全反应后,溶剂质量不再变化,故正确;
C、过氧化氢分解为氧气和水,过氧化氢的质量分数减小,完全反应后,过氧化氢的质量为0,质量分数为0,故错误;
D、二氧化锰是催化剂,反应前后质量不变,故错误。
【答案】B。
12.
【答案】C。
【解析】①没有给试管均匀预热,会造成试管受热不均匀而使试管炸裂。
②试管外壁有水滴,会造成试管受热不均匀而使试管炸裂。
③试管口没有略向下倾斜,会造成冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂。
④先熄灭酒精灯后将导管从水中取出,水槽内的水可能在大气压强的作用下进入试管,使试管炸裂。
⑤用了带火星的木条去检验气体,不会使试管炸裂。
①②③④可能会造成造成试管炸裂。
13.
【答案】B
【解析】
A.用双氧水制取氧气时,不加入二氧化锰也能放出氧气,故A选项错误;
B.用双氧水制取氧气时,不加二氧化锰,就没有催化剂,反应速率会很慢,所以放出氧气的速率就很慢,故B选项正确;
C.催化剂对生成物的质量没有影响,放出氧气的质量不变,故C选项错误;
D.二氧化锰是固体,对生成氧气的纯度没有影响,不加入二氧化锰,双氧水也不会生成其他气体,故D选项错误。
14.
【答案】B
【解答】解:氧气密度比水小,不溶于水,所以
A、集气瓶中应装满水,确保无气泡,收集的气体才能纯净,故A正确;
B、左端导管口连接产生氧气的发生装置,氧气会从右端的短管排出,故B错误;
C、右端导管口连接产生氧气的发生装置,可以收集到氧气,故C正确;
D、收集多少体积的氧气,就会排出多少体积的水,所以排出水的体积即为收集到氧气的体积,故D正确。
故选:B。
15.
【答案】C
【解析】刚开始加热时,氯酸钾没有分解,总质量不变,二氧化锰的质量也不变,二氧化锰的质量分数不变;一段时间后氯酸钾开始分解,混合物的总质量逐渐减小,而二氧化锰的质量仍不变,则质量分数应逐渐增大;反应结束后,总质量和二氧化锰的质量都不变,质量分数也不再发生变化。A选项中二氧化锰的质量分数始终不变,故A选项错误;B选项中二氧化锰的质量分数不可能为0,故B选项错误;D选项中二氧化锰的质量分数在减小,故D选项错误;只有C选项符合题意。故C选项正确。
16.
【答案】D
【解析】A、制取气体时,先检验装置的气密性,后添加药品,A错;B、反应结束时,先将导管移出水面,后停止加热,防止水倒吸入试管,试管炸裂,B错;C、导气管口有连续均匀气泡时,开始用装满水的集气瓶收集气体,C错;D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花,目的是防止反应时药品进入导气管,D正确。故选D。
17.
【答案】C
【解析】
A.其他条件相同,反应后看哪一个气球先满,则哪一个反应速度快,故A选项可以;
B.滴加的过氧化氢相同时,观看反应时哪一个试管中的气泡产生快,反应速度就快一些,故B选项可以;
C.第三组是分两次实验,看木条是否能复燃,只能看出是否生成了氧气,不能准确判定速度,故C选项效果较差;
D.其他条件及由于收集的装置相同,都收集一试管气体,收集满时用时短的反应速度快,故D选项可以。
18.
【答案】(1)-1 (2)催化剂 B ab (3)变性 (4)向褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液,观察是否变红
【解析】
(1)因为氢元素的化合价为+1,过氧化氢的化学式为H2O2,根据化合物中正负化合价的代数和为零,所以氧元素的化合价为-1。
(2)MnO2能加快过氧化氢分解,能加快过氧化氢分解,氧原子再结合成氧分子而制得氧气,MnO2在化学反应前后质量和化学性质不变,因此MnO2在反应中作催化剂;
A装置中长颈漏斗未插入液面以下,若用此装置制氧气,将不能收集到氧气,C装置中的MnO2加热不能生成氧气,因此可用于制取氧气的装置是B;根据氧气的密度大于空气且氧气难溶于水因此可以采用排水法和向上排空气法,因此选择ab。
(3)蛋白质受到物理或化学因素的影响,分子内部的结构和性质出现了一定的改变被称为蛋白质变性,因此过氧化氢溶液能杀死新冠病毒,这个过程叫做蛋白质的变性。
(4)向褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液,观察是否变红,如果变红则说明H2O2不是通过破环酚酞来使溶液褪色的,也就是猜想①H2O2显酸性消耗了NaOH,而使红色褪去正确,如果不变红色,则说明猜想②H2O2分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构,而使红色褪去正确。因此检验的方法是:向褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液,观察是否变红。
19.
【答案】
(1)长颈漏斗
(2)AC
(3)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已集满 氧气不纯
(4)c
【解析】(1)据图可知仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)利用高锰酸钾加热制氧气,反应物是固体,反应条件是加热,因此发生装置应该选用上图中的A;高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为:氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集,用排水法装置C收集的气体比较纯净;
(3)如用D装置收集氧气,检验氧气是否收集满的方法是:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气收集满了;实验时发现铁丝不能燃烧,可能的原因是氧气不纯、铁丝表面有锈等;
(4)氧气不易溶于水且密度比水小,用图乙中G装置收集氧气,气体应从c端通入。
20.
【答案】
(1)①圆底烧瓶 ②
③防止气体从长颈漏斗管口逸出 a
④制取氧气的量较少,且不能控制反应速率
(2)①氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点,防止液体氯酸钾流出
②温度升高,试管内的空气膨胀,空气排出试管,氧气浓度变小
(3)①消耗完装置内空气中的氧气 ②空气体积的1/5
【解析】(1)①仪器A圆底烧瓶;
②图1是固体和液体不需加热制气装置,制取氧气是用过氧化氢和二氧化锰反应,化学方程式为②
③用图2制取气体时,长颈漏斗必须插到液面以下,原因是防止气体从长颈漏斗管口逸出,收集不到气体;图4收集氧气,氧气应从短管进,水从长管出,故气体应a端通入,水从b端排出。
④图1是制取氧气的简易装置,图3是可以控制反应速率的气体发生装置,且可以随时添加药品。故与图3相比,用图1制取氧气的不足之处是:制取氧气的量较少,且不能控制反应速率。
(2)①由图2分析,氯酸钾分解时的温度大约为390℃,而氯酸钾的熔点为356℃,氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点,所以加热KClO3制氧气时,氯酸钾是先熔化后分解,故试管口选择朝上的原因是防止液体氯酸钾流出。
②图2中A→B段氯酸钾没有分解,而氧气浓度逐渐降低,可能原因是温度升高,试管内的空气膨胀,空气排出试管,氧气浓度变小。
(3)①实验时,铜粉过量的目的是消耗完装置内空气中的氧气,使空气体积减少,通过注射器的刻度可推知空气中氧气的含量。
②实验前,装置内气体体积为30mL+50mL=80mL,实验后,装置内气体体积为50mL+14mL=64mL,减少了16mL,故空气中氧气的含量为16mL/80mL=1/5。
21.
【答案】
(1)铁架台;
(2)F;E ;;导管口气泡连续均匀冒出;
(3)不可燃、不助燃;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;将燃着的木条放在b管口处,若木条火焰熄灭,则集满二氧化碳
【解析】(1)根据图示,仪器①的名称是:铁架台;(2)实验室用A装置制取并收集干燥的氧气,制取后,应先用盛有浓硫酸的F装置干燥,再用向上排空气法收集,所选装置的连接顺序为:A→F→E;A装置中使用催化剂制取氧气,对应的是利用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气,化学方程式是:。若用C装置收集氧气,导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集,因为开始排出的气体是装置中原有的空气,所以应在导管口气泡连续均匀冒出时,开始收集气体。(3)在实验室连接B、G装置进行实验。若实验时,在G装置中放置一个燃着的蜡烛,实验过程中蜡烛熄灭,说明B装置中生成的气体具有不可燃、不助燃的化学性质;在初中阶段利用B装置生成的不可燃、不助燃的气体是二氧化碳,反应物是大理石和稀盐酸,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳、水、氯化钙,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;若将G装置中的蜡烛取出来,改用G装置收集二氧化碳,由于二氧化碳的密度比空气的大,气体应从a管进入,瓶内的空气从b管排出,验满的方法是:将燃着的木条放在管口b处,若木条火焰熄灭,则集满二氧化碳。
22.
【答案】(1)试管 集气瓶
(2)①在试管口放一团棉花 D 高锰酸钾加热———→锰酸钾+二氧化锰+氧气 分解反应
②Ⅱ、Ⅲ(全对才给分)
(3)A E
(4)①用带火星的木条放在b导管口处,木条复燃,证明氧气已集满 ②b
(5)①吸收燃烧产生的二氧化硫,避免其污染空气
②铁丝剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
③铁+氧气点燃———→四氧化三铁
【解析】(1)带标号的仪器的名称:①是试管;②是集气瓶。
(2)①若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,高锰酸钾是粉末状的,为防止高锰酸钾粉末进入导管,试管口需要塞一团棉花,制取一瓶较纯净的氧气,用排水法收集,故C装置需做出的一处改进是在试管口放一团棉花;氧气不易溶于水,故收集装置应该选D;反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故该反应的文字表达式为高锰酸钾加热———→锰酸钾+二氧化锰+氧气,反应符合一变多,故其基本反应类型为分解反应。
②Ⅰ.实验要先检查装置的气密性,后加入药品,故正确;
Ⅱ.实验组装仪器要由下而上,先放置酒精灯,后固定试管,故不正确;
Ⅲ.先加热试管排尽空气,后将导管伸入集气瓶收集气体,故不正确。
故选ⅡⅢ。
(3)实验室常用硫铁矿和稀硫酸(液体)在常温下反应制取硫化氢气体,在实验室制取硫化氢时(要求反应速率可控,所得气流平稳),注射器能控制反应物的滴加速率,控制反应速率,故应选用的发生装置是A,硫化氢气体易溶于水,密度比空气大,用向上排空气法收集,故选用的收集装置是E。
(4)①若用于向上排空气法收集氧气,氧气密度比空气大,氧气从长管进,空气从短管排出,故检验氧气已收集满的方法是用带火星的木条放在b导管口处,木条复燃,证明氧气已集满。
②若用于排水法收集氧气,先在集气瓶中装满水,氧气密度比水小,氧气要从短管通入,水从长管排出,故然后从b端通入氧气。
(5)①硫在氧气中点燃生成二氧化硫,二氧化硫和水反应生成亚硫酸,故A中水的作用是吸收燃烧产生的二氧化硫,避免其污染空气。
②铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,故B中可观察到的实验现象是铁丝剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。
③铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,故B中反应的文字表达式为铁+氧气点燃———→四氧化三铁。
23.
【答案】
(1)①
②锥形瓶 ACD
③a
(2)①验纯 ②浓度
【解析】(1)①过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为①。②仪器A的名称为锥形瓶。过氧化氢和二氧化锰制取氧气,为固液不加热型装置,故氧气的发生装置选用的仪器为ACD。③用浓硫酸干燥氧气,应从长管进气,短管出气,故从装置F的a处通入气体。
(2)①氢气属于易燃气体,为预防爆炸,点燃氢气之前应先检验纯度。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。②打开K,通入氧气,火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
24.
【答案】
(1)图2;白色固体变成蓝色;带火星;复燃
(2)有一定量的二氧化碳没有和超氧化钾反应,而是从导气管随氧气一起导出
(3)水槽中的石灰水大量的变成浑浊
【解析】
(1)由于在实验室中制取二氧化碳是用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应,是固液混合且不需要加热;混合气体通过碳酸氢钠溶液要带出一部分水蒸气,而硫酸铜是白色固体遇到水就会和水反应生成蓝色的五水硫酸铜,所以C中的现象为白色固体变为蓝色;氧气能支持燃烧,能使带火星的木条复燃,因此常用带火星的木条来检验氧气;
(2)E中的石灰水出现少量的白色沉淀,说明氧气中混有二氧化碳,即二氧化碳没有全部参与化学反应;
(3)由于超氧化钾是二氧化碳反应的,所以若D中的超氧化钾样品接近反应完毕时,说明超氧化钾全部变成了碳酸钾,已经不能再和二氧化碳发生反应,因此会看到E中的浑浊现象越来越严重.
(图文来源网络,版权归原作所有)
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2018年元月26日