题型04 实验探究题 （期中真题汇编，江苏专用）九年级化学上学期

题型04 实验探究题 1．(24-25九上·江苏泰州兴化·期中)小华同学对课本实验“测定空气中氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。 【提出问题】足量红磷在密闭的图1容器内燃烧熄灭后，容器内氧气是否有剩余? 【猜想假设】猜想1：氧气有剩余；猜想2：氧气无剩余。 【实验验证】按图1组装好实验装置(气密性良好)，利用高能激光笔照射燃烧匙上的足量红磷，红磷燃烧直至熄灭。待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。 (1)实验中，激光笔的作用有 。 (2)红磷在空气中燃烧的文字表达式(或符号表达式)为 ，反应的基本类型为 。 【实验结论】 (3)猜想 正确。 【交流讨论】 (4)图2是该小组同学在整个实验过程中，用氧气传感器测定容器内氧气浓度变化的曲线图。曲线DE段氧气浓度变化的原因是 。 (5)根据图2中曲线变化，你认为用“燃磷法测定空气中氧气含量”时，选用红磷和白磷哪种更合适并说明理由 。 2．(24-25九上·江苏盐城阜宁县·期中)化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？ 【查阅资料】 影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。 【实验探究】 小组的同学们按下图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如下图所示曲线。 组别 试剂 组别 试剂 第1组 2mL5%H2O2 第2组 2mL5% H2O2+3滴FeCl3溶液 第3组 A 5% H2O2+3滴CuSO4溶液 第4组 2mL5%H2O2+少量MnO2粉末 【分析讨论】 (1)第1组实验的目的是 。第3组实验中横线上A应该填写 。 (2)实验证明FeCl3、CuSO4对H2O2的分解 （填“有或无”）加速作用。 (3)小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如下表。据此可得出结论 ； 温度H2O2% 50℃ 60℃ 70℃ 10% 无明显气泡 无明显气泡 少量气泡 15% 无明显气泡 少量气泡 较多气泡 【评价反思】 (4)若要验证FeCl3、CuSO4、MnO2是过氧化氢溶液分解反应的催化剂，还需要进行的实验是 。 3．(24-25九上·江苏常州金坛区·期中)学校实验小组以“探究火柴中的化学”为主题开展项目式学习。 【任务一】火柴的成分：1830年科学家发明了“摩擦火柴”(如图甲)，轻轻划动，便可引燃火柴杆，这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾。1855年科学家发明了“安全火柴”(如图乙)。只需将火柴头快速从火柴盒侧面划过，便可引燃火柴。 白磷 红磷 着火点 毒性 剧毒 无毒 (1)锑的元素符号是，则三硫化二锑的化学式为 。 (2)划火柴瞬间产生的热量引燃红磷，红磷燃烧的符号表达式为 。 (3)“安全火柴”比“摩擦火柴”保存和使用更安全，其科学原理是 。 【任务二】火柴点燃方式的探究 (4)点然后火柴头朝上的不如火柴头朝下放置燃烧的旺，其原因是 。 (5)实验时小东发现火柴划燃的瞬间，火苗异常旺，可能的原因是___________。 A．分解产生氧气助燃 B．分解产生氧气助燃 C．火柴头中的硫比火柴杆燃烧更剧烈 【任务三】探究火柴燃烧生成的气体 【猜想与假设】同学们依据质量守恒定律，猜想气体成分可能有、。 【查阅资料】Ⅰ．、都能使澄清石灰水变浑浊。 Ⅱ．有能使品红溶液褪色，不能。 【实验探究】 (6)小组同学利用如图所示装置进行实验。气体流入的导管连接顺序为___________，可证明火柴燃烧生成的气体中有、。 A． B． C． D． (7)小丽认为该方案不够严谨，你觉得她的理由是 。 4．(24-25九上·江苏淮安·期中)某科学兴趣小组的同学设计了下图系列实验来探究化学反应前后的质量关系。 (1)图甲实验，将装置放在托盘天平上称量，天平平衡后，取下烧杯，将试管中的盐酸倒入烧杯中，重新将装置放回天平。可观察到烧杯中产生气泡，天平指针 （填“偏左”、“偏右”或“指向中间”）。 (2)图乙实验中，气球的作用是 。若取用红磷的量不足，对实验结果 （填“有”或“无”）影响。 (3)图丙实验中，镁条剧烈燃烧，产生大量白烟，写出该反应的化学方程式 。某同学将两份m1g的镁条和足量氧气分别置于密闭装置和开放装置中充分反应，实验过程中陶土网上盛接到的固体质量（m）随加热时间(t)变化如下图所示。下列有关分析错误的是 （填字母）。 A．0<t<t1时，有氧化镁生成    B．m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量 C．m3<m1是因为散逸的白烟中含氧化镁小颗粒    D．m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量 (4)用图丁所示装置改进实验丙，发现镁条燃烧除生成白色固体外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？同学们在老师的指导下进行有关实验探究。 资料：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体；氮化镁可与水剧烈反应产生氮气和另一种化合物，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨气极易溶于水，溶于水后形成氨水；当温度升高时，氨气又会从水中选出。 ①请设计实验，验证黄色固体是氮化镁：取少量黄色固体于试管中， （写出相应的操作及现象）。 ②为了确定氮化镁的化学式，将1.44g镁在N2中充分燃烧，得到淡黄色固体2.00g。氮化镁的化学式为 。 (5)小组同学通过交流反思得到启示：验证质量守恒定律时，有气体参与或生成的反应需要在 装置中进行。 5．(24-25九上·江苏宿迁泗洪县·期中)有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献，化学兴趣小组的同学们也尝试通过自己的实验研究空气的组成。 Ⅰ.拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量 如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末(氧化汞) ，置于另一容器内加热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。 (1)上述实验中，使用汞的优点有 。 A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C．实验过程中没有污染 D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 (2)继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度，造成这一差异主要与空气中的 相关。 Ⅱ.实验小组同学追寻科学家的足迹，利用图2也进行了空气中氧气含量的测定，请你一起参与。 【实验原理】 (3)请写出图2实验原理的符号表达式 。 【实验步骤】 (4)1.连接仪器，检查装置的气密性，气密性良好。 2.将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住) ，然后打开一端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积为50mL。 3.如图2所示，在另一支与步骤(2) 完全相同的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留存25mL 的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据 高度，将玻璃管固定在铁架台上。 4.用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢推拉注射器。 5.停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积约为10mL。 【实验现象】 (5)实验中硬质玻璃管内观察到的现象是 。 【实验结论】 (6)由实验中的相关数据可得到的结论是 。 【反思与评价】 (7)实验步骤4 中多次缓慢推拉注射器的目的是 。 (8)如果实验步骤5记录到的数值大于10mL，你认为可能原因是 (写一条)。 (9)玻璃管中剩余的气体主要是氮气，你认为氮气的化学性质 。 6．(24-25九上·江苏常州金坛区·期中)如图是小金同学在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。 【查阅资料】Ⅰ．氧化汞受热分解生成汞和氧气。 Ⅱ．测量气体体积需在标准大气压下测量才准确。 【提出问题】反应结束后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢？(常温常压下，氧气密度为)。 【实验设计及过程】 实验前测得反应装置、滤毒器与物质总质量为。待反应完全后，再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为，并测出产生气体体积记为V。 (1)写出氧化汞受热分解的符号表达式 。 (2)实验时，小金在量筒中加入一些煤油的目的是 。 (3)固体加热时，为什么试管口略向上倾斜，请说明理由 。 (4)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒关系，则上述结果存在的关系式是 。 【实验分析】 (5)小金根据数据计算发现质量并不守恒，其原因可能是___________。 A．试管中氧化汞没有完全分解 B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体 C．未调节量筒内外液面相平就读数 【实验反思】 (6)小金的实验若要成功，必须在密闭容器中进行，理由是 。 (7)小金的实验很有研究价值，但并没有推广普及，你觉得可能的原因是 。 7．(24-25九上·江苏徐州铜山区·期中)某兴趣小组为验证质量守恒定律，在老师指导下做了镁条在空气中燃烧的实验。 【进行实验】 (1)取一段用砂纸打磨好的镁条，用坩埚钳夹持，用酒精灯外焰加热。观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出 ，放出大量的热，生成 色固体。该反应的符号表达式为 。 【提出质疑】 (2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。你 （填“同意”或“不同意”）小明的观点。 【实验探究】兴趣小组按下图所示装置进行实验，验证了质量守恒定律，却意外发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】 ①点燃条件下镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁固体； ②氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 【作出猜想】黄色固体是氮化镁。 【实验探究】 (3)请设计实验，验证猜想。 实验操作 实验现象 实验结论 取足量的黄色固体加入试管，然后滴入少量的 ，并将 放在试管口 ， 。 猜想正确 【反思交流】 (4)①请写出镁条与氮气反应的符号表达式： 。 ②空气中氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，这是为什么呢？请给出合理的解释： 。 8．(24-25九上·江苏南京秦淮区·期中)法国化学家拉瓦锡(1743-1794)在化学史上有很多伟大的贡献。 关于质量守恒定律的研究。 【查阅资料】拉瓦锡在密闭钟罩内研究红磷的燃烧，经过测定发现，燃烧后固体增加的质量恰好与钟罩里失去的气体质量相当。拉瓦锡结合更多实验事实，提出“物质不灭定律”。此后，不断有科学家用精确度更高的实验进行验证，最终质量守恒定律得到了普遍认可。 【进行分析】 (1)红磷燃烧的化学方程式为 ；根据质量守恒定律， 的质量总和等于反应后生成的五氧化二磷的质量。 关于空气的组成的研究。 【查阅资料】拉瓦锡用如图装置研究了空气的成分。 【进行分析】 (2)一段时间后，玻璃钟罩内汞的液面上升，产生该现象的原因是 ，收集汞表面生成的红色粉末并加强热，发生反应的化学方程式为 。 【拓展延伸】 (3)通过实验和分析，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充： 。 【查阅资料】 ①卡文迪什把氢气和氧气在干燥、洁净的玻璃瓶中引燃，确认大约2份体积的氢气和1份体积的氧气恰好化合成水。 ②拉瓦锡重复了上述实验，并做了另一个实验(如图所示)：将水蒸气通过一根烧红的铁管，发现水每减重100份质量，铁管增重85份质量，同时得到15份质量的氢气。通过分析和归纳，他得出结论：水是氢与氧形成的化合物。 【进行分析】 (4)①已知：相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比。请按上述资料中卡文迪什的实验数据，根据已学的化学知识，推算水中氢、氧原子的个数比 。(写出推算过程，推算结果取最简整数比) ②已知：铁和水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气。请按上述资料中拉瓦锡的实验数据，根据已学的化学知识，推算水中氢、氧原子的个数比 。(写出推算过程，推算结果取最简整数比) 【拓展延伸】 ①后来，科学家根据精确的实验结果，确定每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。 ②物质的组成是通过实验测定的，因此化学式的书写必须依据实验的结果。 9．(24-25九上·江苏扬州邗江区·期中)兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。 (1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 (2)市场上销售的家用化学试剂氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（化学式为2Na2CO3·3H2O2。溶于水后能发生反应：2Na2CO3·3H2O2Na2CO3+H2O+O2，且该反应放热。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是 。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150mL的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL；以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用如下图装置设计如下表实验并记录0-20min量筒中水的体积。 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 一定体积的水 (3)检查装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 (4)实验2中水的体积较合适的是 mL（选填“1.41”或“9.1”） (5)依据如图所示实验结果，小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是： ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带； ② 。 活动三：自制制氧装置 (6)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图装置。洗气装置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 （填序号）。 A．观察氧气生成速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气生成速率 活动四：成果交流展示 (7)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点 。 10．(24-25九上·江苏苏州昆山、太仓、常熟、张家港四·期中)市场出售的某食盐添加了碘酸钾(KIO3) ，可补充碘元素。 (1)该食盐中含有的金属元素为 。 (2)碘酸钾中碘元素的化合价为 ，人体缺碘元素可能造成的疾病是 (填字母) 。 a. 贫血    b. 甲状腺疾病    c. 侏儒症 (3)某兴趣小组设计了如下实验探究KIO3的性质。 【实验1】探究KIO3的热稳定性。按下图装置及试剂进行实验，实验现象记录如下。 序号 1-1 1-2 装置 现象 加热较长时间后， 产生大量气泡 带火星的木条复燃 【解释与结论】 ①实验1-1组装好装置后，应进行的操作是 。 ②根据实验1-2，试分析收集到的气体具有的性质是 、 。 ③进一步实验可知，实验1-1中还产生了碘化钾(KI)，该反应的符号表达式为 。 【实验2】探究 KIO3与维生素C的反应。按下图操作及试剂进行实验，实验现象记录如下表。 操作 序号 溶液中物质的浓度 实验现象 KIO3 维生素C    2-1 10% 10% 溶液立即由无色变为蓝色 2-2 0.5% 0.5% 溶液逐渐由无色变为蓝色 2~3 0.25% 0.25% 一段时间后溶液无明显变化。再滴入5消稀醋酸后， 溶液逐渐变为汲蓝色 资料：淀粉溶液遇I2变为蓝色，遇KIO3、维生素C、醋酸不变色。 【解释与结论】 ④根据实验2-1，可得到的结论是 。 ⑤对比实验2-1、2-2， 影响KIO3与维生素C反应的因素是 。 【反思与评价】 ⑥以上实验 (填“能”或“不能”) 得出“醋酸促进KIO3与维生素C的反应”的结论。 11．(24-25九上·江苏常州溧阳·期中)臭氧(O3)广泛应用于消毒和污水处理等领域。 活动 1：制取臭氧 原理：先制取O2，再将O2通过臭氧发生器，部分O2在放电条件下转化为 O3。 (1)工业上常用 法来制取O2，其原理是利用 N2、O2的 不同。 (2)O2转化为O3的微观示意图如下图所示，该反应的化学方程式为 。图示中反应后的气体属于 (填一种物质类别)。 活动 2：探究 O3降解水中污染物A的影响因素 (3)实验1：分别取10mL调节成中性的含A污水，在10℃、20℃、50℃时分别以一定流速通入O3体积分数为0.06%的气体，测得A的降解率随时间的变化如图所示。实验1的目的是探究一定时间内 对O3降解A的影响，可得出的结论是 。 (4)为分析实验1中A降解率变化的原因，进行实验 2。取三份 10m的水，将含O3的气体以与实验1相同的流速分别通入其中，在10℃、20℃、50℃时，测量水中O3质量与起始通入O3质量的比值(a)随时间的变化，结果如图所示。实验2还需控制的条件是 。据此，你对实验1所得结论的解释为 。 12．(24-25九上·江苏淮安·期中)氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。 (1)自然界产氧：自然界中产生氧气的主要途径是 。 (2)膜分离法制氧(如图1)：在一定压力下，让空气通过分子筛，可得到“富氧空气”。下列关于“富氧空气”的说法正确的是___________(填字母)。 A．“富氧空气”可用作火箭发射的燃料 B．“富氧空气”中氧气和氮气的体积比为1：4 C．膜分离法制“富氧空气”是物理变化 D．氮气分子的直径比氧气分子大 (3)实验室制氧： ①可用图2中两个装置制取氧气，其中仪器a的名称是 。 ②若选择合适药品，利用装置A制备氧气，写出相应的化学方程式 。 (4)家庭制氧：家用便携式制氧机的结构示意图如图3所示。使用时，将适量水倒入反应舱即可制氧。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水时生成Na2CO3和H2O2。 ①推测图3反应舱中MnO2的作用是 。 ②某兴趣小组同学向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，可自制过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表： 温度范围℃ 5-10 10-15 15-20 20-25 过碳酸钠的产率 84.49 85.78 88.38 83.01 分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是 ℃。温度过高，过碳酸钠产率反而降低。从制备过碳酸钠原料的性质角度分析产率降低的原因可能是 。 (5)空间站制氧：基于图4所示原理，研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。反应① 需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式 ，氧气循环再生过程需要定期补充一定量的物质是 。 13．(23-24九上·江苏镇江·期中)目前PE是市场上使用的食品保鲜膜的主要材质之一，可直接接触食品。某化学兴趣小组的同学欲设计实验探究PE膜的成分，进行如下探究。 【查阅资料】①PE膜能够燃烧，燃烧生成碳的氧化物和水。 ②氢氧化钠溶液吸收二氧化碳：无水硫酸铜遇水变蓝。 ③CO能夺去CuO中的氧生成红色的Cu和CO2。 【作出猜想】 (1)猜想1：PE膜由碳、氢元素组成：猜想2：PE膜由 元素组成。 【进行实验】如图所示，先通入干燥氮气，再将8.4gPE膜样品在一定量氧气中点燃，并将燃烧产物依次通过装置A、B、C(装置中每步反应均进行完全)，反应结束再次通入干燥氮气。 【数据记录】测得装置A增重10.8g，C装置增重26.4g。 【实验分析】 (2)装配好实验装置后，先要 。 (3)装置A中无水硫酸铜变蓝，证明产生了 。 (4)装置B中 (填现象)，证明产生了CO。 (5)PE膜中碳、氢元素的总质量为 ，最后大家一致认为猜想 不成立。 【反思评价】 (6)若实验中8.4gPE膜样品在一定量氧气中燃烧生成碳的氧化物质量为m，则m的取值范围为 。 14．(24-25九上·江苏南通如皋·期中)实验小组采用如图装置对高锰酸钾的分解进行探究。 I定性探究：加热高锰酸钾制取氧气 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 。实验时，试管口须放一团棉花，其作用是 。 (2)装置B可用于收集氧气的原因是 。 Ⅱ定量探究：测定高锰酸钾分解得到氧气的体积 (3)若将A、C、D装置进行连接，可用于测量生成氧气的体积。连接时应将导管a与导管 （填“c”或“d”）连接。 (4)称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中，将温度控制在时加热制取氧气。实验结束时，发现收集到氧气的体积明显大于理论产量。针对这一异常现象，同学们进行了如下探究： 【提出猜想】 猜想I：反应生成的二氧化锰分解放出氧气； 猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出氧气。 【实验验证】为验证以上猜想，同学们分为两组进行了以下实验： ①取一定质量的二氧化锰，在条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量 。则猜想I错误。 ②取锰酸钾在条件下加热，未用测定质量的方法也得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学采取的实验方法是 。 【拓展延伸】实验发现，锰酸钾受热只能部分分解，经分析可能是生成物中的氧化钾对其分解产生了影响。请设计实验进行验证，简述实验过程： 。（实验中须使用的试剂：锰酸钾、氧化钾） 15．(24-25九上·江苏常州溧阳·期中)某兴趣小组对“测定空气中O2的体积分数”的实验进行了再探究。 活动1：证明红磷熄灭后，氧气还有剩余 实验装置 实验步骤 现象 结论 Ⅰ.用高能激光笔照射燃烧匙中足量的红磷 红磷燃烧，放热，一段时间后熄灭，白磷始终不燃烧 红磷熄灭后，氧气还有剩余 Ⅱ.冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射 现象①___________ (1)红磷燃烧的化学方程式为 。 (2)步骤Ⅰ中白磷不燃烧的原因是 。 (3)步骤Ⅱ中的现象①是 。 (4)实验中气球的作用是 。 活动 2：探究不同除氧剂的除氧效果【实验 1】按图-1所示装置，测定红磷燃烧时空气中氧气体积分数的变化。【实验 2】按图-3所示装置，测定钢丝棉生锈时空气中氧气体积分数的变化。      (5)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项有 、 。 (6)实验过程中，氧气浓度传感器测得空气中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图-2、图-4所示。据图可知， (填“红磷”或“钢丝棉”)的除氧效果更好，判断依据是 。 活动3：如 图用钢丝棉来粗略测定空气中氧气的体积分数    (7)得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是 。 16．(24-25九上·江苏苏州工业园区五校联考·期中)某小组同学对氧气制取展开项目式研究。 Ⅰ．项目一：固体燃料制氧气 “氧烛”如图甲所示，利用固体燃料——产氧药块（由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等均匀混合制成）制氧气。该反应需要在300℃左右进行；并伴随少量氯气产生。若温度过低，反应会终止，若温度过高，会产生大量氯气。 (1)氯酸钠与氯酸钾的分解相似，请写出氯酸钠分解的符号表达式 ． (2)启动“氧烛”时，按压点火装置，产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，该反应的目的是 ，便于产氧药块中氯酸钠耗尽。 (3)产氧药块中需均匀分布一定质量的镁粉，但不能过多，除了会消耗过多氧气外，还有 。 (4)“氧烛”的填充材料会影响其放氧时间（即完成反应的时间）和外壳温度。兴趣小组同学分别测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下“氧烛”的放氧时间及外壳温度，结果如图乙所示。根据图像分析，“氧烛”应选择的填充材料是 。（选填“A”或“B”）。 Ⅱ．项目二：用水果果肉作为催化剂，用如图装置探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素。 【查阅资料】ⅰ．过氧化氢分解酶是一种广泛存在于植物中的生物酶。 ⅱ．植物果肉中含有的某些金属离子也可以催化过氧化氢的分解。 【进行实验】室温下，向烧瓶中加入10mL不同浓度的过氧化氢溶液，再与3g水果果肉混合，记录液柱从0移动至5的时间。 序号 过氧化氢溶液 催化剂 液柱从0移动至5的时间/s 浓度1% 体积/mL 种类 质量/g ① 3 10 苹果果肉 3 286 ② 5 10 苹果果肉 3 227 ③ 10 10 苹果果肉 3 176 ④ 10 10 香蕉果肉 3 14 ⑤ 10 10 水蜜桃果肉 3 31 【解释与结论】 (5)进行实验前、用双手捂住烧瓶底部，观察到液柱向右缓缓移动，松手后，液柱又返回原点，说明 。 (6)③④⑤的目的是 。 (7)①中，若将过氧化氢溶液浓度改为1%，则液柱从0移动至5的时间 （“>”、“<”或“=”）286s。 【继续实验】补做实验证明了催化剂质量对过氧化氢溶液的分解速率也有影响。 (8)实验方案：室温下，向烧瓶中加入10mL浓度为5%的过氧化氢溶液， 。 17．(24-25九上·江苏无锡惠山区·期中)某同学发现化肥袋上有一标签，如图所示： 根据图示回答下列问题： (1)碳酸氢铵的一点物理性质 ； (2)碳酸氢铵的一点化学性质 。 【提出问题】 A．为什么要避免高温天气使用？ B．这种化肥含氮量是否达到16%，化肥中碳酸氢铵的含量是多少？ 带着这些问题，她取了一些化肥样品，进入实验室。 【查找资料】 A．碱石灰能够吸收水和二氧化碳，但是不吸收氨气。 B．浓硫酸能吸收氨气。 【性质实验探究】 她设计了如下的实验装置： (3)用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，她必须进行的一步操作是 。 (4)取少量碳酸氢铵加入试管，加热，闻到刺激性气味，此气体化学式为 。 (5)连接AB装置，继续加热，观察到试管口的现象是 ，B中的现象是 。 (6)碳酸氢铵在受热时发生反应的文字表达式是 。 【含量分析】 将装置A、C、D依次连接，加入10g化肥样品，加热至A中固体质量不再改变。 她称量装置D的质量如表： 实验前D装置的质量 150g 实验后D装置的质量 151.7g (7)由此分析得知：反应中产生氨气的质量为 。 (8)通过反应的表达式可以知道：氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵（假设杂质中不含氮元素），请计算此化肥含氮量为 。 (9)请计算此化肥中碳酸氢铵的含量（写出计算过程）。 18．(23-24九上·江苏常州·期中)为探究水的组成及变化，兴趣小组同学利用如图装置进行电解水实验，先在电解水器玻璃管里加满水，再接通直流电源。 【实验现象】 (1)通电后，甲玻璃管中气泡首先出现的位置在 （选填“a”、“b”或“c”）处。甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 。 (2)切断电源后，打开乙处活塞，将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口，观察到的现象是 。 【实验结论】 (3)本实验得出的结论是 。 (4)反应的符号表达式是 。 【实验改进】 (5)电解纯水速率较慢，实验时常在水中加入NaOH增强导电性，NaOH本身不参与反应。为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图9所示。由下图可知，上述实验中，电解水速率最快的条件是：NaOH溶液浓度为 （选填“5%”或“10%”）、电压为 （选填“6V”、“9V”或“12V”）。 (6)兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验并添加Ca（OH）2增强水的导电性。连接电源，发现正极附近出现明显的白色浑浊。 小组同学认为可能是采用石墨电极电解导致白色浑浊，因为石墨的组成元素为 。同学们用金属铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物是CaCO3，电解过程出现浑浊的主要原因是 。 【反思评价】同学们不但探究了水的组成，得出正确结论，还对“科学探究与创新意识”的素养有了更深刻的认识和体会！ 19．(23-24九上·江苏常州·期中)兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。 (1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 (2)市场上销售的家用化学试剂氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（化学式为2Na2CO3.3H2O2。溶于水后能发生反应：，且该反应放热）。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是 。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150mL的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL；以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用如图装置设计如下表实验并记录0-20min量筒中水的体积。 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 一定体积的水 (3)检查图12装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 (4)实验1中反应的符号表达式为 。 (5)实验2中水的体积较合适的是 mL（选填“1.41”或“9.1”） (6)依据如图所示实验结果，小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是： ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带； ② 。 活动三：自制制氧装置 (7)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图装置。洗气装置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______（填序号）。 A．观察氧气生成速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气生成速率 活动四：成果交流展示 (8)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点 。 装置进行展示后得到了师生的好评。在跨学科实践活动中，同学们也学到了将化学、技术、工程融合解决实际问题的思路与方法。 20．(23-24九上·江苏南通海安·期中)I.茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗。使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。小吴按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。 【提出问题1】产生的气体是什么？ 【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（）。 【猜想与假设】同学们对该气体的成分提出了三种猜想。 (1)猜想1：只有O2； 猜想2： ； 猜想3：既有O2又有CO2。 【实验装置】小吴设计了如图实验装置。 【思考】 (2)实验装置中，小吴连接上装置C的目的可能是 。 【实验验证】 (3)小吴按如图装置对猜想进行如下验证： 操作 现象 结论 检验气密性后，向A中加入热水，将生成的气体依次通过B、C、D，向D中插入带火星的木条。 观察到B中 ，D中木条复燃 猜想1正确。 【拓展实验】 (4)小周改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃。该木条不复燃的原因是 。 Ⅱ.化学兴趣小组设计了如图甲、乙所示两个装置，以H2O2溶液为原料制备O2，可灵活控制气体的产生与停止。 (5)甲装置用MnO2作催化剂，并用黏合剂将MnO2粉末制成颗粒置于多孔隔板上。 ①MnO2粉末制成颗粒状目的是 。 ②检验图甲装置气密性的具体操作方法是 。 ③打开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入H2O2溶液至浸没颗粒状MnO2，立即产生O2，收集完需要的O2后， （填操作），反应随后停止。 (6)乙装置用铂丝（可上下移动）作催化剂。安全管下端浸没于H2O2溶液中，将铂丝插入溶液，立即产生O2。 ①仪器a的名称是 。 ②若所用H2O2溶液的浓度 （填“过高”或“过低”），易造成烧瓶内压强过大，安全管中 （填现象）。 ③当出现上述现象时，可采取的措施是： （填操作），同时将烧瓶浸入冷水中。 21．(24-25九上·江苏南通海门区·期中)化学兴趣小组的同学采用加热高锰酸钾收集到不同浓度的氧气并对铁丝燃烧时间的影响因素进行探究。 实验一：收集不同浓度的氧气 (1)A装置中仪器①的名称为 。 (2)A装置中所得产物中锰元素的化合价为 。 (3)用纯氮气和上述实验制取的氧气，混制一瓶氧气体积分数为60%的“富氧空气”，先将氮气从B装置中的 （填“b”或“c”）管通入，排出90mL水，再通入氧气排出 mL水。（集气瓶容积为250mL） 实验二：对铁丝燃烧时间的影响因素进行探究 依次收集不同浓度的氧气，伸入相同质量缠绕不同形状的铁丝并点燃火柴，记录实验数据。实验中观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，随后铁丝缓慢燃烧，铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。 铁丝螺旋形状 小螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 氧气浓度 67% 80% 84% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 13.15 9.19 7.08 11.03 9.19 7.07 缓慢燃烧时间/s 2.14 2.06 1.04 1.06 2.06 1.04 (4)实验设计④⑤⑥的目的是 。 (5)实验证明铁丝燃烧时间与铁丝螺旋形状无关的证据的一组是 。 (6)请你设计实验探究铁丝燃烧的时间与铁丝的粗细是否有关 。（可选用的材料：浓度为60%的氧气、浓度为80%的氧气、小螺旋粗铁丝、小螺旋细铁丝）。 2 / 35 1 / 35 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 实验探究题 1．(24-25九上·江苏泰州兴化·期中)小华同学对课本实验“测定空气中氧气的含量”，实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。 【提出问题】足量红磷在密闭的图1容器内燃烧熄灭后，容器内氧气是否有剩余? 【猜想假设】猜想1：氧气有剩余；猜想2：氧气无剩余。 【实验验证】按图1组装好实验装置(气密性良好)，利用高能激光笔照射燃烧匙上的足量红磷，红磷燃烧直至熄灭。待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。 (1)实验中，激光笔的作用有 。 (2)红磷在空气中燃烧的文字表达式(或符号表达式)为 ，反应的基本类型为 。 【实验结论】 (3)猜想 正确。 【交流讨论】 (4)图2是该小组同学在整个实验过程中，用氧气传感器测定容器内氧气浓度变化的曲线图。曲线DE段氧气浓度变化的原因是 。 (5)根据图2中曲线变化，你认为用“燃磷法测定空气中氧气含量”时，选用红磷和白磷哪种更合适并说明理由 。 【答案】(1)点燃红磷和白磷 (2) 磷+氧气五氧化二磷/ 化合反应 (3)1 (4)白磷燃烧，消耗氧气 (5)白磷，因为白磷能将氧气消耗得更彻底 【详解】（1）激光笔可以给红磷与白磷加热，使其燃烧，故填：点燃红磷； （2）红磷燃烧生成五氧化二磷，表达式为：磷+氧气五氧化二磷或； 反应符合多变一，属于化合反应； （3）根据实验可知，红磷燃烧结束后，将白磷移出水面，加热后白磷能燃烧，证明红磷燃烧熄灭后剩余的气体中含有氧气，故猜想1正确； （4）DE段氧气浓度变化白磷开始燃烧，继续消耗了瓶中剩余的氧气； （5）由实验可知，白磷比红磷消耗氧气更彻底，故选用白磷更合适。 2．(24-25九上·江苏盐城阜宁县·期中)化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？ 【查阅资料】 影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。 【实验探究】 小组的同学们按下图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如下图所示曲线。 组别 试剂 组别 试剂 第1组 2mL5%H2O2 第2组 2mL5% H2O2+3滴FeCl3溶液 第3组 A 5% H2O2+3滴CuSO4溶液 第4组 2mL5%H2O2+少量MnO2粉末 【分析讨论】 (1)第1组实验的目的是 。第3组实验中横线上A应该填写 。 (2)实验证明FeCl3、CuSO4对H2O2的分解 （填“有或无”）加速作用。 (3)小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如下表。据此可得出结论 ； 温度H2O2% 50℃ 60℃ 70℃ 10% 无明显气泡 无明显气泡 少量气泡 15% 无明显气泡 少量气泡 较多气泡 【评价反思】 (4)若要验证FeCl3、CuSO4、MnO2是过氧化氢溶液分解反应的催化剂，还需要进行的实验是 。 【答案】(1) 对比实验 2mL (2)有 (3)相同条件下，温度越高，反应物的浓度越大，反应速率越快 (4)验证化学反应前后，这三种物质的质量和化学性质是否改变 【分析】本题通过控制变量法，进行对照实验，来探究双氧水分解制氧气中的催化剂及温度对反应速率的影响。 【详解】（1）为了探究FeCl3、CuSO4是否对双氧水分解速率产生影响，需要进行对比实验，故第1组实验目的是对比实验；对比实验需要控制变量，A应为2mL。 （2）根据题中氧气含量变化曲线图可知，加入FeCl3、CuSO4的过氧化氢溶液产生氧气的速率加快，所以FeCl3、CuSO4对H2O2的分解有加速作用。 （3）通过观察表格可知，在H2O2的浓度相同时，温度越高，反应速率越快。 （4）催化剂可以改变化学反应速率，在化学反应前后的质量和化学性质不发生改变，故还需进行的实验是验证化学反应前后，这三种物质的质量和化学性质是否改变。 3．(24-25九上·江苏常州金坛区·期中)学校实验小组以“探究火柴中的化学”为主题开展项目式学习。 【任务一】火柴的成分：1830年科学家发明了“摩擦火柴”(如图甲)，轻轻划动，便可引燃火柴杆，这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾。1855年科学家发明了“安全火柴”(如图乙)。只需将火柴头快速从火柴盒侧面划过，便可引燃火柴。 白磷 红磷 着火点 毒性 剧毒 无毒 (1)锑的元素符号是，则三硫化二锑的化学式为 。 (2)划火柴瞬间产生的热量引燃红磷，红磷燃烧的符号表达式为 。 (3)“安全火柴”比“摩擦火柴”保存和使用更安全，其科学原理是 。 【任务二】火柴点燃方式的探究 (4)点然后火柴头朝上的不如火柴头朝下放置燃烧的旺，其原因是 。 (5)实验时小东发现火柴划燃的瞬间，火苗异常旺，可能的原因是___________。 A．分解产生氧气助燃 B．分解产生氧气助燃 C．火柴头中的硫比火柴杆燃烧更剧烈 【任务三】探究火柴燃烧生成的气体 【猜想与假设】同学们依据质量守恒定律，猜想气体成分可能有、。 【查阅资料】Ⅰ．、都能使澄清石灰水变浑浊。 Ⅱ．有能使品红溶液褪色，不能。 【实验探究】 (6)小组同学利用如图所示装置进行实验。气体流入的导管连接顺序为___________，可证明火柴燃烧生成的气体中有、。 A． B． C． D． (7)小丽认为该方案不够严谨，你觉得她的理由是 。 【答案】(1)Sb2S3 (2)P+O2 P2O5 (3)红磷着火点高且无毒 (4)火柴梗竖直向上时，不能充分吸收燃烧放出的热量，使火柴梗温度不易达到着火点 (5)BC (6)C (7)由于SO2通入澄清石灰水也会产生白色浑浊，原实验不能排除多余的二氧化硫使澄清石灰水变浑浊，故不够严谨。 【详解】（1）化学式中元素的名称从右向左读，与化学式的写法刚好相反，读名称的时候，元素的原子个数在该元素之前，根据三硫化二锑的读法可知其化学式为：Sb2S3； （2）红磷燃烧生成五氧化二磷，符号表达式为：P+O2 P2O5； （3）由表中信息可知“安全火柴”比“摩擦火柴”保存和使用更安全，其科学原理是红磷着火点高且无毒； （4）火柴梗竖直向上时，不能充分吸收燃烧放出的热量，使火柴梗温度不易达到着火点； （5）A、MnO2不会分解产生氧气，错误； B、KClO3分解产生氧气助燃，正确； C、火柴头里的硫比火柴梗燃烧更剧烈，正确； 故选BC； （6）结合[查阅资料]获得的信息可知SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，SO2能使品红溶液褪色，而CO2不能，证明火柴燃烧生成的气体中有、先检验SO2，再检验CO2，气体流入的导管连接顺序为：dcab，故选C； （7）由于SO2通入澄清石灰水也会产生白色浑浊，原实验不能排除多余的二氧化硫使澄清石灰水变浑浊，故不够严谨。 4．(24-25九上·江苏淮安·期中)某科学兴趣小组的同学设计了下图系列实验来探究化学反应前后的质量关系。 (1)图甲实验，将装置放在托盘天平上称量，天平平衡后，取下烧杯，将试管中的盐酸倒入烧杯中，重新将装置放回天平。可观察到烧杯中产生气泡，天平指针 （填“偏左”、“偏右”或“指向中间”）。 (2)图乙实验中，气球的作用是 。若取用红磷的量不足，对实验结果 （填“有”或“无”）影响。 (3)图丙实验中，镁条剧烈燃烧，产生大量白烟，写出该反应的化学方程式 。某同学将两份m1g的镁条和足量氧气分别置于密闭装置和开放装置中充分反应，实验过程中陶土网上盛接到的固体质量（m）随加热时间(t)变化如下图所示。下列有关分析错误的是 （填字母）。 A．0<t<t1时，有氧化镁生成    B．m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量 C．m3<m1是因为散逸的白烟中含氧化镁小颗粒    D．m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量 (4)用图丁所示装置改进实验丙，发现镁条燃烧除生成白色固体外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？同学们在老师的指导下进行有关实验探究。 资料：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体；氮化镁可与水剧烈反应产生氮气和另一种化合物，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨气极易溶于水，溶于水后形成氨水；当温度升高时，氨气又会从水中选出。 ①请设计实验，验证黄色固体是氮化镁：取少量黄色固体于试管中， （写出相应的操作及现象）。 ②为了确定氮化镁的化学式，将1.44g镁在N2中充分燃烧，得到淡黄色固体2.00g。氮化镁的化学式为 。 (5)小组同学通过交流反思得到启示：验证质量守恒定律时，有气体参与或生成的反应需要在 装置中进行。 【答案】(1)偏右 (2) 平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出‌‌ 无 (3) D (4) 将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明产物是氮化镁 Mg3N2 (5)密闭 【详解】（1）由图甲可知，该反应是在敞口烧杯中进行，可观察到烧杯中产生气泡，说明该反应产生气体，根据质量守恒定律可知，反应前各物质的质量总和等于反应后各物质的质量总和，由于生成的气体逸散，没有称量气体质量，所以，反应后天平左边的质量小于天平右边，天平往右偏，故填写：偏右。 （2）在实验过程中，气球通过调节气压，使氧气能够充分反应，避免因压强过大而导致瓶塞弹出，这种设计确保了实验的顺利进行和结果的准确性，故填写：平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出； 因为红磷燃烧生成的是固体五氧化二磷，消耗了氧气但未改变物质的总质量，且实验在密闭装置中进行，不会导致物质逸出‌，所以，对实验结果无影响，故填写：无。 （3）镁条（Mg）与氧气（O2）在点燃条件下，生成氧化镁，化学方程式为：，故填写：； A.0<t<t1时，固体质量增加，镁在氧气中加热生成氧化镁，有氧化镁生成，故选项分析正确，不符合题意； B.镁在氧气中加热生成氧化镁，m1与m2质量之差等于反应被消耗的氧气质量，故选项分析正确，不符合题意； C.镁和氧气反应生成的氧化镁容易扩散，m3<m1是由于散逸的白烟为氧化镁固体小颗粒，故选项分析正确，不符合题意； D.氧气参加反应，m1与m3质量之差等于散逸走的氧化镁的质量减去反应的氧气的质量，故选项分析错误，符合题意，故选D。 （4）①由题干可知，氮化镁可与水剧烈反应产生氮气和另一种化合物，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明产物是氮化镁，故填写：将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明产物是氮化镁。 ②反应的氮气质量是2.00g-1.44g=0.56g，氮化镁中镁原子和氮原子个数比是，因此，氮化镁的化学式为Mg3N2，故填写：Mg3N2。 （5）为了避免参加反应的或生成的气体逃逸，对验证质量守恒定律产生影响，验证质量守恒定律时，有气体参与或生成的反应需要在密闭装置中进行，故填写：密闭。 5．(24-25九上·江苏宿迁泗洪县·期中)有关空气组成的研究与发现对化学的发展做出了重要贡献，化学兴趣小组的同学们也尝试通过自己的实验研究空气的组成。 Ⅰ.拉瓦锡的研究：用加热汞的方法测定空气中氧气的含量 如图1所示，拉瓦锡把少量的汞放在密闭的玻璃容器中连续加热12天后，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。收集汞表面生成的红色粉末(氧化汞) ，置于另一容器内加热得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气体积。 (1)上述实验中，使用汞的优点有 。 A．汞为液态，在加热的条件下只与氧气反应且生成物为固体 B．时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽 C．实验过程中没有污染 D．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 (2)继拉瓦锡研究后，英国科学家瑞利经多次实验发现从空气分离得到的氮气密度总是略大于纯净氮气密度，造成这一差异主要与空气中的 相关。 Ⅱ.实验小组同学追寻科学家的足迹，利用图2也进行了空气中氧气含量的测定，请你一起参与。 【实验原理】 (3)请写出图2实验原理的符号表达式 。 【实验步骤】 (4)1.连接仪器，检查装置的气密性，气密性良好。 2.将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住) ，然后打开一端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积为50mL。 3.如图2所示，在另一支与步骤(2) 完全相同的干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留存25mL 的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据 高度，将玻璃管固定在铁架台上。 4.用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢推拉注射器。 5.停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积约为10mL。 【实验现象】 (5)实验中硬质玻璃管内观察到的现象是 。 【实验结论】 (6)由实验中的相关数据可得到的结论是 。 【反思与评价】 (7)实验步骤4 中多次缓慢推拉注射器的目的是 。 (8)如果实验步骤5记录到的数值大于10mL，你认为可能原因是 (写一条)。 (9)玻璃管中剩余的气体主要是氮气，你认为氮气的化学性质 。 【答案】(1)ABD (2)稀有气体等 (3) (4)酒精灯 (5)固体由红色变为黑色 (6)氧气约占空气体积的五分之一 (7)能使铜和氧气充分接触，将氧气完全消耗 (8)铜粉不足（合理即可） (9)不可燃也不助燃 【详解】（1）A、汞为液体，在加热条件下只消耗氧气，生成固体，则能测定空气中氧气的含量，该选项符合题意； B、反应时间足够长，能将密闭装置中的氧气几乎耗尽，该选项符合题意； C、汞有毒，实验过程中会污染空气，该选项不符合题意； D、氧化汞受热分解生成汞和氧气，该选项符合题意。 故选ABD。 （2）空气中还含有稀有气体、二氧化碳等，则得到的氮气不纯，其中含有稀有气体等，则大于纯净氮气密度。 （3）铜和氧气反应生成氧化铜，反应的符号表达式为：。 （4）玻璃管高度应根据酒精灯的高度固定。 （5）铜加热生成氧化铜，铜为紫红色固体，氧化铜为黑色固体，则硬质玻璃管内的现象为红色固体变黑色。 （6）注射器移动的体积为消耗的氧气的体积，则测定空气中氧气的含量为，则说明氧气约占空气体积的五分之一。 （7）反复推拉注射器，能使铜和氧气充分接触，能将氧气完全消耗。 （8）若最终注射器的体积大于10mL，则结果偏小，可能原因为：铜粉少量（氧气没有完全消耗）、或装置漏气（有气体进入装置中）、或未冷却就读数等。 （9）铜粉在氮气中不能反应，说明氮气不可燃也不助燃。 6．(24-25九上·江苏常州金坛区·期中)如图是小金同学在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。 【查阅资料】Ⅰ．氧化汞受热分解生成汞和氧气。 Ⅱ．测量气体体积需在标准大气压下测量才准确。 【提出问题】反应结束后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢？(常温常压下，氧气密度为)。 【实验设计及过程】 实验前测得反应装置、滤毒器与物质总质量为。待反应完全后，再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为，并测出产生气体体积记为V。 (1)写出氧化汞受热分解的符号表达式 。 (2)实验时，小金在量筒中加入一些煤油的目的是 。 (3)固体加热时，为什么试管口略向上倾斜，请说明理由 。 (4)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒关系，则上述结果存在的关系式是 。 【实验分析】 (5)小金根据数据计算发现质量并不守恒，其原因可能是___________。 A．试管中氧化汞没有完全分解 B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体 C．未调节量筒内外液面相平就读数 【实验反思】 (6)小金的实验若要成功，必须在密闭容器中进行，理由是 。 (7)小金的实验很有研究价值，但并没有推广普及，你觉得可能的原因是 。 【答案】(1)HgOHg+O2； (2)防止氧气溶于水 (3)生成的Hg为液体，略向下倾斜会导致汞流出 (4)m1=m2+ρ氧V (5)BC (6)氧化汞加热分解有氧气生成 (7)加热氧化汞有汞生成，汞蒸气有毒，污染空气 【详解】（1）氧化汞受热分解生成汞和氧气，反应的符号表达式为：HgOHg+O2； （2）实验时，小金在量筒中加入一些煤油的目的是防止氧气溶于水，影响实验的准确性； （3）固体HgO加热时，试管口略向上倾斜，是因为HgO加热分解生成的Hg为液体，略向下倾斜会导致汞流出； （4）若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒关系，滤毒器与物质总质量=滤毒器与剩余物质总质量+反应生成的氧气质量。则上述测量结果存在的关系式是m1=m2+ρ氧V； （5）小金根据数据计算发现质量并不守恒，其原因可能是导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体（导致装置中的空气或空气和部分氧气逸出）、未调节量筒内外液面相平就读数（导致读取的氧气体积不准确）。故答案为：BC； （6）氧化汞加热分解有气体生成，因此小金的实验若要成功，必须在密闭容器中进行，防止气体逸出； （7）小金的实验加热氧化汞有汞生成，汞蒸气有毒，污染空气，因此小金的实验并没有推广普及。 7．(24-25九上·江苏徐州铜山区·期中)某兴趣小组为验证质量守恒定律，在老师指导下做了镁条在空气中燃烧的实验。 【进行实验】 (1)取一段用砂纸打磨好的镁条，用坩埚钳夹持，用酒精灯外焰加热。观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出 ，放出大量的热，生成 色固体。该反应的符号表达式为 。 【提出质疑】 (2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。你 （填“同意”或“不同意”）小明的观点。 【实验探究】兴趣小组按下图所示装置进行实验，验证了质量守恒定律，却意外发现产物中还有少量黄色固体。 【提出问题】黄色固体是什么呢？ 【查阅资料】 ①点燃条件下镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁固体； ②氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 【作出猜想】黄色固体是氮化镁。 【实验探究】 (3)请设计实验，验证猜想。 实验操作 实验现象 实验结论 取足量的黄色固体加入试管，然后滴入少量的 ，并将 放在试管口 ， 。 猜想正确 【反思交流】 (4)①请写出镁条与氮气反应的符号表达式： 。 ②空气中氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，这是为什么呢？请给出合理的解释： 。 【答案】(1) 耀眼的白光 白 (2)不同意 (3) 蒸馏水 湿润的红色石蕊试纸 产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 燃烧的产物中含Mg3N2 (4) 氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应 【详解】（1）镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体；在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁，反应的符号表达式为：； （2）我不同意小明的观点，是因为所有的化学变化都遵循质量守恒定律，该反应前后质量不相等的原因是空气中的氧气参加了反应； （3）取少量燃烧后的产物于试管中，滴入少量蒸馏水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察到产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明燃烧的产物中含Mg3N2，即猜想正确； （4）①镁条与氮气在点燃的条件下生成氮化镁，反应的符号表达式为：； ②空气中氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁，是因为氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应。 8．(24-25九上·江苏南京秦淮区·期中)法国化学家拉瓦锡(1743-1794)在化学史上有很多伟大的贡献。 关于质量守恒定律的研究。 【查阅资料】拉瓦锡在密闭钟罩内研究红磷的燃烧，经过测定发现，燃烧后固体增加的质量恰好与钟罩里失去的气体质量相当。拉瓦锡结合更多实验事实，提出“物质不灭定律”。此后，不断有科学家用精确度更高的实验进行验证，最终质量守恒定律得到了普遍认可。 【进行分析】 (1)红磷燃烧的化学方程式为 ；根据质量守恒定律， 的质量总和等于反应后生成的五氧化二磷的质量。 关于空气的组成的研究。 【查阅资料】拉瓦锡用如图装置研究了空气的成分。 【进行分析】 (2)一段时间后，玻璃钟罩内汞的液面上升，产生该现象的原因是 ，收集汞表面生成的红色粉末并加强热，发生反应的化学方程式为 。 【拓展延伸】 (3)通过实验和分析，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的结论。请根据现在的认识，对此结论予以补充： 。 【查阅资料】 ①卡文迪什把氢气和氧气在干燥、洁净的玻璃瓶中引燃，确认大约2份体积的氢气和1份体积的氧气恰好化合成水。 ②拉瓦锡重复了上述实验，并做了另一个实验(如图所示)：将水蒸气通过一根烧红的铁管，发现水每减重100份质量，铁管增重85份质量，同时得到15份质量的氢气。通过分析和归纳，他得出结论：水是氢与氧形成的化合物。 【进行分析】 (4)①已知：相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比。请按上述资料中卡文迪什的实验数据，根据已学的化学知识，推算水中氢、氧原子的个数比 。(写出推算过程，推算结果取最简整数比) ②已知：铁和水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气。请按上述资料中拉瓦锡的实验数据，根据已学的化学知识，推算水中氢、氧原子的个数比 。(写出推算过程，推算结果取最简整数比) 【拓展延伸】 ①后来，科学家根据精确的实验结果，确定每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O。 ②物质的组成是通过实验测定的，因此化学式的书写必须依据实验的结果。 【答案】(1) 消耗的红磷和氧气 (2) 汞燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小 (3)空气中还含有稀有气体、二氧化碳等 (4) （2×2）：（1×2）=2：1 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：； 根据质量守恒定律，消耗的红磷和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量。 （2）汞燃烧消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则玻璃钟罩内汞的液面上升； 氧化汞加热生成汞和氧气，反应的化学方程式为：。 （3）空气中不仅含有氮气和氧气，还含有稀有气体、二氧化碳等。 （4）①由于相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，而卡文迪什确认大约2份体积的氢气和1份体积的氧气恰好化合成水，即消耗的氢分子和氧分子的个数比为2：1，其中氢、氧原子个数比为（2×2）：（1×2）=2：1，根据反应前后原子的种类和个数不变，则水中氢、氧原子的个数比为2：1。 ②铁和水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气，根据质量守恒定律可知，铁管增重的质量为氧元素的质量，则氧元素和氢元素的质量比为85：15，则水中氢、氧原子的个数比为。 9．(24-25九上·江苏扬州邗江区·期中)兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。 (1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 (2)市场上销售的家用化学试剂氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（化学式为2Na2CO3·3H2O2。溶于水后能发生反应：2Na2CO3·3H2O2Na2CO3+H2O+O2，且该反应放热。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是 。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150mL的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL；以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用如下图装置设计如下表实验并记录0-20min量筒中水的体积。 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 一定体积的水 (3)检查装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 (4)实验2中水的体积较合适的是 mL（选填“1.41”或“9.1”） (5)依据如图所示实验结果，小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是： ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带； ② 。 活动三：自制制氧装置 (6)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图装置。洗气装置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 （填序号）。 A．观察氧气生成速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气生成速率 活动四：成果交流展示 (7)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点 。 【答案】(1)混合物 (2)高锰酸钾制氧气需要加热，操作复杂 (3)不漏气 (4)9.1 (5)相同时间内，过碳酸钠产生氧气的体积更大 (6)AB (7)方便携带、节约材料 【详解】（1）分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气，由图可知，该制氧机制得的“氧气”中仍含有氮气，属于混合物； （2）不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是高锰酸钾制氧气需要加热，操作复杂； （3）检查装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置不漏气； （4）对比实验要控制变量，实验1中加入过氧化氢溶液的体积为9.1mL，则实验2中加入水的体积也为9.1mL； （5）小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是：①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带；②相同时间内，过碳酸钠产生氧气的体积更大； （6）A、通过观察水中产生气泡的快慢，可判断氧气的生成速率，符合题意； B、洗气装置中的水能降低吸入氧气的温度，符合题意； C、洗气装置中的水不能加快氧气生成速率，不符合题意。 故选：AB； （7）小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图所示的迭代优化，则改进后装置的优点有方便携带、节约材料等。 10．(24-25九上·江苏苏州昆山、太仓、常熟、张家港四·期中)市场出售的某食盐添加了碘酸钾(KIO3) ，可补充碘元素。 (1)该食盐中含有的金属元素为 。 (2)碘酸钾中碘元素的化合价为 ，人体缺碘元素可能造成的疾病是 (填字母) 。 a. 贫血    b. 甲状腺疾病    c. 侏儒症 (3)某兴趣小组设计了如下实验探究KIO3的性质。 【实验1】探究KIO3的热稳定性。按下图装置及试剂进行实验，实验现象记录如下。 序号 1-1 1-2 装置 现象 加热较长时间后， 产生大量气泡 带火星的木条复燃 【解释与结论】 ①实验1-1组装好装置后，应进行的操作是 。 ②根据实验1-2，试分析收集到的气体具有的性质是 、 。 ③进一步实验可知，实验1-1中还产生了碘化钾(KI)，该反应的符号表达式为 。 【实验2】探究 KIO3与维生素C的反应。按下图操作及试剂进行实验，实验现象记录如下表。 操作 序号 溶液中物质的浓度 实验现象 KIO3 维生素C    2-1 10% 10% 溶液立即由无色变为蓝色 2-2 0.5% 0.5% 溶液逐渐由无色变为蓝色 2~3 0.25% 0.25% 一段时间后溶液无明显变化。再滴入5消稀醋酸后， 溶液逐渐变为汲蓝色 资料：淀粉溶液遇I2变为蓝色，遇KIO3、维生素C、醋酸不变色。 【解释与结论】 ④根据实验2-1，可得到的结论是 。 ⑤对比实验2-1、2-2， 影响KIO3与维生素C反应的因素是 。 【反思与评价】 ⑥以上实验 (填“能”或“不能”) 得出“醋酸促进KIO3与维生素C的反应”的结论。 【答案】(1)、K (2) +5 B (3) 检查装置气密性 气体的密度大于空气 具有助燃性 能与维生素C反应生成 物质的浓度 不能 【详解】（1）该食盐中含有的金属元素为钠、钾，符号为：、K； （2）在KIO3中，K是+1价，O是-2价，设I的化合价为x，则（+1）+x+（-2）×3=0，解得x=+5；甲状腺疾病就缺碘或碘过量引起的，故选B； （3）①根据实验要求，实验1-1组装好装置后，应进行的操作是检查装置气密性； ②分析实验1-2的实验现象可知，带火星木条复燃，说明1-1中收集到的气体是氧气，说明该气体的密度比空气大且能助燃； ③根据实验可知，加热KIO3生成氧气和碘化钾，反应的符号表达式为：； ④淀粉溶液遇KIO3、维生素C不变色，KIO3溶液与维生素C溶液混合，能使淀粉溶液变蓝，则可说明KIO3能与维生素C反应生成I2；根据实验2-1，可得到的结论是能与维生素C反应生成； ⑤对比分析实验2-1、2-2的实验方案可知，KIO3溶液与维生素C溶液的浓度不同，反应速率不同，则对比实验2-1、2-2，可探究的影响KIO3与维生素C反应速率的因素是反应物浓度不同； ⑥分析实验2-3可知，醋酸不会促进KIO3与维生素C的反应，理由是醋酸可能与KIO3反应生成生成I2。 11．(24-25九上·江苏常州溧阳·期中)臭氧(O3)广泛应用于消毒和污水处理等领域。 活动 1：制取臭氧 原理：先制取O2，再将O2通过臭氧发生器，部分O2在放电条件下转化为 O3。 (1)工业上常用 法来制取O2，其原理是利用 N2、O2的 不同。 (2)O2转化为O3的微观示意图如下图所示，该反应的化学方程式为 。图示中反应后的气体属于 (填一种物质类别)。 活动 2：探究 O3降解水中污染物A的影响因素 (3)实验1：分别取10mL调节成中性的含A污水，在10℃、20℃、50℃时分别以一定流速通入O3体积分数为0.06%的气体，测得A的降解率随时间的变化如图所示。实验1的目的是探究一定时间内 对O3降解A的影响，可得出的结论是 。 (4)为分析实验1中A降解率变化的原因，进行实验 2。取三份 10m的水，将含O3的气体以与实验1相同的流速分别通入其中，在10℃、20℃、50℃时，测量水中O3质量与起始通入O3质量的比值(a)随时间的变化，结果如图所示。实验2还需控制的条件是 。据此，你对实验1所得结论的解释为 。 【答案】(1) 分离液态空气 沸点 (2) 3O22O3 混合物 (3) 温度 相同时间内，随温度升高A的降解率下降 (4) 通入的气体中O3体积分数为0.03% 时间相同时，随温度升高等量的水中含有O3的量下降 【详解】（1）工业上常用分离液态空气可制备氧气； 分离液态空气可获得氮气和液态氧，原理是两者沸点不同。 （2）根据微观示意图，氧气在放电的条件下生成臭氧，该反应的化学方程式为：3O22O3； 反应后的气体含有氧气与臭氧，故反应后的气体属于混合物。 （3）实验1中温度不同，其他因素相同，故目的是探究一定时间内温度对臭氧降解A的影响； 根据图像，可得出结论：相同时间内，随温度升高A的降解率下降。 （4）为分析实验1中A降解率变化的原因，进行实验2。取三份10mL的水，将含O3的气体以与实验1相同的流速分别通入其中，实验1中是以一定流速通入一定体积O3体积分数为0.06%的气体，根据图示，实验2降解完全所需的时间约是实验1中时间的一半，则实验2还需控制的条件是均控制臭氧体积分数为0.03%； 实验1中相同时间内，随温度升高A的降解率下降，是因为温度升高，O3溶解度降低，降解A的质量减小，导致降解后A的质量增大，最终导致降解率下降。 12．(24-25九上·江苏淮安·期中)氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。 (1)自然界产氧：自然界中产生氧气的主要途径是 。 (2)膜分离法制氧(如图1)：在一定压力下，让空气通过分子筛，可得到“富氧空气”。下列关于“富氧空气”的说法正确的是___________(填字母)。 A．“富氧空气”可用作火箭发射的燃料 B．“富氧空气”中氧气和氮气的体积比为1：4 C．膜分离法制“富氧空气”是物理变化 D．氮气分子的直径比氧气分子大 (3)实验室制氧： ①可用图2中两个装置制取氧气，其中仪器a的名称是 。 ②若选择合适药品，利用装置A制备氧气，写出相应的化学方程式 。 (4)家庭制氧：家用便携式制氧机的结构示意图如图3所示。使用时，将适量水倒入反应舱即可制氧。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水时生成Na2CO3和H2O2。 ①推测图3反应舱中MnO2的作用是 。 ②某兴趣小组同学向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，可自制过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表： 温度范围℃ 5-10 10-15 15-20 20-25 过碳酸钠的产率 84.49 85.78 88.38 83.01 分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是 ℃。温度过高，过碳酸钠产率反而降低。从制备过碳酸钠原料的性质角度分析产率降低的原因可能是 。 (5)空间站制氧：基于图4所示原理，研制的氧气循环再生组件成功应用于我国天宫空间站。反应① 需要在催化剂和加热的条件下才能发生，写出该反应的化学方程式 ，氧气循环再生过程需要定期补充一定量的物质是 。 【答案】(1)光合作用 (2)CD (3) 分液漏斗 (4) 催化作用 15-20 温度高时H2O2易分解 (5) 水/H2O 【详解】（1）绿色植物的光合作用是自然界中产生氧气的主要途径。故填：光合作用。 （2）A、“富氧空气”没有可燃性，不能用作火箭发射的燃料。A不正确； B、空气中氧气和氮气的体积比约为1：4，“富氧空气”中氧气和氮气的体积比应大于1：4。B不正确； C、膜分离法制“富氧空气”过程中没有新物质生成，属于物理变化。C正确； D、在一定压力下，让空气通过分子筛，可得到“富氧空气”。所以氮气分子的直径比氧气分子大。D正确。 综上所述：选择CD。故填：CD。 （3）①据图可知，仪器a是分液漏斗。故填：分液漏斗。 ②A装置试管口放一团棉花，则利用装置A制备氧气的药品是高锰酸钾，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为。故填：。 （4）①由于H2O2在MnO2的作用下反应速率加快，所以反应舱中MnO2的作用是催化作用。故填：催化作用。 ②据表格可知，制备过碳酸钠的最佳温度范围是15-20℃。由于温度高时H2O2易分解，所以温度过高，过碳酸钠产率反而降低。故填：15-20；温度高时H2O2易分解。 （5）据图4可知，二氧化碳与氢气在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水，化学方程式为；由于二氧化碳与氢气在催化剂和加热的条件下反应生成甲烷和水，甲烷不参与循环再生，消耗了氢元素，氢元素来自水，所以氧气循环再生过程需要定期补充一定量水。 故填：；水。 13．(23-24九上·江苏镇江·期中)目前PE是市场上使用的食品保鲜膜的主要材质之一，可直接接触食品。某化学兴趣小组的同学欲设计实验探究PE膜的成分，进行如下探究。 【查阅资料】①PE膜能够燃烧，燃烧生成碳的氧化物和水。 ②氢氧化钠溶液吸收二氧化碳：无水硫酸铜遇水变蓝。 ③CO能夺去CuO中的氧生成红色的Cu和CO2。 【作出猜想】 (1)猜想1：PE膜由碳、氢元素组成：猜想2：PE膜由 元素组成。 【进行实验】如图所示，先通入干燥氮气，再将8.4gPE膜样品在一定量氧气中点燃，并将燃烧产物依次通过装置A、B、C(装置中每步反应均进行完全)，反应结束再次通入干燥氮气。 【数据记录】测得装置A增重10.8g，C装置增重26.4g。 【实验分析】 (2)装配好实验装置后，先要 。 (3)装置A中无水硫酸铜变蓝，证明产生了 。 (4)装置B中 (填现象)，证明产生了CO。 (5)PE膜中碳、氢元素的总质量为 ，最后大家一致认为猜想 不成立。 【反思评价】 (6)若实验中8.4gPE膜样品在一定量氧气中燃烧生成碳的氧化物质量为m，则m的取值范围为 。 【答案】(1)PE膜由碳、氢、氧元素组成 (2)检查装置的气密性 (3)水/H2O (4)黑色固体粉末变为红色 (5) 8.4g/8.4克 2 (6)16.8≤m＜26.4 【详解】（1）因为PE膜能够燃烧，燃烧生成碳的氧化物和水，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，反应物氧气中含有氧元素，则PE膜中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素，根据猜想1：PE膜由碳、氢元素组成：所以猜想2：PE 膜由碳、氢、氧元素组成； （2）由于本实验需要通过生成物来推测反应物组成，所以应该装置气密性良好，故装配好实验装置后，先要检查装置的气密性； （3）无水硫酸铜遇水变蓝，所以装置A中无水硫酸铜变蓝，证明产生了H2O； （4）一氧化碳与氧化铜在高温下会反应生成铜和二氧化碳，所以若有一氧化碳，则可以观察到装置B中固体由黑色变成红色； （5）测得装置 A 增重 10.8g，说明生成水的质量为10.8g，则氢元素的质量为：； C 装置中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，C装置增重 26.4g，说明生成二氧化碳的质量为26.4g，则碳元素的质量为：； 则PE膜中碳、氢元素的总质量为1.2g+7.2g=8.4g，PE膜样品的质量为8.4g，所以PE膜由碳、氢元素组成，即猜想2不成立； （6）已知碳元素质量为7.2g，当碳元素全部生成二氧化碳时，质量为26.4g，当全部生成一氧化碳时，质量为，由上述实验现象可知，一定产生了一氧化碳，所以m的取值范围为16.8≤m<26.4。 14．(24-25九上·江苏南通如皋·期中)实验小组采用如图装置对高锰酸钾的分解进行探究。 I定性探究：加热高锰酸钾制取氧气 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 。实验时，试管口须放一团棉花，其作用是 。 (2)装置B可用于收集氧气的原因是 。 Ⅱ定量探究：测定高锰酸钾分解得到氧气的体积 (3)若将A、C、D装置进行连接，可用于测量生成氧气的体积。连接时应将导管a与导管 （填“c”或“d”）连接。 (4)称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中，将温度控制在时加热制取氧气。实验结束时，发现收集到氧气的体积明显大于理论产量。针对这一异常现象，同学们进行了如下探究： 【提出猜想】 猜想I：反应生成的二氧化锰分解放出氧气； 猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出氧气。 【实验验证】为验证以上猜想，同学们分为两组进行了以下实验： ①取一定质量的二氧化锰，在条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量 。则猜想I错误。 ②取锰酸钾在条件下加热，未用测定质量的方法也得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学采取的实验方法是 。 【拓展延伸】实验发现，锰酸钾受热只能部分分解，经分析可能是生成物中的氧化钾对其分解产生了影响。请设计实验进行验证，简述实验过程： 。（实验中须使用的试剂：锰酸钾、氧化钾） 【答案】(1) 防止粉末进入导管 (2)氧气的密度比空气的大 (3)d (4) 不变 将带火星的木条放入试管中 取两份相同质量的锰酸钾，在其中一份中加入氧化钾，将两份试剂在相同温度下加热，比较收集相同的体积的气体所需时间 【详解】（1）装置A是固体加热型装置，且试管口有棉花团，适用于实验室高锰酸钾制氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为； 为防止加热时试管内的固体粉末状物质进入导管，堵塞导管，实验时试管口要放一团棉花； （2）由于氧气的密度比空气大且不与空气的成分反应，所以装置B可用于收集氧气； （3）由于氧气不易溶于水，密度比水小，若将A、C、D装置进行连接，可用于测量生成氧气的体积，连接时应将导管a与导管d连接； （4）①由于猜想I错误，即二氧化锰没有分解，所以取一定质量的二氧化锰，在250°C条件下加热一段时间，冷却后测得二氧化锰的质量不变； ②由于氧气能使带火星复燃，则取锰酸钾在250°C条件下加热，未用测定质量的方法也得出了猜想ⅡI正确的结论，该组同学采取的实验方法是：将带火星的木条放入试管中，观察木条是否复燃即可； 【拓展延伸】取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾，用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系。 15．(24-25九上·江苏常州溧阳·期中)某兴趣小组对“测定空气中O2的体积分数”的实验进行了再探究。 活动1：证明红磷熄灭后，氧气还有剩余 实验装置 实验步骤 现象 结论 Ⅰ.用高能激光笔照射燃烧匙中足量的红磷 红磷燃烧，放热，一段时间后熄灭，白磷始终不燃烧 红磷熄灭后，氧气还有剩余 Ⅱ.冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射 现象①___________ (1)红磷燃烧的化学方程式为 。 (2)步骤Ⅰ中白磷不燃烧的原因是 。 (3)步骤Ⅱ中的现象①是 。 (4)实验中气球的作用是 。 活动 2：探究不同除氧剂的除氧效果【实验 1】按图-1所示装置，测定红磷燃烧时空气中氧气体积分数的变化。【实验 2】按图-3所示装置，测定钢丝棉生锈时空气中氧气体积分数的变化。      (5)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项有 、 。 (6)实验过程中，氧气浓度传感器测得空气中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图-2、图-4所示。据图可知， (填“红磷”或“钢丝棉”)的除氧效果更好，判断依据是 。 活动3：如 图用钢丝棉来粗略测定空气中氧气的体积分数    (7)得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是 。 【答案】(1)4P+5O22P2O5 (2)白磷浸没在水中与氧气隔绝/温度没有达到着火点 (3)白磷燃烧，产生了大量的白烟，放出热量 (4)缓冲/防止冲塞 (5) 保证装置的气密性良好 所用药品要足量 (6) 钢丝棉 反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽 (7)U形管左侧液面上升到刻度4处 【详解】（1）红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故反应的化学方程式为：。 （2）可燃物燃烧需要与氧气（或空气）接触，温度达到着火点。步骤Ⅰ中白磷始终不燃烧的原因是白磷浸没在水中，未与氧气接触且温度没有达到着火点。 （3）步骤II中，将装有白磷的燃烧匙提出水面，白磷与氧气接触，用高能激光笔照射后温度高于白磷的着火点，观察到白磷燃烧，产生白烟，故填白磷燃烧，产生了大量的白烟，放出热量。 （4）磷燃烧时放出热量，瓶中的气体受热膨胀，故该实验中，气球能够调节装置中的压强，避免气体膨胀时将橡皮塞弹出，故填缓冲或防止冲塞。 （5）以上两个实验如果装置的气密性良好，装置冷却后空气会进入装置，使结果不准确，如果所用药品的量不足，不能完全消耗氧气，也会使结果不不准确，故以上两个实验都需要注意：保证装置的气密性良好；所用药品要足量。 （6）由图-2、图-4可知，钢丝棉消耗氧气多，故钢丝棉的除氧效果更好；因为反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的体积分数是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。 （7）实验结束后，观察到U形管左侧液面上升到刻度4处，故可得出空气中氧气体积分数约为五分之一。 16．(24-25九上·江苏苏州工业园区五校联考·期中)某小组同学对氧气制取展开项目式研究。 Ⅰ．项目一：固体燃料制氧气 “氧烛”如图甲所示，利用固体燃料——产氧药块（由氯酸钠和一定量的镁粉、二氧化锰等均匀混合制成）制氧气。该反应需要在300℃左右进行；并伴随少量氯气产生。若温度过低，反应会终止，若温度过高，会产生大量氯气。 (1)氯酸钠与氯酸钾的分解相似，请写出氯酸钠分解的符号表达式 ． (2)启动“氧烛”时，按压点火装置，产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，该反应的目的是 ，便于产氧药块中氯酸钠耗尽。 (3)产氧药块中需均匀分布一定质量的镁粉，但不能过多，除了会消耗过多氧气外，还有 。 (4)“氧烛”的填充材料会影响其放氧时间（即完成反应的时间）和外壳温度。兴趣小组同学分别测试了无填充材料、填充材料A和填充材料B三种情况下“氧烛”的放氧时间及外壳温度，结果如图乙所示。根据图像分析，“氧烛”应选择的填充材料是 。（选填“A”或“B”）。 Ⅱ．项目二：用水果果肉作为催化剂，用如图装置探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素。 【查阅资料】ⅰ．过氧化氢分解酶是一种广泛存在于植物中的生物酶。 ⅱ．植物果肉中含有的某些金属离子也可以催化过氧化氢的分解。 【进行实验】室温下，向烧瓶中加入10mL不同浓度的过氧化氢溶液，再与3g水果果肉混合，记录液柱从0移动至5的时间。 序号 过氧化氢溶液 催化剂 液柱从0移动至5的时间/s 浓度1% 体积/mL 种类 质量/g ① 3 10 苹果果肉 3 286 ② 5 10 苹果果肉 3 227 ③ 10 10 苹果果肉 3 176 ④ 10 10 香蕉果肉 3 14 ⑤ 10 10 水蜜桃果肉 3 31 【解释与结论】 (5)进行实验前、用双手捂住烧瓶底部，观察到液柱向右缓缓移动，松手后，液柱又返回原点，说明 。 (6)③④⑤的目的是 。 (7)①中，若将过氧化氢溶液浓度改为1%，则液柱从0移动至5的时间 （“>”、“<”或“=”）286s。 【继续实验】补做实验证明了催化剂质量对过氧化氢溶液的分解速率也有影响。 (8)实验方案：室温下，向烧瓶中加入10mL浓度为5%的过氧化氢溶液， 。 【答案】(1) (2)持续放热，维持反应温度 (3)产生大量氯气，导致收集到的氧气不纯 (4)B (5)装置气密性良好 (6)比较不同果肉的催化效果 (7)> (8)加入5g苹果果肉，记录液柱从0移动至5的时间(合理即可) 【详解】（1）氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，氯酸钠与氯酸钾的分解相似，氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气，符号表达式为； （2）产氧药块中镁粉与氧气先发生反应，该反应的目的是持续放热，维持反应温度，便于产氧药块中氯酸钠耗尽； （3）由于镁粉过多，反应放热多，温度过高，会产生大量氯气，导致收集到的氧气不纯，所以产氧药块中需均匀分布一定质量的镁粉，但不能过多； （4）根据图像分析可知，由于材料B能够更好防止热量散失，维持产氧药块温度，延长放氧时间，所以“氧烛”应选择的填充材料是B； （5）进行实验前，用双手捂住烧瓶底部，烧瓶内气体受热膨胀，则可观察到液柱向右缓缓移动，松手后，液柱又返回原点，说明装置气密性良好； （6）根据表格数据可知，③④⑤中过氧化氢溶液的浓度、体积以及催化剂的质量相同，催化剂的种类不同，故③④⑤的目的是比较不同果肉的催化效果； （7）①②③可以得到的结论是其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，液柱从0移动至5的时间越短，即反应速率越快；①中，若将过氧化氢溶液浓度改为1%，过氧化氢溶液浓度减小，则液柱从0移动至5的时间＞286s； （8）根据对比实验中控制变量唯一的原则，若要证明催化剂质量对过氧化氢溶液的分解速率也有影响，则设计实验中除催化剂的质量不同外，其它条件相同，则实验方案为：室温下，向烧瓶中加入10 mL浓度为5%的过氧化氢溶液，加入5g苹果果肉，记录液柱从0移动至5的时间（合理即可）。 17．(24-25九上·江苏无锡惠山区·期中)某同学发现化肥袋上有一标签，如图所示： 根据图示回答下列问题： (1)碳酸氢铵的一点物理性质 ； (2)碳酸氢铵的一点化学性质 。 【提出问题】 A．为什么要避免高温天气使用？ B．这种化肥含氮量是否达到16%，化肥中碳酸氢铵的含量是多少？ 带着这些问题，她取了一些化肥样品，进入实验室。 【查找资料】 A．碱石灰能够吸收水和二氧化碳，但是不吸收氨气。 B．浓硫酸能吸收氨气。 【性质实验探究】 她设计了如下的实验装置： (3)用A装置给碳酸氢铵加热，装药品前，她必须进行的一步操作是 。 (4)取少量碳酸氢铵加入试管，加热，闻到刺激性气味，此气体化学式为 。 (5)连接AB装置，继续加热，观察到试管口的现象是 ，B中的现象是 。 (6)碳酸氢铵在受热时发生反应的文字表达式是 。 【含量分析】 将装置A、C、D依次连接，加入10g化肥样品，加热至A中固体质量不再改变。 她称量装置D的质量如表： 实验前D装置的质量 150g 实验后D装置的质量 151.7g (7)由此分析得知：反应中产生氨气的质量为 。 (8)通过反应的表达式可以知道：氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵（假设杂质中不含氮元素），请计算此化肥含氮量为 。 (9)请计算此化肥中碳酸氢铵的含量（写出计算过程）。 【答案】(1)易溶于水（合理即可） (2)受热易分解 (3)检查装置的气密性 (4)NH3 (5) 出现小水珠 澄清石灰水变浑浊 (6) (7)1.7g (8)14% (9)氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵，则碳酸氢铵的质量为：，则此化肥中碳酸氢铵的含量为： 答：此化肥中碳酸氢铵的含量为79% 【详解】（1）由标签信息可知，碳酸氢铵要防潮保存，避免雨天施用，说明碳酸氢铵具有易溶于水的物理性质； （2）碳酸氢铵需保存在阴凉处、避免高温施用，可知碳酸氢铵具有受热易分解的化学性质； （3）碳酸氢铵受热分解生成了气体，故装药品前，首先检查装置的气密性，防止装置漏气，影响实验； （4）碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，氨气具有刺激性气味，故该气体是氨气，化学式为：NH3； （5）碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，则连接AB装置，继续加热，观察到试管口的现象是出现水珠，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，则B中的现象是澄清石灰水变浑浊； （6）碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，反应的文字表达式为：； （7）根据资料信息，浓硫酸可以吸收氨气，则D装置增加的质量为反应生成氨气的质量，则生成氨气的质量为：； （8）氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵，则氮元素的质量为：，则该化肥含氮量为：； （9）见答案。 18．(23-24九上·江苏常州·期中)为探究水的组成及变化，兴趣小组同学利用如图装置进行电解水实验，先在电解水器玻璃管里加满水，再接通直流电源。 【实验现象】 (1)通电后，甲玻璃管中气泡首先出现的位置在 （选填“a”、“b”或“c”）处。甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为 。 (2)切断电源后，打开乙处活塞，将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口，观察到的现象是 。 【实验结论】 (3)本实验得出的结论是 。 (4)反应的符号表达式是 。 【实验改进】 (5)电解纯水速率较慢，实验时常在水中加入NaOH增强导电性，NaOH本身不参与反应。为探究不同电压和不同浓度NaOH溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生20mL氢气所需时间如图9所示。由下图可知，上述实验中，电解水速率最快的条件是：NaOH溶液浓度为 （选填“5%”或“10%”）、电压为 （选填“6V”、“9V”或“12V”）。 (6)兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验并添加Ca（OH）2增强水的导电性。连接电源，发现正极附近出现明显的白色浑浊。 小组同学认为可能是采用石墨电极电解导致白色浑浊，因为石墨的组成元素为 。同学们用金属铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物是CaCO3，电解过程出现浑浊的主要原因是 。 【反思评价】同学们不但探究了水的组成，得出正确结论，还对“科学探究与创新意识”的素养有了更深刻的认识和体会！ 【答案】(1) c 1∶2 (2)气体能燃烧 (3)水由氢、氧元素组成 (4) (5) 10% 12V (6) 碳/C 石墨和电解水产生的氧气反应产生 CO2，与 Ca(OH)2反应产生 CaCO3 【详解】（1）由于c与电极相连，则c处首先出现气泡； 电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，甲与电源正极相连，则收集的气体为氧气，乙收集的气体为氢气，则甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约1：2。 （2）氢气具有可燃性，则打开乙处活塞，将燃着的木条放在乙玻璃管尖嘴口，会观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰。 （3）氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，则水是由氢、氧元素组成。 （4）电解水生成氢气和氧气，反应的符号表达式为：。 （5）由图可知，氢氧化钠浓度为10%、电压为12V时，反应时间最短，则反应速率最快。 （6）石墨是由碳元素组成； 碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙，则电解过程出现浑浊。 19．(23-24九上·江苏常州·期中)兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。 活动一：探秘制氧原理 目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。 (1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 (2)市场上销售的家用化学试剂氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体（化学式为2Na2CO3.3H2O2。溶于水后能发生反应：，且该反应放热）。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是 。 活动二：选择制氧试剂 【查阅资料】常温常压下产生150mL的氧气，以5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要9.1mL；以过碳酸钠为制氧剂需要1.41g。 【实验方案】利用如图装置设计如下表实验并记录0-20min量筒中水的体积。 锥形瓶中药品 注射器中药品 实验1 0.2g二氧化锰 9.1mL5%过氧化氢溶液 实验2 1.41g过碳酸钠和0.2g二氧化锰 一定体积的水 (3)检查图12装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 (4)实验1中反应的符号表达式为 。 (5)实验2中水的体积较合适的是 mL（选填“1.41”或“9.1”） (6)依据如图所示实验结果，小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是： ①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带； ② 。 活动三：自制制氧装置 (7)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图装置。洗气装置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______（填序号）。 A．观察氧气生成速率 B．降低吸入氧气温度 C．加快氧气生成速率 活动四：成果交流展示 (8)小组同学将自制简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图所示的迭代优化，请写出改进后装置的一个优点 。 装置进行展示后得到了师生的好评。在跨学科实践活动中，同学们也学到了将化学、技术、工程融合解决实际问题的思路与方法。 【答案】(1)混合物 (2)反应需要加热（或不方便等合理即可） (3)不漏气 (4) (5)9.1 (6)2 分钟后，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气速度快（或2分钟时，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气体积大、速度快等合理即可） (7)AB (8)方便携带（或节约材料等合理即可） 【详解】（1）根据微观示意图，通过后的气体中含有氮气分子和氧气分子，属于混合物； （2）高锰酸钾制氧气需要加热，不适合家用制氧机； （3）检查图12装置气密性时，先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置不漏气； （4）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，符号表达式为：； （5）该实验的目的是对过氧化氢溶液和过碳酸钠制氧效率的探究，实验的变量是两种反应物，液体的量和其他条件应尽可能应保持一致，过氧化氢溶液为9.1mL，故加入水的体积也应该为9.1mL； （6）根据图像可看出，2 分钟后，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气速度快、产生的氧气体积大，故制氧剂选择过碳酸钠； （7）气体进入洗气装置可观察到导管口有气泡冒出，可以观察氧气生成速率，洗气装置内的水可以降低吸入氧气温度，不会改变氧气的生成速率，故选AB； （8）3.0版的装置导管少，气密性更好，反应装置和洗气装置合在一起，更加轻便，方便携带，反应后生成的氧气可以及时进入洗气装置，缩短了出氧时间（合理即可）。 20．(23-24九上·江苏南通海安·期中)I.茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗。使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。小吴按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。 【提出问题1】产生的气体是什么？ 【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（）。 【猜想与假设】同学们对该气体的成分提出了三种猜想。 (1)猜想1：只有O2； 猜想2： ； 猜想3：既有O2又有CO2。 【实验装置】小吴设计了如图实验装置。 【思考】 (2)实验装置中，小吴连接上装置C的目的可能是 。 【实验验证】 (3)小吴按如图装置对猜想进行如下验证： 操作 现象 结论 检验气密性后，向A中加入热水，将生成的气体依次通过B、C、D，向D中插入带火星的木条。 观察到B中 ，D中木条复燃 猜想1正确。 【拓展实验】 (4)小周改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃。该木条不复燃的原因是 。 Ⅱ.化学兴趣小组设计了如图甲、乙所示两个装置，以H2O2溶液为原料制备O2，可灵活控制气体的产生与停止。 (5)甲装置用MnO2作催化剂，并用黏合剂将MnO2粉末制成颗粒置于多孔隔板上。 ①MnO2粉末制成颗粒状目的是 。 ②检验图甲装置气密性的具体操作方法是 。 ③打开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入H2O2溶液至浸没颗粒状MnO2，立即产生O2，收集完需要的O2后， （填操作），反应随后停止。 (6)乙装置用铂丝（可上下移动）作催化剂。安全管下端浸没于H2O2溶液中，将铂丝插入溶液，立即产生O2。 ①仪器a的名称是 。 ②若所用H2O2溶液的浓度 （填“过高”或“过低”），易造成烧瓶内压强过大，安全管中 （填现象）。 ③当出现上述现象时，可采取的措施是： （填操作），同时将烧瓶浸入冷水中。 【答案】(1)只有CO2 (2)除去CO2，以便收集到较纯的O2 (3)澄清石灰水没有变浑浊 (4)温度低，反应速率慢，试管中收集到的O2少 (5) 放置于有孔隔板上方，不会掉落于小孔下方 关闭活塞K，从长颈漏斗处加入适量水，使长颈漏斗下端管内形成一段水柱，静置，观察液面是否下降 关闭活塞K (6) 烧瓶 过高 液面上升 移出H2O2溶液中的铂丝 【详解】（1）根据猜想1和猜想3分析，可知猜想2为只有CO2； （2）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以装置C的目的可能是除去CO2，以便收集到较纯的O2； （3）根据实验结论猜想1正确，即只有氧气，氧气具有助燃性，可观察到B中澄清石灰水没有变浑浊，D中木条复燃； （4）改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃，是因为温度低，反应速率慢，试管中收集到的O2少，所以带火星的木条不复燃；　 （5）①MnO2粉末制成颗粒状目的是：放置于有孔隔板上方，不会掉落于小孔下方； ②检验图甲装置气密性的具体操作方法是：关闭活塞K，从长颈漏斗处加入适量水，使长颈漏斗下端管内形成一段水柱，静置，观察液面是否下降，若不下降，则说明该装置气密性良好； ③打开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入H2O2溶液至浸没颗粒状MnO2，立即产生O2，收集完需要的O2后，关闭活塞K，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，反应随后停止； （6）①仪器a的名称是烧瓶； ②若所用H2O2溶液的浓度过高，产生氧气的速率过快，易造成烧瓶内压强过大，会将过氧化氢溶液挤压入安全管内，安全管中液面上升； ③当瓶内气压增大时，需要减缓过氧化氢的分解速率，使反应速率降低或停止，所以此时需要移出H2O2溶液中的铂丝，同时将烧瓶浸入冷水中。 21．(24-25九上·江苏南通海门区·期中)化学兴趣小组的同学采用加热高锰酸钾收集到不同浓度的氧气并对铁丝燃烧时间的影响因素进行探究。 实验一：收集不同浓度的氧气 (1)A装置中仪器①的名称为 。 (2)A装置中所得产物中锰元素的化合价为 。 (3)用纯氮气和上述实验制取的氧气，混制一瓶氧气体积分数为60%的“富氧空气”，先将氮气从B装置中的 （填“b”或“c”）管通入，排出90mL水，再通入氧气排出 mL水。（集气瓶容积为250mL） 实验二：对铁丝燃烧时间的影响因素进行探究 依次收集不同浓度的氧气，伸入相同质量缠绕不同形状的铁丝并点燃火柴，记录实验数据。实验中观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，随后铁丝缓慢燃烧，铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。 铁丝螺旋形状 小螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 氧气浓度 67% 80% 84% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 13.15 9.19 7.08 11.03 9.19 7.07 缓慢燃烧时间/s 2.14 2.06 1.04 1.06 2.06 1.04 (4)实验设计④⑤⑥的目的是 。 (5)实验证明铁丝燃烧时间与铁丝螺旋形状无关的证据的一组是 。 (6)请你设计实验探究铁丝燃烧的时间与铁丝的粗细是否有关 。（可选用的材料：浓度为60%的氧气、浓度为80%的氧气、小螺旋粗铁丝、小螺旋细铁丝） 【答案】(1)铁架台 (2)+4 (3) c 135 (4)大螺旋铁丝燃烧时间与氧气浓度的关系 (5)②⑤ (6)取浓度均为80%的氧气(或取浓度均为60%的氧气)，分别伸入小螺旋粗铁丝与小螺旋细铁丝并点燃火柴，观察实验，记录数据 【详解】（1）由图可知仪器为铁架台，故填：铁架台。 （2）设锰元素化和价为x，，故填：+4。 （3）氮气密度比水小，将氮气从B装置中的c管通入，富氧空气体积，再通入氧气，排出135ml水，故填：c；135。 （4）实验设计④⑤⑥都是大螺旋铁丝，但是氧气浓度不同，故探究的大螺旋铁丝燃烧时间与氧气浓度的关系，故填：大螺旋铁丝燃烧时间与氧气浓度的关系。 （5）②⑤铁丝形状不同，氧气浓度相同，燃烧时间相同，说明铁丝燃烧时间与铁丝螺旋形状无关，故填：②⑤。 （6）设计实验探究铁丝燃烧的时间与铁丝的粗细是否有关，应以铁丝粗细为变量，其它条件都相同，可取浓度均为80%的氧气(或取浓度均为60%的氧气)，分别伸入小螺旋粗铁丝与小螺旋细铁丝并点燃火柴，观察实验，记录数据，故填：取浓度均为80%的氧气(或取浓度均为60%的氧气)，分别伸入小螺旋粗铁丝与小螺旋细铁丝并点燃火柴，观察实验，记录数据。 2 / 35 1 / 35 学科网（北京）股份有限公司 $