2.3 氧气的制备（拓展培优）-2024-2025学年九年级化学上册课后培优分级练（沪教版2024）

2.3 氧气的制备 一、科学探究题 1．化学魔术“大象牙膏”实验，引起了某化学小组的兴趣。 (1)实验中，先后加入某种催化剂、过氧化氢溶液与发泡剂，容器中涌出了柱状泡沫。这种泡沫 （选填“能”或“不能”）用于灭火。 (2)小组同学将带火星的木条伸入容器中， （写现象），证明气体为氧气。 某同学做该实验时，未观察到柱状泡沫涌出。 【提出问题】哪些因素会影响“大象牙膏”的成型效果？ 【猜想与假设】①过氧化氢溶液的浓度；②…… 【查阅资料】实验室常用的过氧化氢溶液的浓度为和。 【实验一】 (3) 实验步骤 现象 a．称量二氧化锰放入容器中，在烧杯中加入洗洁精并加水至混合均匀，迅速将的过氧化氢溶液及洗洁精水倒入容器中。 大量气泡状液体流出， ，液体极稀无法成型，液体表面附着黑色固体 b．称量二氧化锰放入容器中，在烧杯中加入洗洁精并加水至混合均匀，迅速将 及洗洁精水倒入容器中。 大量气泡状液体流出，速度快，高度较高，液体黏稠，“牙膏”成型好，液体表面附着黑色固体 结论： 。 【实验二】 (4)实验目的： 。 实验过程：分别称取和二氧化锰分别加入容器中，取的过氧化氢各于烧杯中，再取洗洁精于烧杯中，加入水至后配成溶液，将配置好的药品全部倒入容器，观察“牙膏”冲出的速率及高度。 【反思评价】 (5)写出在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解的文字表达式 。 (6)除上述因素影响“大象牙膏”的成型效果外，你认为还有哪些因素 （写一条即可）。 (7)实验结束后，同学们发现容器非常烫手，说明该反应 （选填“放热”或“吸热”）。 2．水产养殖业经常用到“鱼浮灵”。某品牌“鱼浮灵”的主要成分是过碳酸钠，它能在常温下与水反应生成氧气，增加鱼池中的含氧量。某兴趣小组对“鱼浮灵”进行以下探究。 【探究一】“鱼浮灵”用量对水中溶氧量的影响 如图，取等体积三瓶鱼池水，分别加入不同质量的“鱼浮灵”，并用传感器测定溶氧量，结果如表： 序号 ① ② ③ “鱼浮灵”质量(g) 0.3 0.6 1.2 最大溶氧量(mg/L) 9.25 9.38 9.80 (1)若想量取10mL鱼池水，所用的仪器有 、 。 (2)上述实验的结论是：其他条件相同时， 。 【探究二】在1L下列水样中放入2.4g“鱼浮灵”，并测定溶氧量( mg/L)，结果如表： 序号 ① ② ③ ④ 水样 鱼池水 自来水 矿泉水 蒸馏水 加“鱼浮灵”前 8.4 8.4 8.5 10.63 “鱼浮灵”溶解后 10.99 10.12 10.82 11.55 (3)本实验的目的是：其他条件相同时， 。 (4)养殖水体中的溶氧含量一般应保持在5~8mg/L，当溶氧量低于3mg/L时，不利于鱼类生长。依据以上探究，在运输金鱼的过程中，若水体溶氧量稍小于3mg/L，应向每升水中加2.4g“鱼浮灵”，具体原因是 。 (5)分析上述实验，你还想进一步探究的问题是 。 【探究三】实验室能否用“鱼浮灵”与水反应制取氧气 (6)取少量市售“鱼浮灵”于试管中，加入适量水，观察到有少量细小气泡缓慢放出，收集气体。20分钟后，经检测只收集到很少量气体。 ①你认为“鱼浮灵” (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气，理由是 。 ②若想加快“鱼浮灵”与水反应的速率，你的建议是 。 (7)根据题中信息可知，“鱼浮灵”应密封保存并放在 处。 (8)“钙多宝”在常温下也能与水反应生成氧气。“钙多宝”的主要成分是过氧化钙，常温下与水反应生成氢氧化钙和氧气。写出该反应的文字表达式 。 3．在学习完实验室制氧气后，某班同学分组进一步探究。 I.第一小组开始了“寻找新的催化剂”研究性实验： 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果如何? 【实验探究】 实验步骤 实验现象 ①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 A中产生气泡，木条复燃，B中产生气泡，木条未复燃 ②待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 ③将步骤②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量质量。 ④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入1g氧化铁粉末，向D试管中加入1g二氧化锰粉末，观察现象。 D试管中产生气泡的速率更快 提问： (1)步骤①中，B试管有气泡，但带火星未复燃的原因是 。 (2)步骤②的实验目的是 。 (3)步骤③实验后称得滤渣的质量为 g。 (4)步骤④中D试管随着反应的发生产生氧气速率越来越快的原因是过氧化氢溶液分解时会 (填“放出”或“吸收”)热量；D中反应的符号表达式 。 【实验结论】 (5)步骤 (填序号)证明：氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。 【实验评价】 (6)根据步骤④的现象，你可以得到的结论是： 。 II.第二小组设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的化学氧消防自救呼吸器。 资料：1.呼吸器型号：ZYX30(防护30分钟)，净重1.6kg；ZXY45(防护45分钟)，净重2.2kg。 2.呼吸器原理：人呼出的二氧化碳、水经过生氧装置反应生成氧气，产生的氧气到气囊袋，然后人呼吸气囊袋里的氧气。 3.呼吸器中生氧药品：超氧化物(用MO2表示)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2，其反应的化学表达式为：MO2+H2O→MOH+O2，O2+CO2→MCO3+O2。 4.呼吸器结构：如图1所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。 (7)自救呼吸器使用时，需用鼻夹夹住鼻子，用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时，单向阀A和B的开闭情况是 (选填“A打开，B闭合”或“A闭合，B打开”)。 (8)一定质量的超氧化钾(KO2)和超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图2所示。小王依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min，结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能，选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是 。 (9)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有______(填字母)。 A．生氧药品的质量 B．外界氧气浓度 C．生氧药品的种类 4．对比归纳是学习化学的重要方法。请参与下列探究活动并回答问题： (1)实验一：探究影响硫燃烧剧烈程度的因素。如图，分别将硫在空气和氧气中燃烧。 ①硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是 。 ②检验生成SO2气体的方法是 ，集气瓶底部放一些水的目的是 。 (2)实验二：探究影响铁燃烧剧烈程度的因素。 ①实验室欲收集一瓶较纯净的氧气，最好的收集方法是 法(选填“排水集气”或“向上排空气”)。 ②实验操作中，在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的作用是 。 ③创新探究：同学猜测铁丝燃烧可能与集气瓶内氧气的浓度有关系，学生团队经过讨论设计如下图2创新实验，创新实验的优点是 。 (3)实验再探究 另有学生团队选用硬度不同、粗细相同的铁丝分别在氧气中燃烧实验，发现硬度大的铁丝火星四射的剧烈程度大。 查阅相关资料：铁丝燃烧的火星四射的原因是反应产生大量热量使生成物熔化成液态，飞溅本质是实验过程中产生一种气态物质受热体积膨胀而产生的喷射状。 下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 合碳0.6%的铁丝 燃烧现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈继烧，少量火星 剧烈燃烧，火星四射 ①通过以上实验，说叨铁丝燃烧产生火星四射现象和铁丝中的 有失。实验中使熔化的生成物飞溅的气体可能是 。 ②铁丝燃烧的产物也是固体，而实验室测定空气中氧气含量的实验中选用红磷而不选用铁丝的主要原因是 。 5．MnO2可用作实验室制取氧气的催化剂。 I.在实验室中，可以用高锰酸钾加热分解得到氧气。 (1)装置A中仪器X的名称为 。 (2)搭建如图2所示装置时，需要调整铁夹高度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整到所需高度后再拧紧。 (3)装入高锰酸钾粉末后，要在试管口放一团棉花，其目的是 。 (4)若使用装置C用排空气法收集O2时，检验集气瓶中是否收集满的方法是 。 II.某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示， (5)M剂为白色固体(2Na2CO3·3H2O2)作制氧剂，N剂为MnO2，可作 剂。 用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)该制氧机的制氧原理有两步： 第一步：2Na2CO3•3H2O22Na2CO3+3H2O2 第二步： (符号表达式表示)。 (7)利用上述实验室仪器二模组装该制氧机时，装置B相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。 (8)为获得平稳气流，需要对B装置进行改进，改进的方法是 。 III.有关氧气的实验探究 【发现问题】 小明在实验中不小心把收集满氧气的集气瓶碰倒。立即扶起后发现：剩余氧气仍能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小明对此展开探究： 【进行实验】 第一组实验。取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排出。将带火星的木条依次插入①—⑤号瓶中，记录实验现象。 小明在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见表。 第一组 第二组 第三组 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ① 收集的O2占容积的体积分数(%) 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮 【资料收集】 集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%。 【问题解答】 (9)通过该实验可知，使用带火星的木条验满氧气的方法是 (填“可靠”或“不可靠”)的。 (10)依表中数据可知，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是 %(计算结果如有需要可以保留整数)。 6．某化学兴趣小组的同学对过氧化氢分解进行探究。 【探究一】影响过氧化氢分解快慢的因素某小组同学设计并进行实验，探究影响过氧化氢分解速率的因素。（实验装置如图1所示，夹持仪器已略去） 【猜想与假设】影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。 【实验记录】同学们进行6组实验，实验记录如下： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 过氧化氢溶液的浓度（%） 30 30 15 30 30 30 过氧化氢溶液的体积（mL） 6 x 6 6 6 6 水槽中水的温度 20 90 70 70 20 20 锥形瓶中的物质 — — — — 0.5g NaCl 0.5g 60min内产生氧气（mL） 0.0 41.0 4.5 12.1 2.0 650.0 【解释与结论】 (1)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是 mL。 (2)实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率，还可以通过测 定 来比较过氧化氢的分解速率。 (3)写出实验⑥发生反应的符号表达式 。 (4)通过实验①、②、④可得出的结论是 。 【反思与评价】 (5)同学们认为实验室制氧气，应选择实验⑧而不选实验②的理由是 。 【探究二】 硫酸铜溶液也能做过氧化氢分解反应的催化剂，小组同学在常温下，向a、b、c三个试管中分别加入等量的5%的过氧化氢溶液，在其他条件相同时，各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液，绘制了产生氧气的体积和时间变化的曲线如图。请你回答： (6)若实验中所得的曲线如图中虚线所示，请推测其中可能的原因： 。 7．实验探究题 某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。 I．探究制氧剂反应原理 查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。 过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢再产生氧气。 (1)写出过氧化氢制氧气的符号表达式 ，二氧化锰在实验中质量和 不变； (2)如何检验集气瓶中的气体是否为氧气，将 伸入集气瓶中， 则为氧气。 Ⅱ．对制氧剂的选择探究 吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢﹖于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。 【查阅资料】 ①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。 ②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。 【实验探究】 在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。 实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以0.2gMnO2做催化剂，记录并处理20min内数据，见图1。 实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图2。 (3)从图2可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。 (4)结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。 (5)对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优 点是 (写一点)。 8．在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 (1)用MnO2作催化剂，加热分解得到O2和KCl。该反应的符号表达式为 。 (2)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整后再拧紧。 (3)实验结束时，下列两步操作中先进行的是 (填序号)。 a.移走并熄灭酒精灯 b.断开试管与万能瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3‧2H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 己知： ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3易溶于水。 ②可以将KI转化为I1，I2能使淀粉溶液变蓝。 (4)制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 ①A剂的成分是 。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。 (5)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。 ②取少量滤液，滴加 溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 9．“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧。某品牌制氧机通过制氧剂产生氧气，制氧剂甲剂为白色颗粒，制氧剂乙剂为黑色粉末。白色颗粒成分为过碳酸钠（化学式为2Na2CO3·3H2O2），它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气，又叫固体双氧水。某小组同学设计实验研究其制氧原理并组装了一套简易的氧发生器。 【探究一】制氧原理 (1)请写出实验室用高锰酸钾制取氧气的符号表达式： ，上述反应操作不便，家庭使用并不合适。 (2)分别取等量的白色颗粒和等体积的水加入甲、乙两支试管，再向乙试管中加入黑色粉末。观察到甲试管仅有少量气泡，乙试管有较多气泡。根据实验现象分析，黑色粉末（制氧剂乙剂）可能是 （填序号）。 a.二氧化锰 b.五氧化二磷   甲              乙 (3)为验证黑色粉末的作用，小组同学设计了如下实验： 图1中加入一定量H2O2溶液，然后塞入插有带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是：冒出少量气泡， ，再通过漏斗加入ag黑色粉末，如图3所示，此时观察到的现象是 。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，所得固体仍为ag，小明同学认为可以判断黑色粉末是催化剂。小亮同学认为小明同学的结论不严谨，请你帮小亮同学说出理由： 。 (4)经查询资料知道，黑色粉末在制氧过程中确实是催化剂，该制氧机的制氧原理有两步： 第一步： 第二步： （用符号表达式表示）。 (5)该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水的原因是 （填字母）。 a.产物无污染 b.制取成本更低 c.运输储存更方便 【探究二】氧发生器 (6)某同学根据绘制的制氧机简图，利用实验室的仪器组装了一套有类似功能的氧发生器。该氧发生器的连接顺序是 （填接口处字母）。 (7)装置A相当于制氧机中的 （填“反应仓”或“加湿过滤仓”，下同），装置B相当于制氧机中的 。 10．制氧机”在市场上应用广泛，某兴趣小组对制氧机开展研究。 【活动一】物理制氧 (1)分离液态空气法：通过将空气加压、降温、蒸发可以制得大量氧气。该过程主要利用氮气和氧气的 不同。 (2)膜分离法：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜（分子筛），可得到富氧空气。下列说法中错误的是 （填序号）。 A．该过程中氧分子停止了运动 B．该过程中氧分子浓度增大 C．该过程中氧分子化学性质发生了改变 【活动二】化学制氧——认识家用“便携式制氧机” 某品牌制氧机通过 A、B 两种制氧剂产生氧气，其中 A 剂为白色颗粒（过碳酸钠），B 剂为黑色粉末（MnO2）。 (3)制氧时，在反应仓中加入适量水，分别加入 A 剂、B 剂。过滤仓中的水可以起到的作用 （填序号）。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 D．过滤杂质提纯氧气 (4)通过对比实验，利用数字化传感器测出 5%过氧化氢和过碳酸钠分别产生氧气的曲线如图，结合图像及药品状态分析，家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择 5%过氧化氢的理由是 和 。 (5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： （请写出操作、现象、结论）。 【活动三】兴趣小组同学还设计了如图 2 所示装置来测定图 1 制氧机制得的气体中氧气的含量。 (6)请将下列实验步骤补充完整： ①连接装置， 。 ②加入药品，将装置连接固定。 ③打开止水夹 a 和 b，向 A 中缓慢鼓入一定量气体，关闭止水夹 a 和 b，此时，A 中水进入到 B 中，测得 B 中水的体积为 V1mL。 ④用凸透镜聚光引燃白磷，观察到 。 ⑤待白磷熄灭并冷却到室温， （填操作）。B 中水倒吸进入到 A 中，测得量筒中的体积变为 V2mL。 ⑥ 经测定 V1＝210mL；V2＝50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数为 %（精确到 0.1%）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3 氧气的制备 一、科学探究题 1．化学魔术“大象牙膏”实验，引起了某化学小组的兴趣。 (1)实验中，先后加入某种催化剂、过氧化氢溶液与发泡剂，容器中涌出了柱状泡沫。这种泡沫 （选填“能”或“不能”）用于灭火。 (2)小组同学将带火星的木条伸入容器中， （写现象），证明气体为氧气。 某同学做该实验时，未观察到柱状泡沫涌出。 【提出问题】哪些因素会影响“大象牙膏”的成型效果？ 【猜想与假设】①过氧化氢溶液的浓度；②…… 【查阅资料】实验室常用的过氧化氢溶液的浓度为和。 【实验一】 (3) 实验步骤 现象 a．称量二氧化锰放入容器中，在烧杯中加入洗洁精并加水至混合均匀，迅速将的过氧化氢溶液及洗洁精水倒入容器中。 大量气泡状液体流出， ，液体极稀无法成型，液体表面附着黑色固体 b．称量二氧化锰放入容器中，在烧杯中加入洗洁精并加水至混合均匀，迅速将 及洗洁精水倒入容器中。 大量气泡状液体流出，速度快，高度较高，液体黏稠，“牙膏”成型好，液体表面附着黑色固体 结论： 。 【实验二】 (4)实验目的： 。 实验过程：分别称取和二氧化锰分别加入容器中，取的过氧化氢各于烧杯中，再取洗洁精于烧杯中，加入水至后配成溶液，将配置好的药品全部倒入容器，观察“牙膏”冲出的速率及高度。 【反思评价】 (5)写出在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解的文字表达式 。 (6)除上述因素影响“大象牙膏”的成型效果外，你认为还有哪些因素 （写一条即可）。 (7)实验结束后，同学们发现容器非常烫手，说明该反应 （选填“放热”或“吸热”）。 【答案】(1)不能 (2)木条复燃 (3) 速度慢，高度较低 的过氧化氢溶液 相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越高，“大象牙膏”的成型效果越好 (4)探究催化剂质量对“大象牙膏”的成型效果的影响 (5) (6)温度（合理即可） (7)放热 【详解】（1）过氧化氢分解会产生水和氧气，氧气有助燃性，所以容器中涌出的柱状泡沫不能用于灭火。 （2）实验结论是产生的气体是氧气，氧气有助燃性，能使带火星的木条复燃，将带火星的木条伸入容器中，现象是：木条复燃。 （3）实验目的是探究过氧化氢溶液的浓度对“大象牙膏”的成型效果的影响，步骤a中加入的过氧化氢溶液，则步骤b中加入的应该是的过氧化氢溶液。实验步骤b中现象是大量气泡状液体流出，速度快，高度较高，液体黏稠，“牙膏”成型好，液体表面附着黑色固体；而实验步骤a中液体极稀无法成型，说明氢氧化钠溶液浓度越高，“大象牙膏”的成型效果越好，则实验步骤a中的现象是：大量气泡状液体流出，速度慢，高度较低，液体极稀无法成型，液体表面附着黑色固体。 故填：速度慢，高度较低；的过氧化氢溶液；相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越高，“大象牙膏”的成型效果越好。 （4）分别称取和二氧化锰分别加入容器中，取的过氧化氢各于烧杯中，再取洗洁精于烧杯中，加入水至后配成溶液，将配置好的药品全部倒入容器，观察“牙膏”冲出的速率及高度，说明实验变量是二氧化锰的质量，则实验目的是：探究催化剂质量对“大象牙膏”的成型效果的影响。 （5）过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成水、氧气，反应的文字表达式为：。 （6）上述实验探究了过氧化氢溶液浓度、催化剂质量对“大象牙膏”的成型效果的影响，其它因素还可以是：温度、催化剂的形状、催化剂的种类等。 （7）实验结束后，同学们发现容器非常烫手，说明该反应放热。 2．水产养殖业经常用到“鱼浮灵”。某品牌“鱼浮灵”的主要成分是过碳酸钠，它能在常温下与水反应生成氧气，增加鱼池中的含氧量。某兴趣小组对“鱼浮灵”进行以下探究。 【探究一】“鱼浮灵”用量对水中溶氧量的影响 如图，取等体积三瓶鱼池水，分别加入不同质量的“鱼浮灵”，并用传感器测定溶氧量，结果如表： 序号 ① ② ③ “鱼浮灵”质量(g) 0.3 0.6 1.2 最大溶氧量(mg/L) 9.25 9.38 9.80 (1)若想量取10mL鱼池水，所用的仪器有 、 。 (2)上述实验的结论是：其他条件相同时， 。 【探究二】在1L下列水样中放入2.4g“鱼浮灵”，并测定溶氧量( mg/L)，结果如表： 序号 ① ② ③ ④ 水样 鱼池水 自来水 矿泉水 蒸馏水 加“鱼浮灵”前 8.4 8.4 8.5 10.63 “鱼浮灵”溶解后 10.99 10.12 10.82 11.55 (3)本实验的目的是：其他条件相同时， 。 (4)养殖水体中的溶氧含量一般应保持在5~8mg/L，当溶氧量低于3mg/L时，不利于鱼类生长。依据以上探究，在运输金鱼的过程中，若水体溶氧量稍小于3mg/L，应向每升水中加2.4g“鱼浮灵”，具体原因是 。 (5)分析上述实验，你还想进一步探究的问题是 。 【探究三】实验室能否用“鱼浮灵”与水反应制取氧气 (6)取少量市售“鱼浮灵”于试管中，加入适量水，观察到有少量细小气泡缓慢放出，收集气体。20分钟后，经检测只收集到很少量气体。 ①你认为“鱼浮灵” (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气，理由是 。 ②若想加快“鱼浮灵”与水反应的速率，你的建议是 。 (7)根据题中信息可知，“鱼浮灵”应密封保存并放在 处。 (8)“钙多宝”在常温下也能与水反应生成氧气。“钙多宝”的主要成分是过氧化钙，常温下与水反应生成氢氧化钙和氧气。写出该反应的文字表达式 。 【答案】(1) 10mL量筒 胶头滴管 (2)“鱼浮灵”用量增多，水中溶氧量也增大 (3)探究不同水质对“鱼浮灵”增氧效果的影响 (4)每升水加入2.4g“鱼浮灵”可使水体的溶氧量增加超过2mg/L，从而使水体溶氧量从3mg/L升高到5mg/L以上 (5)蒸馏水中的溶氧量为什么比其他水样高（合理即可） (6) 不能 反应太慢，产生氧气太少 加催化剂（合理即可） (7)干燥 (8)过氧化钙+水氢氧化钙+氧气 【详解】（1）用量筒量取液体体积时应选量程大而接近的量筒，所以应选量程10mL的量筒，此外还需用到胶头滴管定容，故填：10mL量筒、胶头滴管； （2）由探究一表格可知，其他条件相同时，随着“鱼浮灵”的质量越多，最大溶氧量也变大； （3）由探究二表格可知，水样不同，水样的体积相同，故该实验的目的是：探究不同水质对“鱼浮灵”增氧效果的影响； （4）由每探究二表格，1L鱼池水中放入2.4g“鱼浮灵”，可使水体的溶氧量增加超过2mg/L，从而使水体溶氧量从3mg/L升高到5mg/L以上，而养殖水体中的溶氧含量一般应保持在5-8mg/L，符合鱼类生长条件； （5）由表中数据可知，蒸馏水中溶氧量比其它水样高，故可进一步研究：蒸馏水中的溶氧量为什么比其他水样高？（合理即可） （6）①由资料可知，加入水后仅观察到有少量细小气泡缓慢放出，且20分钟后只收集到很少量气体，所以由于“鱼浮灵”固体与水反应速率过慢，且产生的氧气也较少，故不能用于制取氧气； ②为了使“鱼浮灵”更快地放出氧气，可以向“鱼浮灵”和水的混合物中加入催化剂，也可以升高温度，加快反应速率； （7）“鱼浮灵”的主要成分是过碳酸钠，它能在常温下与水反应生成氧气，所以应密封保存并放在干燥处； （8）过氧化钙常温下与水反应生成氢氧化钙和氧气，文字表达式为：过氧化钙+水氢氧化钙+氧气。 3．在学习完实验室制氧气后，某班同学分组进一步探究。 I.第一小组开始了“寻找新的催化剂”研究性实验： 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果如何? 【实验探究】 实验步骤 实验现象 ①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 A中产生气泡，木条复燃，B中产生气泡，木条未复燃 ②待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 ③将步骤②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量质量。 ④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入1g氧化铁粉末，向D试管中加入1g二氧化锰粉末，观察现象。 D试管中产生气泡的速率更快 提问： (1)步骤①中，B试管有气泡，但带火星未复燃的原因是 。 (2)步骤②的实验目的是 。 (3)步骤③实验后称得滤渣的质量为 g。 (4)步骤④中D试管随着反应的发生产生氧气速率越来越快的原因是过氧化氢溶液分解时会 (填“放出”或“吸收”)热量；D中反应的符号表达式 。 【实验结论】 (5)步骤 (填序号)证明：氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。 【实验评价】 (6)根据步骤④的现象，你可以得到的结论是： 。 II.第二小组设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的化学氧消防自救呼吸器。 资料：1.呼吸器型号：ZYX30(防护30分钟)，净重1.6kg；ZXY45(防护45分钟)，净重2.2kg。 2.呼吸器原理：人呼出的二氧化碳、水经过生氧装置反应生成氧气，产生的氧气到气囊袋，然后人呼吸气囊袋里的氧气。 3.呼吸器中生氧药品：超氧化物(用MO2表示)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2，其反应的化学表达式为：MO2+H2O→MOH+O2，O2+CO2→MCO3+O2。 4.呼吸器结构：如图1所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。 (7)自救呼吸器使用时，需用鼻夹夹住鼻子，用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时，单向阀A和B的开闭情况是 (选填“A打开，B闭合”或“A闭合，B打开”)。 (8)一定质量的超氧化钾(KO2)和超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图2所示。小王依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min，结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能，选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是 。 (9)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有______(填字母)。 A．生氧药品的质量 B．外界氧气浓度 C．生氧药品的种类 【答案】(1)氧气浓度低，不足以使带火星的木条复燃 (2)验证氧化铁反应前后的化学性质是否改变 (3)1 (4) 放出 (5)①②③ (6)在其它条件相同时，二氧化锰的催化效果比氧化铁强 (7)A闭合，B打开 (8)超氧化钾生氧速度不低于1L/min的时间较长 (9)AC 【详解】（1）此时不加入催化剂，过氧化氢本身分解速率较慢，所以此时氧气浓度不够，不足以使带火星木条复燃； （2）此实验重复加入过氧化氢溶液，验证氧化铁是否加快过氧化氢分解，验证氧化铁反应前后的化学性质是否改变； （3）催化剂反应前后质量不变，所以步骤③实验后称得滤渣的质量还是1g； （4）步骤④中D试管随着反应的发生产生氧气速率越来越快的原因是过氧化氢溶液分解时放出反应，温度升高，可以加快反应速率； D中过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，符号表达式为：； （5）根据实验可知需证明氧化铁在反应中能改变过氧化氢溶液的分解速率且自身的质量和化学性质不变，故证明：氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂的实验是①②③； （6）根据步骤④由控制变量法可知加入二氧化锰使过氧化氢溶液分解氧气的速率更快，得到的结论是在其它条件相同时，氧化铁的催化效果不如二氧化锰； （7）呼吸时需要吸收氧气，所以B需要打开，A关闭； （8）根据图像可以看出，超氧化钠产生气体速率维持在1L/min的时间短，不如超氧化钾效果好，因此选择超氧化钾； 选取KO2的优点为：超氧化钾生氧速度不低于1L/min的时间较长。 （9）A、生氧药品的质量越多，可以维持的时间越长，选项A符合题意； B、外界氧气不会进入呼吸器，通过自身呼出的二氧化碳与生氧药品反应，选项B不符合题意； C、生氧药品种类不同，产生氧气的速率不同，会影响有效防护时间，选项C符合题意； 故选：AC。 4．对比归纳是学习化学的重要方法。请参与下列探究活动并回答问题： (1)实验一：探究影响硫燃烧剧烈程度的因素。如图，分别将硫在空气和氧气中燃烧。 ①硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是 。 ②检验生成SO2气体的方法是 ，集气瓶底部放一些水的目的是 。 (2)实验二：探究影响铁燃烧剧烈程度的因素。 ①实验室欲收集一瓶较纯净的氧气，最好的收集方法是 法(选填“排水集气”或“向上排空气”)。 ②实验操作中，在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙的作用是 。 ③创新探究：同学猜测铁丝燃烧可能与集气瓶内氧气的浓度有关系，学生团队经过讨论设计如下图2创新实验，创新实验的优点是 。 (3)实验再探究 另有学生团队选用硬度不同、粗细相同的铁丝分别在氧气中燃烧实验，发现硬度大的铁丝火星四射的剧烈程度大。 查阅相关资料：铁丝燃烧的火星四射的原因是反应产生大量热量使生成物熔化成液态，飞溅本质是实验过程中产生一种气态物质受热体积膨胀而产生的喷射状。 下表是他将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请分析完成下表： 物质 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 合碳0.6%的铁丝 燃烧现象 无火星四射现象，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈继烧，少量火星 剧烈燃烧，火星四射 ①通过以上实验，说叨铁丝燃烧产生火星四射现象和铁丝中的 有失。实验中使熔化的生成物飞溅的气体可能是 。 ②铁丝燃烧的产物也是固体，而实验室测定空气中氧气含量的实验中选用红磷而不选用铁丝的主要原因是 。 【答案】(1) 氧气的浓度 将气体通入稀高锰酸钾溶液中，若高锰酸钾溶液褪色，则该气体是二氧化硫 吸收反应生成的二氧化硫，防止污染环境 (2) 排水集气 防止高温熔融物掉落，炸裂瓶底 能持续提供氧气，方便观察实验现象（合理即可） (3) 碳元素含量 二氧化碳/CO2 铁丝在空气中不能燃烧 【详解】（1）①氧气中和空气中氧气的浓度不同，所以硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是氧气的浓度； ②二氧化硫能使稀高锰酸钾溶液褪色，检验生成SO2气体的方法是将气体通入稀高锰酸钾溶液中，若高锰酸钾溶液褪色，则该气体是二氧化硫；硫在氧气里燃烧生成二氧化硫，二氧化硫具有毒性，易溶于水且能与水反应，实验时要在集气瓶底部放一些水，目的是吸收反应生成的二氧化硫，防止污染环境； （2）①氧气的密度大于空气，不易溶于水也不与水反应，故可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中排水法收集的气体较为纯净； ②铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，在实验操作中，需要在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，作用是防止高温熔融物掉落，炸裂瓶底； ③创新实验中，双氧水在二氧化锰的催化下生成氧气，利用生成的氧气做铁丝在氧气中燃烧实验，能持续提供氧气，方便观察实验现象； （3）①铁丝中含有碳元素，通过以上实验，可知铁丝燃烧时火星四射的现象与碳元素含量有关，含碳量越高，燃烧越剧烈；物体飞溅本质是实验过程中产生一种气态物质受热体积膨胀而产生的喷射状，实验中使熔化的生成物飞溅的气体可能是碳与氧气点燃生成的二氧化碳气体； ②铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗氧气，也就无法产生压强差，故实验室测定空气中氧气含量的实验中选用红磷而不选用铁丝的主要原因是铁丝在空气中不能燃烧。 5．MnO2可用作实验室制取氧气的催化剂。 I.在实验室中，可以用高锰酸钾加热分解得到氧气。 (1)装置A中仪器X的名称为 。 (2)搭建如图2所示装置时，需要调整铁夹高度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整到所需高度后再拧紧。 (3)装入高锰酸钾粉末后，要在试管口放一团棉花，其目的是 。 (4)若使用装置C用排空气法收集O2时，检验集气瓶中是否收集满的方法是 。 II.某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图所示， (5)M剂为白色固体(2Na2CO3·3H2O2)作制氧剂，N剂为MnO2，可作 剂。 用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)该制氧机的制氧原理有两步： 第一步：2Na2CO3•3H2O22Na2CO3+3H2O2 第二步： (符号表达式表示)。 (7)利用上述实验室仪器二模组装该制氧机时，装置B相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。 (8)为获得平稳气流，需要对B装置进行改进，改进的方法是 。 III.有关氧气的实验探究 【发现问题】 小明在实验中不小心把收集满氧气的集气瓶碰倒。立即扶起后发现：剩余氧气仍能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小明对此展开探究： 【进行实验】 第一组实验。取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排出。将带火星的木条依次插入①—⑤号瓶中，记录实验现象。 小明在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见表。 第一组 第二组 第三组 集气瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ① 收集的O2占容积的体积分数(%) 10 20 30 40 50 31 33 35 37 39 34 带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮 【资料收集】 集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%。 【问题解答】 (9)通过该实验可知，使用带火星的木条验满氧气的方法是 (填“可靠”或“不可靠”)的。 (10)依表中数据可知，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是 %(计算结果如有需要可以保留整数)。 【答案】(1)酒精灯 (2)K2 (3)防止固体粉末进入导管，堵塞导管 (4)将带火星的木条放在n口，若木条复燃，则说明已收集满 (5)催化 (6) (7)反应仓 (8)将长颈漏斗换成分液漏斗 (9)不可靠 (10)49 【详解】（1）装置A中仪器X的名称为酒精灯。 （2）若需要调整铁夹高度，可松开K2处的螺丝，待调整到所需高度后再拧紧。 （3）加热高锰酸钾时，为了防止固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应塞一团棉花。 （4）氧气密度比空气大，用C装置收集时，气体应从m口通入；氧气具有助燃性，则验满方法为：将带火星的木条放在n口，若木条复燃，则说明已收集满。 （5）N剂为二氧化锰，可在过氧化氢溶液中制取氧气中，可作为催化剂。 （6）第二步是过氧化氢通过二氧化锰的催化生成水和氧气，符号表达式为：。 （7）实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气是固液常温型反应，装置B是用反应装置，相当于制氧机中的反应仓。 （8）分液漏斗可以控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率，则为了获取平稳气流，需要对B装置进行改造，改造方式为：将长颈漏斗换成分液漏斗。 （9）从表中数据可知，氧气含量达到一定浓度时就能使带火星的木条复燃，故使用带火星的木条验满氧气的方法是不可靠的。 （10）依表中数据可知，收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是。 6．某化学兴趣小组的同学对过氧化氢分解进行探究。 【探究一】影响过氧化氢分解快慢的因素某小组同学设计并进行实验，探究影响过氧化氢分解速率的因素。（实验装置如图1所示，夹持仪器已略去） 【猜想与假设】影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。 【实验记录】同学们进行6组实验，实验记录如下： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 过氧化氢溶液的浓度（%） 30 30 15 30 30 30 过氧化氢溶液的体积（mL） 6 x 6 6 6 6 水槽中水的温度 20 90 70 70 20 20 锥形瓶中的物质 — — — — 0.5g NaCl 0.5g 60min内产生氧气（mL） 0.0 41.0 4.5 12.1 2.0 650.0 【解释与结论】 (1)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是 mL。 (2)实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率，还可以通过测 定 来比较过氧化氢的分解速率。 (3)写出实验⑥发生反应的符号表达式 。 (4)通过实验①、②、④可得出的结论是 。 【反思与评价】 (5)同学们认为实验室制氧气，应选择实验⑧而不选实验②的理由是 。 【探究二】 硫酸铜溶液也能做过氧化氢分解反应的催化剂，小组同学在常温下，向a、b、c三个试管中分别加入等量的5%的过氧化氢溶液，在其他条件相同时，各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液，绘制了产生氧气的体积和时间变化的曲线如图。请你回答： (6)若实验中所得的曲线如图中虚线所示，请推测其中可能的原因： 。 【答案】(1)6 (2)收集等体积的氧气时所需的时间 (3) (4)温度越快，过氧化氢的分解速率越快 (5)相同时间内实验②产生氧气少（或需要加热，水蒸气含量高） (6)过氧化氢溶液浓度大于5%（合理即可） 【详解】（1）对比实验中，要控制变量，则实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是6mL。 （2）比较过氧化氢的分解速率，除了可测定相同时间产生氧气的体积外，还可测定收集等体积的氧气时所需的时间。 （3）对比实验①⑥可知，氯化铁能加快过氧化氢溶液的分解，则为催化剂，则实验⑥中，过氧化氢在氯化铁的催化作用下反应生成水和氧气，反应的符号表达式为：。 （4）实验①、②、④的变量为水槽中水的温度，发现温度越高，过氧化氢分解速率越快。 （5）相同时间内实验②产生氧气少，速率太慢，不能得出明显的结论，且由于水温过高，水蒸气含量高，误差较大。 （6）由于过氧化氢溶液浓度越大，反应速度越快，所以若实验中所得的曲线如图中虚线所示，可推测其中可能的原因是过氧化氢溶液浓度大于5%。 7．实验探究题 某校“我与化学”学习小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。 I．探究制氧剂反应原理 查阅说明书：制氧剂A是过碳酸钠固体，制氧剂B是二氧化锰。 过碳酸钠(化学式Na2CO4)是白色颗粒状粉末，溶于水后会反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢再产生氧气。 (1)写出过氧化氢制氧气的符号表达式 ，二氧化锰在实验中质量和 不变； (2)如何检验集气瓶中的气体是否为氧气，将 伸入集气瓶中， 则为氧气。 Ⅱ．对制氧剂的选择探究 吴同学提出：常温下，过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢﹖于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。 【查阅资料】 ①过氧化氢溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。 ②过碳酸钠俗称固体双氧水，具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。 【实验探究】 在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。 实验一：溶质质量相等的四组过氧化氢的制氧效果对比。以0.2gMnO2做催化剂，记录并处理20min内数据，见图1。 实验二：1.41g过碳酸钠四种加水量的制氧效果对比。为与过氧化氢的制氧效果对比，实验中水的添加量与过氧化氢体积保持一致(固体体积忽略不计)。记录并处理20min内数据，见图2。 (3)从图2可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。 (4)结合图中数据，制氧剂选择过碳酸钠的依据是 。 (5)对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优 点是 (写一点)。 【答案】(1) 化学性质 (2) 带火星的木条 木条复燃 (3)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大 (4)过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气 (5)操作简单（合理即可） 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为，二氧化锰作为该反应的催化剂，在反应前后质量和化学性质不变，故填：；化学性质； （2）氧气具有助燃性，则检验集气瓶中的气体是否为氧气，可将带火星的木条伸入集气瓶内，如木条复燃，则证明集气瓶中的气体为氧气，故填：带火星的木条；木条复燃； （3）由图2可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是：随着加水量的增大，气体的体积增大，即过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大，故填：过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大； （4）结合实验一和实验二中数据可知，过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气，所以选择过碳酸钠作制氧剂，故填：过碳酸钠是固体便于携带，且能持续平稳提供氧气； （5）对比过氧化氢溶液制取氧气，除了上述因素外，选过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是操作简单，故填：操作简单（合理即可）。 8．在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。 (1)用MnO2作催化剂，加热分解得到O2和KCl。该反应的符号表达式为 。 (2)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 (选填“K1”、“K2”或“K3”)处的螺丝，待调整后再拧紧。 (3)实验结束时，下列两步操作中先进行的是 (填序号)。 a.移走并熄灭酒精灯 b.断开试管与万能瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3‧2H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 己知： ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3易溶于水。 ②可以将KI转化为I1，I2能使淀粉溶液变蓝。 (4)制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供氧时间(分钟) 配方一 1袋 1袋 配方二 2袋 1袋 配方三 3袋 2袋 ①A剂的成分是 。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。 (5)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验： ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。 ②取少量滤液，滴加 溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 【答案】(1) (2)K2 (3)b (4) 过碳酸钠 配方三 (5) 二氧化锰 KI 淀粉 【详解】（1）氯酸钾在加热和二氧化锰催化作用下分解生成氯化钾和氧气，反应的符号表达式为。 （2）K1是调整试管的高度，K2是调整试管的水平位置，K3是调整铁夹夹持试管的位置。如图2所示，调整试管倾斜度可松开K2处的螺丝，待调整后再拧紧。 （3）实验结束时，为防止水倒流进试管内，使热的试管炸裂，先断开试管与万能瓶之间的连接。 故选b。 （4）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三。 （5）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰。 ②因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。 9．“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧。某品牌制氧机通过制氧剂产生氧气，制氧剂甲剂为白色颗粒，制氧剂乙剂为黑色粉末。白色颗粒成分为过碳酸钠（化学式为2Na2CO3·3H2O2），它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气，又叫固体双氧水。某小组同学设计实验研究其制氧原理并组装了一套简易的氧发生器。 【探究一】制氧原理 (1)请写出实验室用高锰酸钾制取氧气的符号表达式： ，上述反应操作不便，家庭使用并不合适。 (2)分别取等量的白色颗粒和等体积的水加入甲、乙两支试管，再向乙试管中加入黑色粉末。观察到甲试管仅有少量气泡，乙试管有较多气泡。根据实验现象分析，黑色粉末（制氧剂乙剂）可能是 （填序号）。 a.二氧化锰 b.五氧化二磷   甲              乙 (3)为验证黑色粉末的作用，小组同学设计了如下实验： 图1中加入一定量H2O2溶液，然后塞入插有带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是：冒出少量气泡， ，再通过漏斗加入ag黑色粉末，如图3所示，此时观察到的现象是 。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，所得固体仍为ag，小明同学认为可以判断黑色粉末是催化剂。小亮同学认为小明同学的结论不严谨，请你帮小亮同学说出理由： 。 (4)经查询资料知道，黑色粉末在制氧过程中确实是催化剂，该制氧机的制氧原理有两步： 第一步： 第二步： （用符号表达式表示）。 (5)该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水的原因是 （填字母）。 a.产物无污染 b.制取成本更低 c.运输储存更方便 【探究二】氧发生器 (6)某同学根据绘制的制氧机简图，利用实验室的仪器组装了一套有类似功能的氧发生器。该氧发生器的连接顺序是 （填接口处字母）。 (7)装置A相当于制氧机中的 （填“反应仓”或“加湿过滤仓”，下同），装置B相当于制氧机中的 。 【答案】(1) (2)a (3) 带火星的木条不复燃 产生大量的气泡，带火星的木条复燃 没有验证反应前后黑色粉末的化学性质是否发生改变 (4) (5)c (6)c→a (7) 加湿过滤仓 反应仓 【详解】（1）高锰酸钾在加热条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为。 （2）五氧化二磷是白色固体，二氧化锰是黑色固体，所以黑色粉末（制氧剂乙剂）可能是a二氧化锰。 （3）图1中加入一定量H2O2溶液，然后塞入插有带火星木条的橡胶塞，此时过氧化氢分解比较慢，产生氧气比较少，所以实验现象为冒出少量气泡，木条不复燃。再通过漏斗加入ag黑色粉末，根据得出结论黑色粉末是催化剂，则黑色粉末加速过氧化氢分解，此时观察到的现象是产生大量的气泡，带火星的木条复燃。 催化剂的特点是:能改变其他物质的反应速度，反应前后本身的质量和化学性质都不改变，所以要想确定一种物质是催化剂不仅要验证反应前后其质量不变，还要验证化学性质在反应前后也不发生变化。甲同学没有验证反应前后黑色粉末的化学性质是否发生改变，不能判断黑色粉末是催化剂。 （4）第一步生成了过氧化氢，第二步应是过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的符号表达式为。 （5）过碳酸钠是固体，而双氧水是液体，故该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择双氧水的原因是运输储存更方便。 故选c。 （6）由制氧机简图可知，先是在反应仓中生成氧气，然后进入加湿过滤仓湿润氧气，故B是发生装置，然后进入A装置湿润氧气，应“长进短出”，这样湿润的比较充分，故连接顺序是：c→a。 （7）A装置的作用是湿润氧气，故相当于制氧机中的加湿过滤仓；装置B是发生装置，故相当于制氧机中的反应仓。 10．制氧机”在市场上应用广泛，某兴趣小组对制氧机开展研究。 【活动一】物理制氧 (1)分离液态空气法：通过将空气加压、降温、蒸发可以制得大量氧气。该过程主要利用氮气和氧气的 不同。 (2)膜分离法：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜（分子筛），可得到富氧空气。下列说法中错误的是 （填序号）。 A．该过程中氧分子停止了运动 B．该过程中氧分子浓度增大 C．该过程中氧分子化学性质发生了改变 【活动二】化学制氧——认识家用“便携式制氧机” 某品牌制氧机通过 A、B 两种制氧剂产生氧气，其中 A 剂为白色颗粒（过碳酸钠），B 剂为黑色粉末（MnO2）。 (3)制氧时，在反应仓中加入适量水，分别加入 A 剂、B 剂。过滤仓中的水可以起到的作用 （填序号）。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 D．过滤杂质提纯氧气 (4)通过对比实验，利用数字化传感器测出 5%过氧化氢和过碳酸钠分别产生氧气的曲线如图，结合图像及药品状态分析，家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择 5%过氧化氢的理由是 和 。 (5)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： （请写出操作、现象、结论）。 【活动三】兴趣小组同学还设计了如图 2 所示装置来测定图 1 制氧机制得的气体中氧气的含量。 (6)请将下列实验步骤补充完整： ①连接装置， 。 ②加入药品，将装置连接固定。 ③打开止水夹 a 和 b，向 A 中缓慢鼓入一定量气体，关闭止水夹 a 和 b，此时，A 中水进入到 B 中，测得 B 中水的体积为 V1mL。 ④用凸透镜聚光引燃白磷，观察到 。 ⑤待白磷熄灭并冷却到室温， （填操作）。B 中水倒吸进入到 A 中，测得量筒中的体积变为 V2mL。 ⑥ 经测定 V1＝210mL；V2＝50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数为 %（精确到 0.1%）。 【答案】(1)沸点 (2)AC (3)ABD (4) 相同时间内，过碳酸钠比5%过氧化氢产生氧气的体积更多 便于携带、运输或储存 (5)将带火星的木条放在出去导管口，若木条复燃，则该气体是氧气 (6) 检查装置气密性 白磷燃烧，产生大量白烟，放热 打开弹簧夹b 76.2% 【详解】（1）分离液态空气法：通过将空气加压、降温、蒸发可以制得大量氧气。该过程主要利用氮气和氧气的沸点不同，氮气的沸点低，氮气先分离出来； （2）A、该过程中，氧分子仍然在不断运动，故A说法错误，符合题意； B、该过程中，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜（分子筛），可得到富氧空气，氧分子浓度增大，故B说法正确，不符合题意； C、该过程中的氧气还是由氧分子构成，氧分子的化学性质不变，故C说法错误，符合题意； 故选：AC； （3）氧气不易溶于水，所以说过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是可以通过气泡观察氧气生成的速率，同时可以降低氧气温度，不能加快氧气的生成，故选：ABD； （4）由图可知，相同时间内，过碳酸钠比5%过氧化氢产生氧气的体积更多，且过碳酸钠是固体，便于携带、运输或储存，故家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢； （5）氧气可以支持燃烧，验证过滤仓导出的气体是氧气的方法：将带火星的木条放在出去导管口，若木条复燃，则说明该气体是氧气； （6）①连接装置，检查装置气密性，避免装置漏气造成实验误差； ②加入药品，将装置连接固定； ③打开止水夹 a 和 b，向 A 中缓慢鼓入一定量气体，关闭止水夹 a 和 b，此时，A 中水进入到 B 中，测得 B 中水的体积为 V1mL； ④用凸透镜聚光引燃白磷，观察到白磷燃烧，产生大量白烟，放热； ⑤待白磷熄灭并冷却到室温，打开弹簧夹b；B 中水倒吸进入到 A 中，测得量筒中的体积变为 V2mL； ⑥ 经测定 V1＝210mL；V2＝50mL，则小组同学所带气体中氧气的体积分数为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 学科网（北京）股份有限公司 $$