第二单元 空气和氧气(实验题30道)热点题型专练--2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册
2025-10-25
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内容正文:
元 空气和 第二单元 空气和氧气(实验题30道)
1.如图是测定空气中氧气含量的实验,请回答有关问题。
(1)该实验中红磷需稍过量,目的是 。
(2)红磷燃烧停止,装置未冷却至室温就打开止水夹,进入集气瓶内水的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验中不能用铁丝代替红磷测定空气里氧气的含量,原因是 。
(4)通过该实验可得出的结论是 。
2.实验室用下图所示装置制取并收集气体。请回答下列各题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应该选择的发生装置是 。
(3)若要收集比较干燥的氧气,应选用上述装置 (填字母序号),用该装置收集氧气验满的方法是 。
3.高锰酸钾或者氯酸钾加热制取氧气
1原理:高锰酸钾锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气
氯酸钾氯化钾 + 氧气
2发生装置:固体加热型
①试管口略 倾斜,否则冷凝水倒流,试管破裂;
②导气管伸入试管不能太长,否则 ;
③铁夹夹住试管的 部;
④药品最好平铺在试管中,有利于受热均匀;用酒精灯 焰加热;
⑤高锰酸钾制取氧气时,试管口必须放 ,防止高锰酸钾进入导气管,使导气管堵塞。
D氯酸钾 E高锰酸钾
3步骤:
①查——组装仪器,检查装置的气密性;②装——向试管中装入药品;③定——将试管固定在铁架台上;④点——点燃酒精灯,进行加热;⑤收——收集氧气;⑥离——将导气管撤离水槽;⑦熄——熄灭酒精灯,冷却后拆除装置。
(检查装置气密性的操作和现象是:先导气管放入水中,再用手握紧试管外壁,出现气泡冒出,说明气密性良好。)
能否一产生气泡就收集? 。
4收集装置:
5验满: 。放置集气瓶方法: 。
6检验: 。
4.下图是实验室制取气体的常用装置,请回答相关问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,根据图1选择发生和收集装置 (填字母),在加入药品前应进行的操作是 。
(2)小柯自制了如图2的简易供氧器,反应的化学方程式为 。图2中甲的设计优点是 。
5.实验小组用下图的装置进行实验。
实验步骤
简答
第一步:称取3g氯酸钾与少量二氧化锰混合后放入装置①的试管中,点燃酒精灯。
装置①的试管中发生反应的符号表达式: 。
第二步:加热试管一段时间后,用橡皮管连接a、b。
刚开始加热时,排出的气体不宜立即收集,原因是 。
第三步:当装置②中水面不再下降,断开a、b,移去酒精灯,将装置②中的集气瓶密封,并贴上标签备用。
第四步:读取量筒里水的体积数并记录。
读数时,视线必须与液体凹液面的 保持水平。
在理解上述实验的基础上,请你归纳本实验的目的: 。
6.如图是实验室制取气体的一些装置,据图回答有关问题。
(1)写出仪器的名称① 、② 。
(2)实验室选用高锰酸钾制取氧气,试管口还要放一团棉花,目的是 ,该反应的文字或符号表达式是 。
(3)用排水法收集氧气在结束实验时为了防止水槽中的水倒流入试管内应采取的措施是: 。
(4)已知甲烷()气体难溶于水,密度比空气小。实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体加热制取甲烷。你认为实验室制取甲烷应选择的装置是 (填序号)。
7.实验课上,同学们完成了氧气的制取和木炭在氧气中燃烧的实验。请根据下列提示,补全实验内容:
【实验步骤】
制取氧气
(1)木炭在氧气中燃烧
①实验操作:用 在酒精灯上加热到发红,由瓶口向下缓慢插入收集到的氧气中。燃烧停止后,向集气瓶内加入少量澄清石灰水,盖上玻璃片,振荡;
②上述实验现象: 。
【问题与交流】
(2)若制得的氧气不纯,可能的原因是 。(写1点)
(3)红热的木炭由瓶口向下缓慢插入的原因是 。
8.实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的装置图,加热充分反应后冷却到室温打开弹簧夹。请结合图示回答有关问题。已知:在加热下,铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜。
(1)下表是实验前后的实验数据,完成下表。
试管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
11mL
(2)若实验测得氧气的体积分数小于1/5,可能的原因有哪些? (任写一条)。
(3)在测定空气中氧气含量实验中为什么不能用木炭代替红磷? 。
9.下图是实验室制取氧气并检验氧气化学性质的部分装置,请回答相关问题.
(1)写出图A中仪器a的名称: 。
(2)欲收集一瓶较纯净的氧气,应选用的收集装置为 (填字母),用高锰酸钾制取氧气的反应的文字表达式为 。
(3)图E所示实验是验证木炭与氧气的反应的实验,木炭在氧气中燃烧的现象为 ,放出热量。木炭在空气中和氧气中燃烧的现象不同,说明木炭燃烧的剧烈程度与 有关。
10.实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质,请根据下图所示的装置回答问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)实验室加热高锰酸钾固体制取氧气,发生反应的文字表达式为 。该方法应选用的发生装置是 (填字母)。用E装置收集氧气,体现的氧气的物理性质是 。停止加热时,为了防止倒吸,应先进行的操作是 (填“a”或b”)。
a.熄灭酒精灯 b.把导管移出水面
(3)利用D装置收集氧气时,检验氧气已收集满的方法是 。
11.基本化学实验操作和实验设计是初中化学核心知识之一,结合以下实验装置图回答问题:
(1)图1中仪器a的名称是 ;仪器b的名称是 。
(2)实验室用图1中的A装置制取氧气,反应的文字表达式是 。
(3)若用装置E收集氧气,实验结束时,要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,其原因是 ;用装置F收集氧气,气体应从 (选填“b”或“c”)导管通入。
(4)某兴趣小组同学用氢化钙(CaH2)这种固态储氢物质制取氢气,氢化钙与水剧烈反应生成氢氧化钙并释放出氢气,请从图1中选出利用该原理制取并收集较纯净氢气的装置为 (从A-E中选择)。
(5)图2是学生制作的简易供氧器。在供氧使用时,左瓶中可放置的药品是___________。
A.高锰酸钾 B.氯酸钾和二氧化锰 C.过氧化氢溶液和二氧化锰
12.某学习小组完成“实验活动:氧气的实验室制取与性质"进行了研讨,请你参与完成下面的问题。
(1)实验室利用高锰酸钾制取氧气,选用装置A进行该实验时。需要进行的改进是 。若用E装置装满水后收集氧气,气体应从 端进入(填“a”或“b”)。
(2)化学兴趣小组进行制取氧气的实验研究。他们加热高锰酸钾,先后用两种方法各收集三瓶氧气,分别测定了收集到的氧气浓度。数据如表。
收集方法
向上排空气法
排水集气法
氧气浓度%
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均浓度%
79.7
89.7
①用排水法收集氧气时,以观察到 为氧气集满的标准。
A.集气瓶中无水 B.集气瓶口有气泡胃出 C.集气瓶中有气泡冒出
②以上两种方法中,用 法收集到的氧气更纯。
③不考虑操作因素,排水集气法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。
(3)二氧化碳是一种无色无味味的气体,密度比空气大,可溶于水。实验室常用块状石灰石和稀盐酸液体混合物来制得。实验室制取二氧化碳应选用上图中 (填序号)装置作为发生装置。
13.如图所示是测定空气中氧气含量的实验装置图,请回答下列问题。
(1)红磷燃烧的文字表达式为 。
(2)该实验中红磷须过量,目的是 。
(3)装置冷却至室温后,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶中的体积约占集气瓶中空气体积的 。
(4)实验后发现测得的氧气体积分数偏小,已知红磷是过量的,请你分析造成这种结果的原因可能是 。
14.请根据如图回答问题:
(1)填写仪器名称:X
(2)装置B和C的仪器里都预装了少量水,其中可以用细沙来代替水的装置是 (填B或C)放水和细沙的目的是
(3)B装置中当火焰变得微弱时,将燃烧匙进一步伸入瓶底,火焰又变旺,可得出氧气的一条物理性质是 。反应的文字表达式
(4)①可燃物在氧气中燃烧通常比空气中 ;
②在空气中 燃烧的物质,在氧气中却 燃烧。(均选填“易”或“不易”)
15.某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上,对教材中的实验装置进行了改进,设计出如图1所示的实验装置,实验时在粗铜丝末端的燃烧匙中放入足量白磷。图2为用气体压强传感器测得的广口瓶中气压变化情况。据图回答下列有关问题。
(1)白磷燃烧的文字表达式为 。
(2)导致DE段气压变化的实验操作是 。
(3)实验初步测定了空气中氧气的含量,也说明了空气中氮气具有的物理性质是 。
(4)实验前在集气瓶中预先放入了amL的水,若流入集气瓶中水的体积为bmL,则集气瓶的内部体积大约为 。
16.如图“大象牙膏”实验中,过氧化氢分解产生的气体使锥形瓶内的起泡剂迅速涌出,形成大量柱状泡沫。
【提出问题】影响“大象牙膏”实验效果的因素有哪些?
【进行实验】在锥形瓶中,分别加入10mL过氧化氢溶液、5滴洗洁精、4mL催化剂溶液,完成实验,记录如下:
实验序号
催化剂种类
催化剂浓度
过氧化氢浓度
温度/℃
“牙膏"喷出瓶口所需时间/s
①
碘化钾
10%
10%
20
48
②
高锰酸钾
10%
10%
20
5
③
酵母
10%
10%
20
10
④
酵母
5%
10%
20
42
⑤
酵母
15%
10%
20
8
⑥
酵母
10%
5%
20
30
⑦
酵母
10%
15%
20
5
⑧
酵母
10%
10%
5
60
⑨
酵母
10%
10%
40
3
【解释与结论】
(1)写出A中仪器的名称 。
(2)实验室用过氧化氢溶液在催化剂作用下能得到平稳氧气流,发生装置所需仪器为 (填序号),写出该反应的文字表达式 ,若用装置F收集氧气,最终收集的氧气不纯,可能的原因是 ;若用装置I收集氧气,其验满方法是 ;若通过排水法测定所收集到的氧气体积,选用了装置G,若各装置的导管连接顺序是b→c→d,那么应把G装置内导管 (填“b”或“c”)延长至接近集气瓶的底部。
(3)小明同学研究了木条复燃与氧气体积分数的关系,发现不纯的氧气也能使带火星的木条复燃。他想收集一瓶混有约体积空气的氧气,应该选用 装置(从下图中选对应序号)完成实验,收集好后集气瓶中氧气的体积分数约为 (空气中氧气的含量按照计算)。
A.集气瓶中灌水
B.集气瓶中灌水
C.导管伸入到距集气瓶口的处
D.导管伸入到距集气瓶口的处
(4)“大象牙离”实验中,设计①②③的目的是 。
(5)“大象牙膏”实验中,通过对比③④⑤,得出的结论是 。
(6)“大象牙膏”实验中,欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响,离对比的实验是⑥⑦和 (填实验序号)。
(7)“大象牙膏”实验最好选择0%的醇母溶液、10%的过氧化氢溶液和 ℃,才能产生速度适中、有视觉冲击力的观赏效果。
【反思与评价】
(8)由上述实验可知,影响化学反应速率的因素有______(填字母)。
A.温度 B.反应物浓度 C.生成物产量 D.催化剂种类和浓度
17.某种化学制氧机利用过碳酸钠、二氧化锰和水产生氧气(如图1所示),兴趣小组在跨学科实践课上仿照该原理制取氧气。实验室制取氧气的常用装置如图2所示,根据所学知识回答下列问题:
(1)写出标号仪器的名称:① 。
(2)制氧机制氧原理分两步,第一步:过碳酸钠加水溶解生成碳酸钠和过氧化氢;第二步:过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,写出该反应的化学方程式 。
(3)若仿照图1制氧机的原理在实验室制取氧气,图2中可以代替反应仓的装置是 (填字母)。用C装置代替过滤仓时,气体应从 (填“m”或“n”)端通入。可以用D装置收集氧气的原因是 。
(4)用图3所示的方法检查B装置的气密性,向内推动注射器活塞,若装置气密性良好,请在图4中画出此时长颈漏斗中液面最有可能出现的位置 。
(5)为了便于控制加入液体的体积,将B装置中的长颈漏斗换成注射器,该改进还具有的优点是 。
(6)若用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式是 。向试管中装入高锰酸钾时,为避免试剂沾在管口或管壁上,正确的操作是 。
18.化学小组利用如图所示装置,探究过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。(①~⑥代表操作步骤)
(1)③观察到的现象是 。
(2)操作⑤得到的称量结果为 ,说明反应前后 。
(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明 。
(4)该实验最终得到 的实验结论。
19.请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器②的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,还应对A装置做出的改进是 ,写出该反应的文字表达式 。
(3)若实验室采用C装置代替B装置制取氧气,优点是 。
(4)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气反应的文字表达式是 。
(5)如果用E装置测量生成的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是 (填写仪器名称)。
(6)将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是 和 。
(7)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生氧气)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器,如图乙所示,图乙中的G装置与图甲中的 (填字母)装置作用类似。
20.通过学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关知识,回答问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,将用于进行“铁丝在氧气中燃烧”实验,制取装置应选用(在A-F中选) (填编号),该装置需要改进的是 ,该反应的文字或符号表达式为: 。
(2)项目化学习小组在学习了实验室制氧气之后,查阅了相关资料,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器,如图,其中药品A是过碳酸钠,遇水会分解出H2O2,药品B是一种黑色粉末状催化剂。在该实验中相关说法正确的是___________。
A.药品B可能是二氧化锰
B.注射器相当于长颈漏斗
C.根据乙中单位时间内气泡的多少,可判断氧气排出的快慢
D.夏天鱼缸中溶解氧下降,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不易溶于水的乙炔气体,不需加热。该反应必须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置(在A-D中选)是 ;如果用如右图所示装置收集乙炔,气体应从 (填“a”或“b”)端管口通入。
21.请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 ;
(2)上图仪器中,属于发生装置的是 ,属于收集装置的是 (填字母,下同)
(3)发生装置的选择:需要加热的反应选择装置 ,不需要加热的反应选择装置 ;
(4)收集装置的选择:排水法选择装置 ,向上排空气法选择装置 ;
(5)在高锰酸钾制氧气时,发生装置选择装置 ,过氧化氢制氧气时,发生装置选择装置 。
22.数字化实验 某化学兴趣小组开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动。
(1)图1中仪器Ⅰ的名称是 ,集气瓶内预先盛少量水在实验中没有起到的作用是 (填字母)。
A.加快瓶内气体冷却 B.熄灭红磷 C.吸收五氧化二磷 D.防止集气瓶炸裂
(2)图2是图1的改进装置,图3是通过压强传感器测得的图2容器内压强随时间变化的曲线。
①该实验中气球的作用是 ,该装置的优点是 。
②关闭弹簧夹K,闭合电路,图3中ab段压强减小的原因是 。
23.在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,小明进行了如下实验:将红磷盛放在燃烧匙内,点燃后立即插入集气瓶内并塞上瓶塞。
(1)观察到的现象是 。待燃烧完毕并冷却后,打开弹簧夹发现水被吸入集气瓶内,进入集气瓶内水的体积约为集气瓶总容积的 。
(2)此时集气瓶中剩余的气体主要是 ,该气体的化学性质 、 。
(3)小明通过该实验测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小,其原因可能是(要求答出2种)① ② 。
24.化学兴趣小组的同学分别采用下图中两种方案测定教室内空气中氧气的含量,并在甲装置中连接数字传感器,并绘制出压强变化曲线(图丙)。请结合图示回答:
(1)图甲所示实验操作中,小组同学先用集气瓶等必要仪器和用品采集了教室里的空气样品,请简述操作方法 ,反应结束后,由图甲实验现象可推知反应后剩余气体的化学性质为 。
(2)图丙中,从D点起进行的实验操作为 。
(3)乙实验操作中,小组同学先连接装置,堵住气球一端导管,推拉注射器,松手后若活塞 ,说明装置不漏气,而在实验过程中反复推拉注射器活塞的目的是 ;图乙中玻璃管中发生反应的实验现象为 ,该反应的文字表达式是 。
(4)若乙装置的玻璃管中空气体积为50mL,反应前注射器活塞位于20mL刻度处,反应完毕后,注射器活塞位于8mL刻度处(反应前后气球都是瘪的),则该实验测得空气中氧气的体积分数为 (保留到0.1%),导致这一结果的原因,你认为可能是 (答一点)。
(5)下列有关甲、乙两个实验的说法,正确的_____。
A.甲中红磷燃烧属于化合反应
B.甲中红磷熄灭后立即打开止水夹观察现象
C.乙中铜粉可以换成铁丝
D.乙中气球的作用:调节压强并可使反应充分
(6)与图甲实验相比,图乙实验的优点是 。
25.化学科学十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图②中燃烧与在图①中燃烧剧烈程度 (选填不同”或“相同”)。图③的实验目的是 。
(2)实验二:图⑤的实验过程中没有观察到明显的火星四射现象,可能的原因是 。
(3)实验三:观察到硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺,生成 (填现象)的气体,反应的文字表达式为 。集气瓶⑦底预先放少量水来吸收生成气体二氧化硫,说明二氧化硫具有的物理性质是 。
(4)比较归纳:
a.集气瓶⑤⑦里都预先加入少量水,但其目的各不相同。集气瓶⑤加少量水的目的是 。
b.根据上述实验,说明氧气的化学性质 (填“活泼”或“不活泼”)。
c.比较三个反应的文字表达式,共同点有 (写一点)。
26.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
(1)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是 (写一点)。
(2)图1实验中红磷燃烧的现象为 ,该反应的文字或符号表达式为: 。
(3)图1实验中红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(4)实验过程中,连接数字传感器,测得图1、图2实验中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息, (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确。
27.下图是氧气的制取和性质实验。
(1)实验1,仪器a的名称是 ;制取氧气反应的文字表达式为 。
(2)实验2,观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧、 、生成黑色固体;生成的黑色固体为 (写物质名称)。
28.在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了如图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。(注:铜在加热条件下和氧气反应生成氧化铜固体)
(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目是 。
(2)写出该实验中反应的文字表达式 。
(3)小强测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 五分之一(填“>”、“=”、 “<” )。造成实验出现该误差的原因可能是 。(填序号)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞
②读数时没有冷却至室温
③加入铜丝量太少
④加入铜丝量太多
(4)通过上面的实验,反思该同学选择用铜去测定氧气含量的理由是 。
29.如图是初中化学中常见的实验。
(1)实验A中集气瓶内红磷燃烧的实验现象是 ,反应的文字表达式为 。利用这套实验装置进行实验,可能会出现进入集气瓶内水的体积小于1/5,可能存在的原因是 (写出一条即可)
(2)实验A中的红磷 (填“能”或“不能”)用木炭代替,原因是 ,木炭在空气中燃烧的反应的文字表达式为 。
(3)实验C中反应的文字表达式为 ,实验C中的现象是 ,硫在空气中燃烧与在氧气中燃烧的现象不同,原因是 。
(4)实验B中反应的文字表达式为 。实验A、B、C中都要在集气瓶内放少量水,可以把水换成细沙的是实验 (填编号),细沙的作用是 。
(5)对实验A进行改进后得到实验D装置,实验时用酒精灯加热粗铜丝引燃红磷,待红磷熄灭并冷却后,测得管1中水面高度为c。实验中观察到管2中的液面先升高后下降,液面先升高的原因是 。实验测得空气中氧气的含量为 (用含a、b、c的代数式表示)。
30.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,可以与许多物质发生化学反应。如图1是探究氧气化学性质的实验。
(1)请写分别出红磷、铁丝燃烧的文字或符号表达式 、 。
(2)甲、乙、丙的集气瓶里都预先加入少量水,但其目的各不相同。装置丙中加少量水的目的是 。
(3)写出甲实验中的实验现象 ;丙实验过程中没有观察明显的火星四射现象,可能的原因是 。
(4)某同学设计了如图2甲装置所示的实验,红磷和木炭均为足量,分别把A、B两瓶中的红磷和木炭点燃,将燃烧完毕冷却至室温后,打开C、D两处的夹子,她将看到甲装置的烧杯中的水进入 瓶(填“A或B”)。
(5)数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析,相较于传统实验,可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化,更利于后期的数据分析。如图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图,请你根据所学知识进行分析:
①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大,其原因是 。
②根据t2时刻的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的 。
③t3时刻气压上升约至原压强,对应的操作是 。
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第二单元 空气和 第二单元 空气和氧气(实验题30道)
第二单元 空第二单元 空第二单元 空气和氧气
气和氧1.如图是测定空气中氧气含量的实验,请回答有关问题。
(1)该实验中红磷需稍过量,目的是 。
(2)红磷燃烧停止,装置未冷却至室温就打开止水夹,进入集气瓶内水的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验中不能用铁丝代替红磷测定空气里氧气的含量,原因是 。
(4)通过该实验可得出的结论是 。
【答案】(1)将装置内氧气耗尽
(2)偏小
(3)铁丝在空气中不能燃烧
(4)氧气约占空气体积的五分之一
【详解】(1)实验中红磷过量是为了将装置中的氧气耗尽,防止进入集气瓶中的水体积偏小。
(2)温度未冷却至室温就打开止水夹,瓶内气体受热膨胀,气压差小,进入集气瓶内水的体积将偏小。
(3)铁丝不能在空气中点燃,所以不能替代红磷。
(4)通过该实验可得出的结论是氧气约占空气体积的五分之一。
2.实验室用下图所示装置制取并收集气体。请回答下列各题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应该选择的发生装置是 。
(3)若要收集比较干燥的氧气,应选用上述装置 (填字母序号),用该装置收集氧气验满的方法是 。
【答案】(1)酒精灯
(2)A
(3) C 将带火星的木条放于集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满
【详解】(1)仪器①的名称是酒精灯;
(2)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的反应物是固体,反应条件是加热,属于固体加热型,应该选择的发生装置是A;
(3)氧气密度大于空气,不易溶于水,可用向上排空气法收集或排水法收集,用向上排空气法收集的气体较为干燥,若要收集比较干燥的氧气,应选用上述装置C;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,检验其收集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满。
3.高锰酸钾或者氯酸钾加热制取氧气
1原理:高锰酸钾锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气
氯酸钾氯化钾 + 氧气
2发生装置:固体加热型
①试管口略 倾斜,否则冷凝水倒流,试管破裂;
②导气管伸入试管不能太长,否则 ;
③铁夹夹住试管的 部;
④药品最好平铺在试管中,有利于受热均匀;用酒精灯 焰加热;
⑤高锰酸钾制取氧气时,试管口必须放 ,防止高锰酸钾进入导气管,使导气管堵塞。
D氯酸钾 E高锰酸钾
3步骤:
①查——组装仪器,检查装置的气密性;②装——向试管中装入药品;③定——将试管固定在铁架台上;④点——点燃酒精灯,进行加热;⑤收——收集氧气;⑥离——将导气管撤离水槽;⑦熄——熄灭酒精灯,冷却后拆除装置。
(检查装置气密性的操作和现象是:先导气管放入水中,再用手握紧试管外壁,出现气泡冒出,说明气密性良好。)
能否一产生气泡就收集? 。
4收集装置:
5验满: 。放置集气瓶方法: 。
6检验: 。
【答案】 向下 不利于气体导出 中上部 外 一团棉花 不能 把一根带火星的木条,放在集气瓶口,若木条复燃,证明集气瓶内已收集满氧气 正放 将带火星的木条伸入集气瓶中,如果木条复燃,则是氧气
【解析】略
4.下图是实验室制取气体的常用装置,请回答相关问题。
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,根据图1选择发生和收集装置 (填字母),在加入药品前应进行的操作是 。
(2)小柯自制了如图2的简易供氧器,反应的化学方程式为 。图2中甲的设计优点是 。
【答案】(1) AC/AE 检查装置气密性
(2) 可以控制反应的发生和停止
【详解】(1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气是固体加热型反应,发生装置选A,氧气密度比空气略大,可用C向上排空气法收集,氧气不易溶于水,可用E排水法收集,则选择的发生装置和收集装置组合是AC或AE;为了防止装置漏气,在加入药品前应进行的操作是检查装置气密性;
(2)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:;利用可以抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是可以控制反应的发生和停止。
5.实验小组用下图的装置进行实验。
实验步骤
简答
第一步:称取3g氯酸钾与少量二氧化锰混合后放入装置①的试管中,点燃酒精灯。
装置①的试管中发生反应的符号表达式: 。
第二步:加热试管一段时间后,用橡皮管连接a、b。
刚开始加热时,排出的气体不宜立即收集,原因是 。
第三步:当装置②中水面不再下降,断开a、b,移去酒精灯,将装置②中的集气瓶密封,并贴上标签备用。
第四步:读取量筒里水的体积数并记录。
读数时,视线必须与液体凹液面的 保持水平。
在理解上述实验的基础上,请你归纳本实验的目的: 。
【答案】 刚开始排出的是装置内的空气,会使收集的氧气不纯 最低处 制取氧气并测量生成氧气的体积
【详解】①氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下分解生成氯化钾和氧气,符号表达式为:。
② 刚开始加热时,装置内的空气会先排出。如果此时立即收集气体,会导致收集到的氧气不纯,所以排出的气体不宜立即收集。
③ 读取量筒里液体体积时,视线必须与液体凹液面的最低处保持水平,这样才能保证读数的准确。
④从整个实验装置和步骤来看,先是制取氧气,然后通过排水法将氧气收集在集气瓶中,同时用量筒测量排出水的体积,从而得到制取氧气的体积。所以本实验的目的是制取氧气并测量生成氧气的体积。
6.如图是实验室制取气体的一些装置,据图回答有关问题。
(1)写出仪器的名称① 、② 。
(2)实验室选用高锰酸钾制取氧气,试管口还要放一团棉花,目的是 ,该反应的文字或符号表达式是 。
(3)用排水法收集氧气在结束实验时为了防止水槽中的水倒流入试管内应采取的措施是: 。
(4)已知甲烷()气体难溶于水,密度比空气小。实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体加热制取甲烷。你认为实验室制取甲烷应选择的装置是 (填序号)。
【答案】(1) 铁架台 长颈漏斗
(2) 防止固体粉末进入导管,堵塞导管 /
(3)先撤离导管,再熄灭酒精灯
(4)AC/AG
【详解】(1)仪器①的名称是铁架台,仪器②的名称是长颈漏斗。
(2)实验室选用高锰酸钾制取氧气,试管口还要放一团棉花,目的是防止固体粉末进入导管,堵塞导管;高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为,符号表达式为。
(3)用排水法收集氧气在结束实验时为了防止水槽中的水倒流入试管内应采取的措施是先撤离导管,再熄灭酒精灯。
(4)实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体加热制取甲烷,反应物为固体,反应条件为加热,所以发生装置为固固加热型,即装置A,甲烷难溶于水,所以可以选用C装置收集,甲烷密度比空气小可以选用G装置收集,所以实验室制取甲烷应选择的装置是AC或AG。
7.实验课上,同学们完成了氧气的制取和木炭在氧气中燃烧的实验。请根据下列提示,补全实验内容:
【实验步骤】
制取氧气
(1)木炭在氧气中燃烧
①实验操作:用 在酒精灯上加热到发红,由瓶口向下缓慢插入收集到的氧气中。燃烧停止后,向集气瓶内加入少量澄清石灰水,盖上玻璃片,振荡;
②上述实验现象: 。
【问题与交流】
(2)若制得的氧气不纯,可能的原因是 。(写1点)
(3)红热的木炭由瓶口向下缓慢插入的原因是 。
【答案】(1) 坩埚钳夹取一小块木炭 木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量,澄清石灰水变浑浊
(2)向上排空气法收集时,导管没有伸到集气瓶底部(或排水法收集时,集气瓶内事先没有装满水或排水法收集时,气泡未连续均匀放出就开始收集)(合理即可)
(3)为了使木炭与氧气充分接触、充分反应,现象明显
【详解】(1)①夹持热的固体使用坩埚钳。木炭在氧气中燃烧时,先用坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯上加热到发红。
②木炭在氧气中燃烧,发出白光放出热量,燃烧停止后,向集气瓶内加入少量澄清石灰水,盖上玻璃片,振荡,由于木炭与氧气反应生成了二氧化碳,澄清石灰水会变浑浊,故上述实验现象为:木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量,澄清石灰水变浑浊;
(2)若采用向上排空气法收集氧气,氧气不纯可能是导管没有伸到集气瓶底部或者装置气密性不好;若采用排水法收集氧气时,氧气不纯可能是集气瓶内事先没有装满水导致有空气残留或气泡未连续均匀放出就开始收集氧气,收集到开始排出的空气(合理即可);
(3)将红热的木炭由瓶口向下缓慢插入,可以防止集气瓶内的氧气受热逸出,使木炭与氧气充分反应,实验现象更明显。
8.实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的装置图,加热充分反应后冷却到室温打开弹簧夹。请结合图示回答有关问题。已知:在加热下,铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜。
(1)下表是实验前后的实验数据,完成下表。
试管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
11mL
(2)若实验测得氧气的体积分数小于1/5,可能的原因有哪些? (任写一条)。
(3)在测定空气中氧气含量实验中为什么不能用木炭代替红磷? 。
【答案】(1)18%
(2)红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等(合理即可)
(3)木炭在空气中燃烧生成二氧化碳,集气瓶内气压不降低,反应结束后,打开止水夹,水不能倒流
【详解】(1)该实验的原理是铜与空气中氧气反应,生成氧化铜固体,使容器内压强减小,活塞向左移动,移动的体积等于消耗氧气体积。实验测得空气中氧气的体积分数=;
(2)测定结果偏小是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大,可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入,具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等;
(3)在测定空气中氧气含量实验中不能用木炭代替红磷,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳,集气瓶内气压不降低,反应结束后,打开止水夹,水不能倒流。
9.下图是实验室制取氧气并检验氧气化学性质的部分装置,请回答相关问题.
(1)写出图A中仪器a的名称: 。
(2)欲收集一瓶较纯净的氧气,应选用的收集装置为 (填字母),用高锰酸钾制取氧气的反应的文字表达式为 。
(3)图E所示实验是验证木炭与氧气的反应的实验,木炭在氧气中燃烧的现象为 ,放出热量。木炭在空气中和氧气中燃烧的现象不同,说明木炭燃烧的剧烈程度与 有关。
【答案】(1)酒精灯
(2) D
(3) 发出白光 氧气浓度/氧气含量
【详解】(1)仪器a是酒精灯;
(2)排水法收集的气体纯净但不干燥,排空气法收集的气体干燥但不纯净,则欲收集一瓶较纯净的氧气,应选用的收集装置为D;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为;
(3)木炭在氧气中燃烧的现象为发出白光,放出热量;
木炭在空气中燃烧,实际上是与空气中的氧气反应,由于空气中的氧气含量低,所以不如氧气中燃烧剧烈,说明木炭燃烧的剧烈程度与氧气的浓度(或氧气含量)有关。
10.实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质,请根据下图所示的装置回答问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)实验室加热高锰酸钾固体制取氧气,发生反应的文字表达式为 。该方法应选用的发生装置是 (填字母)。用E装置收集氧气,体现的氧气的物理性质是 。停止加热时,为了防止倒吸,应先进行的操作是 (填“a”或b”)。
a.熄灭酒精灯 b.把导管移出水面
(3)利用D装置收集氧气时,检验氧气已收集满的方法是 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 A 不易溶于水 b
(3)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已收集满
【详解】(1)仪器a的名称为酒精灯。
(2)高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。反应物为固体,反应条件为加热,所以发生装置为固体加热型,即A装置。E装置为排水法收集装置,用该装置收集氧气,体现的氧气的物理性质是不易溶于水。停止加热时,为了防止倒吸,应先把导管移出水面再熄灭酒精灯。
(3)利用D装置收集氧气时,检验氧气已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,则已收集满。
11.基本化学实验操作和实验设计是初中化学核心知识之一,结合以下实验装置图回答问题:
(1)图1中仪器a的名称是 ;仪器b的名称是 。
(2)实验室用图1中的A装置制取氧气,反应的文字表达式是 。
(3)若用装置E收集氧气,实验结束时,要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,其原因是 ;用装置F收集氧气,气体应从 (选填“b”或“c”)导管通入。
(4)某兴趣小组同学用氢化钙(CaH2)这种固态储氢物质制取氢气,氢化钙与水剧烈反应生成氢氧化钙并释放出氢气,请从图1中选出利用该原理制取并收集较纯净氢气的装置为 (从A-E中选择)。
(5)图2是学生制作的简易供氧器。在供氧使用时,左瓶中可放置的药品是___________。
A.高锰酸钾 B.氯酸钾和二氧化锰 C.过氧化氢溶液和二氧化锰
【答案】(1) 试管 分液漏斗
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3) 防止水倒吸,使试管炸裂(合理即可) b
(4)BE
(5)C
【详解】(1)据图可知,仪器a的名称是试管,b是分液漏斗;
(2)A装置为固体加热型装置,试管口有一团棉花,说明是用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式是:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;
(3)反应完毕后,若先熄灭酒精灯,内部温度降低,压强减小,外界大气压将水压入试管,造成倒吸,试管遇冷炸裂,所以需要先移出导管,再熄灭酒精灯;氧气的密度比空气大,用装置F收集氧气,气体应从b导管通入;
(4)氢化钙与水剧烈反应生成氢氧化钙并释放出氢气为固液常温型反应,发生装置选B,氢气难溶于水,排水法收集的氢气较纯净,收集装置选E,则利用该原理制取并收集较纯净氢气的装置为BE;
(5)简易供氧器为常温型反应,高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰制取氧气都需要加热,过氧化氢溶液和二氧化锰支氧气只需要常温,故选C。
12.某学习小组完成“实验活动:氧气的实验室制取与性质"进行了研讨,请你参与完成下面的问题。
(1)实验室利用高锰酸钾制取氧气,选用装置A进行该实验时。需要进行的改进是 。若用E装置装满水后收集氧气,气体应从 端进入(填“a”或“b”)。
(2)化学兴趣小组进行制取氧气的实验研究。他们加热高锰酸钾,先后用两种方法各收集三瓶氧气,分别测定了收集到的氧气浓度。数据如表。
收集方法
向上排空气法
排水集气法
氧气浓度%
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均浓度%
79.7
89.7
①用排水法收集氧气时,以观察到 为氧气集满的标准。
A.集气瓶中无水 B.集气瓶口有气泡胃出 C.集气瓶中有气泡冒出
②以上两种方法中,用 法收集到的氧气更纯。
③不考虑操作因素,排水集气法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 。
(3)二氧化碳是一种无色无味味的气体,密度比空气大,可溶于水。实验室常用块状石灰石和稀盐酸液体混合物来制得。实验室制取二氧化碳应选用上图中 (填序号)装置作为发生装置。
【答案】(1) 试管口放一团棉花 b
(2) B 排水 氧气中混有少量水蒸气
(3)B
【详解】(1)实验室利用高锰酸钾制取氧气,选用装置A进行该实验时,需要进行的改进是试管口应放一团棉花,防止加热时试管中的粉末状物质进入导管,故填试管口放一团棉花;
氧气的密度小于水,且氧气不易溶于水,用E装置装满水后收集氧气,气体应从短管,即b端进入,故填b。
(2)①用排水集气法收集氧气时,以观察到集气瓶口有气泡冒出时为氧气集满的标准,故填B。
②根据表中数据对比,排水集气法收集到的氧气纯度更高,故填排水。
③不考虑操作因素时,排水集气法得到的氧气体积分数无法达到100%的主要原因是氧气中混有少量的水蒸气,故填氧气中混有少量水蒸气。
(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,是固液常温反应,应选用固液常温发生装置,即B装置,故填B。
13.如图所示是测定空气中氧气含量的实验装置图,请回答下列问题。
(1)红磷燃烧的文字表达式为 。
(2)该实验中红磷须过量,目的是 。
(3)装置冷却至室温后,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶中的体积约占集气瓶中空气体积的 。
(4)实验后发现测得的氧气体积分数偏小,已知红磷是过量的,请你分析造成这种结果的原因可能是 。
【答案】(1)
(2)使集气瓶中的氧气完全反应
(3)
(4)装置漏气(合理即可)
【详解】(1)红磷和空气中的氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷,反应的文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷;
(2)该实验中红磷须过量,目的是使集气瓶中的氧气完全反应;
(3)氧气约占集气瓶中气体总体积的五分之一,则反应停止,冷却至室温后打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶,进入水的体积约占集气瓶中气体总体积的五分之一;
(4)测得氧气体积分数偏小的可能原因:没有冷却到室温就打开了弹簧夹,使得集气瓶内的气体受热膨胀,使气压没有减小到最小;装置漏气,反应完成后,空气重新进入集气瓶。
14.请根据如图回答问题:
(1)填写仪器名称:X
(2)装置B和C的仪器里都预装了少量水,其中可以用细沙来代替水的装置是 (填B或C)放水和细沙的目的是
(3)B装置中当火焰变得微弱时,将燃烧匙进一步伸入瓶底,火焰又变旺,可得出氧气的一条物理性质是 。反应的文字表达式
(4)①可燃物在氧气中燃烧通常比空气中 ;
②在空气中 燃烧的物质,在氧气中却 燃烧。(均选填“易”或“不易”)
【答案】(1)集气瓶
(2) C 防止高温熔融物溅落使集气瓶底炸裂
(3) 氧气密度比空气大 硫+氧气二氧化硫
(4) 剧烈 不易 易
【详解】(1)仪器名称X的名称是集气瓶,故应填:集气瓶;
(2)【答题空1详解】装置C可以用细沙来代替水,因为装置C中的水的作用是防止高温物体坠落炸裂集气瓶,故可以用细沙来代替,故应填:C;
【答题空2详解】放水和细沙的目的是防止高温熔融物溅落使集气瓶底炸裂,故应填:防止高温熔融物溅落使集气瓶底炸裂;
(3)【答题空1详解】当火焰变得微弱时,将燃烧匙进一步伸入瓶底,火焰又变旺,说明氧气的密度比空气大,故应填:氧气的密度比空气大;
【答题空2详解】反应的文字表达式为硫+氧气二氧化硫,故应填:硫+氧气二氧化硫;
(4)可燃物在氧气中燃烧通常比空气中剧烈,在空气中不易燃烧的物质,在氧气中却易燃烧,故应填:剧烈、不易、易。
15.某化学研究小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上,对教材中的实验装置进行了改进,设计出如图1所示的实验装置,实验时在粗铜丝末端的燃烧匙中放入足量白磷。图2为用气体压强传感器测得的广口瓶中气压变化情况。据图回答下列有关问题。
(1)白磷燃烧的文字表达式为 。
(2)导致DE段气压变化的实验操作是 。
(3)实验初步测定了空气中氧气的含量,也说明了空气中氮气具有的物理性质是 。
(4)实验前在集气瓶中预先放入了amL的水,若流入集气瓶中水的体积为bmL,则集气瓶的内部体积大约为 。
【答案】(1)
(2)打开弹簧夹
(3)不溶于水
(4)
【详解】(1)白磷燃烧生成五氧化二磷,反应的文字表达式为:,故填:;
(2)导致DE段气压突然变大的实验操作是打开弹簧夹,水进入广口瓶,故填:打开弹簧夹;
(3)水不能全部进入集气瓶,说明了空气中氮气具有的物理性质是不溶于水,故填:不溶于水;
(4)实验前在集气瓶中预先放入了amL的水,集气瓶内空气中氧气体积约占,若流入集气瓶中水的体积为bmL,则集气瓶的内部体积大约为,故填:。
16.如图“大象牙膏”实验中,过氧化氢分解产生的气体使锥形瓶内的起泡剂迅速涌出,形成大量柱状泡沫。
【提出问题】影响“大象牙膏”实验效果的因素有哪些?
【进行实验】在锥形瓶中,分别加入10mL过氧化氢溶液、5滴洗洁精、4mL催化剂溶液,完成实验,记录如下:
实验序号
催化剂种类
催化剂浓度
过氧化氢浓度
温度/℃
“牙膏"喷出瓶口所需时间/s
①
碘化钾
10%
10%
20
48
②
高锰酸钾
10%
10%
20
5
③
酵母
10%
10%
20
10
④
酵母
5%
10%
20
42
⑤
酵母
15%
10%
20
8
⑥
酵母
10%
5%
20
30
⑦
酵母
10%
15%
20
5
⑧
酵母
10%
10%
5
60
⑨
酵母
10%
10%
40
3
【解释与结论】
(1)写出A中仪器的名称 。
(2)实验室用过氧化氢溶液在催化剂作用下能得到平稳氧气流,发生装置所需仪器为 (填序号),写出该反应的文字表达式 ,若用装置F收集氧气,最终收集的氧气不纯,可能的原因是 ;若用装置I收集氧气,其验满方法是 ;若通过排水法测定所收集到的氧气体积,选用了装置G,若各装置的导管连接顺序是b→c→d,那么应把G装置内导管 (填“b”或“c”)延长至接近集气瓶的底部。
(3)小明同学研究了木条复燃与氧气体积分数的关系,发现不纯的氧气也能使带火星的木条复燃。他想收集一瓶混有约体积空气的氧气,应该选用 装置(从下图中选对应序号)完成实验,收集好后集气瓶中氧气的体积分数约为 (空气中氧气的含量按照计算)。
A.集气瓶中灌水
B.集气瓶中灌水
C.导管伸入到距集气瓶口的处
D.导管伸入到距集气瓶口的处
(4)“大象牙离”实验中,设计①②③的目的是 。
(5)“大象牙膏”实验中,通过对比③④⑤,得出的结论是 。
(6)“大象牙膏”实验中,欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响,离对比的实验是⑥⑦和 (填实验序号)。
(7)“大象牙膏”实验最好选择0%的醇母溶液、10%的过氧化氢溶液和 ℃,才能产生速度适中、有视觉冲击力的观赏效果。
【反思与评价】
(8)由上述实验可知,影响化学反应速率的因素有______(填字母)。
A.温度 B.反应物浓度 C.生成物产量 D.催化剂种类和浓度
【答案】(1)锥形瓶
(2) AC 没有等连续均匀气泡冒出就收集或集气瓶装水时没装满 将带火星的木条放于h端口,若木条复燃,则氧气集满 c
(3) B 84%
(4)探究催化剂种类对“大象牙膏”实验效果的影响
(5)其他条件相同时,催化剂浓度越大,“牙膏”喷出瓶口所需时间越短
(6)③
(7)20
(8)ABD
【详解】(1)由图可知,仪器A为锥形瓶;
(2)实验室用过氧化氢在催化剂作用下制取收集氧气,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,利用注射器可控制液体的滴加速率,得到平稳氧气流,发生装置所需仪器为AC;
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气,故文字表达式为:;
F为排水法收集装置,用排水法收集到的气体不纯,可能是没有待连续均匀气泡产生就收集气体,开始排出的气体主要是仪器中的空气,所以造成收集的气体不纯;也可能是集气瓶集水时没有集满,造成瓶中剩余的空气与收集的氧气混合;
氧气的密度大于空气,若用Ⅰ装置收集氧气,氧气应从e端通入,当h端有氧气逸出,说明氧气集满,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,检验其收集满的方法是将带火星的木条放于h端口,若木条复燃,则氧气集满;
氧气的密度小于水,若通过排水法测定所收集到的氧气体积,选用了装置G,若各装置的导管连接顺序是b→c→d,气体应“短进长出”,故G装置内导管c延长至接近集气瓶的底,有利于排水;
(3)B装置中集气瓶中灌水,则存在体积空气,所以收集一瓶混有约体积空气的氧气,应该选用图2中B实验装置。故填:B;
收集好后集气瓶中氧气的体积分数约为:
(4)①②③这三组实验只有催化剂种类不同,其余条件均相同,设计①②③的目的是探究催化剂种类对“大象牙膏”实验效果的影响;
(5)③④⑤这三组实验中,只有催化剂浓度不同,其余条件均相同,故通过对比③④⑤,得出的结论是其他条件相同时,催化剂浓度越大,“牙膏”喷出瓶口所需时间越短;
(6)欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响,只需控制过氧化氢浓度不同,其余条件相同,从表中可得到,只有③⑥⑦这三组实验符合条件,故填:③;
(7)通过对比这几组实验,可得到结论:“大象牙膏”实验最好选择10%的酵母溶液、10%的过氧化氢溶液和20℃,才能产生速度适中、有视觉冲击力的观赏效果;
(8)影响化学反应速率的因素有温度、反应物浓度、催化剂种类和浓度,而生成物的产量并不影响反应速率,故选ABD。
17.某种化学制氧机利用过碳酸钠、二氧化锰和水产生氧气(如图1所示),兴趣小组在跨学科实践课上仿照该原理制取氧气。实验室制取氧气的常用装置如图2所示,根据所学知识回答下列问题:
(1)写出标号仪器的名称:① 。
(2)制氧机制氧原理分两步,第一步:过碳酸钠加水溶解生成碳酸钠和过氧化氢;第二步:过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,写出该反应的化学方程式 。
(3)若仿照图1制氧机的原理在实验室制取氧气,图2中可以代替反应仓的装置是 (填字母)。用C装置代替过滤仓时,气体应从 (填“m”或“n”)端通入。可以用D装置收集氧气的原因是 。
(4)用图3所示的方法检查B装置的气密性,向内推动注射器活塞,若装置气密性良好,请在图4中画出此时长颈漏斗中液面最有可能出现的位置 。
(5)为了便于控制加入液体的体积,将B装置中的长颈漏斗换成注射器,该改进还具有的优点是 。
(6)若用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式是 。向试管中装入高锰酸钾时,为避免试剂沾在管口或管壁上,正确的操作是 。
【答案】(1)集气瓶
(2)
(3) B n 密度比空气的密度大
(4)
(5)能控制反应的速率
(6) 先使试管横放,把盛有高锰酸钾的药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后使试管慢慢直立(合理即可)
【详解】(1)据图可知,标号仪器①的名称是集气瓶;
(2)过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,不需要加热,可用装置B代替反应仓;氧气不易溶于水且密度比水小,氧气应从导管n端通入;氧气的密度比空气的密度大,可用向上排空气法收集;
(4)
当缓缓向内推动注射器活塞时,如果装置气密性良好,锥形瓶压强变大,则能观察到长颈漏斗内液面上升,比锥形瓶中的液面要高,如图:;
(5)若将装置B中长颈漏斗更换成注射器,则该装置不仅便于添加液体药品,还具有的优点是可以控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率;
(6)加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;向试管内装入高锰酸钾粉末时,为避免试剂沾在管口和管壁上,可先使试管横放,把盛有高锰酸钾的药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后使试管慢慢直立。
18.化学小组利用如图所示装置,探究过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。(①~⑥代表操作步骤)
(1)③观察到的现象是 。
(2)操作⑤得到的称量结果为 ,说明反应前后 。
(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明 。
(4)该实验最终得到 的实验结论。
【答案】(1)产生大量气泡,带火星的木条复燃
(2) 0.2克/0.2g 二氧化锰的质量不变
(3)反应前后二氧化锰的化学性质不变
(4)二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂
【详解】(1)加入二氧化锰后,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故③观察到的现象是:产生大量气泡,带火星的木条复燃;
(2)操作⑤得到的称量结果为0.2g,说明化学反应前后二氧化锰的质量不变;
(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明化学反应前后,二氧化锰的化学性质不变;
(4)①中未加二氧化锰,带火星的木条不复燃,③中加入了二氧化锰,带火星的木条复燃,说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,由以上分析可知,化学反应前后,二氧化锰的质量和化学性质不变,故可得出结论:二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。
19.请结合下列实验装置图回答问题。
(1)仪器②的名称是 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,还应对A装置做出的改进是 ,写出该反应的文字表达式 。
(3)若实验室采用C装置代替B装置制取氧气,优点是 。
(4)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气反应的文字表达式是 。
(5)如果用E装置测量生成的体积,则在虚线框内还需添加的仪器是 (填写仪器名称)。
(6)将收集的氧气倒入装置F的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是 和 。
(7)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生氧气)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器,如图乙所示,图乙中的G装置与图甲中的 (填字母)装置作用类似。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 在试管口放一团棉花
(3)可以控制反应的速率
(4)
(5)量筒
(6) 密度比空气大 支持燃烧
(7)C
【详解】(1)根据图像,仪器②是长颈漏斗。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,为防止加热时试管内固体粉末进入导管,要在试管口放一团棉花;
高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为:。
(3)C 装置中的分液漏斗可以控制液体的滴加速度,从而控制反应的速率。
(4)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,文字表达式为:。
(5)要测量生成O2的体积,需要用量筒来量取排出水的体积,因为排出水的体积等于生成氧气的体积。
(6)带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气先在下方聚集,证明氧气密度比空气大;
木条复燃,说明氧气能支持燃烧。
(7)图乙中的 G 装置通过注射器控制液体的加入,从而控制反应的发生和停止,与图甲中的 C 装置(分液漏斗控制液体滴加)作用类似,都能控制反应速率等。
20.通过学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关知识,回答问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,将用于进行“铁丝在氧气中燃烧”实验,制取装置应选用(在A-F中选) (填编号),该装置需要改进的是 ,该反应的文字或符号表达式为: 。
(2)项目化学习小组在学习了实验室制氧气之后,查阅了相关资料,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器,如图,其中药品A是过碳酸钠,遇水会分解出H2O2,药品B是一种黑色粉末状催化剂。在该实验中相关说法正确的是___________。
A.药品B可能是二氧化锰
B.注射器相当于长颈漏斗
C.根据乙中单位时间内气泡的多少,可判断氧气排出的快慢
D.夏天鱼缸中溶解氧下降,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不易溶于水的乙炔气体,不需加热。该反应必须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置(在A-D中选)是 ;如果用如右图所示装置收集乙炔,气体应从 (填“a”或“b”)端管口通入。
【答案】(1) DF 在试管口塞一团棉花 /
(2)ACD
(3) B b
【详解】(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,需要加热,所以发生装置选D;“铁丝在氧气中燃烧” 实验需要较纯净的氧气且集气瓶底部需铺一层细沙或放置少量水,则收集装置选F,则装置组合为DF;
为防止加热时试管内固体粉末进入导管,需要在试管口塞一团棉花;
高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,文字表达式为:,符号表达式为。
(2)A、药品 B 是黑色粉末状催化剂,二氧化锰是黑色粉末,可作过氧化氢分解的催化剂,该选项正确;
B、注射器可以控制液体的滴加速度,而长颈漏斗不能控制液体的滴加速度,该选项错误;
C、氧气不易溶于水,经过水会形成气泡,根据乙中单位时间内气泡的多少,可判断氧气排出的快慢,该选项正确;
D、该简易供氧器能产生氧气,夏天鱼缸中溶解氧下降,可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧,该选项正确。
故选ACD。
(3)实验室制取乙炔,是在常温下用块状电石与水反应,不需要加热,且要严格控制加水速度,B 中分液漏斗可控制滴加液体的速率,所以发生装置选 B;
乙炔不易溶于水、密度比水小,用图示装置收集时,气体应从 b 端管口通入,将水从 a 端管口排出。
21.请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 ;
(2)上图仪器中,属于发生装置的是 ,属于收集装置的是 (填字母,下同)
(3)发生装置的选择:需要加热的反应选择装置 ,不需要加热的反应选择装置 ;
(4)收集装置的选择:排水法选择装置 ,向上排空气法选择装置 ;
(5)在高锰酸钾制氧气时,发生装置选择装置 ,过氧化氢制氧气时,发生装置选择装置 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AB CDE
(3) A B
(4) C D
(5) A B
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:长颈漏斗;
(2)上图仪器中,属于发生装置的是A、B;属于收集装置的是:C、D、E;
(3)发生装置中,需要加热的反应选择装置A;不需要加热的反应选择装置B;
(4)收集装置的选择:排水法选择装置C;向上排空气法选择装置D;
(5)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A;
过氧化氢制取氧气,反应物是固体和液体,反应条件是常温,发生装置可选B。
22.数字化实验 某化学兴趣小组开展“空气中氧气含量的测定”的实验活动。
(1)图1中仪器Ⅰ的名称是 ,集气瓶内预先盛少量水在实验中没有起到的作用是 (填字母)。
A.加快瓶内气体冷却 B.熄灭红磷 C.吸收五氧化二磷 D.防止集气瓶炸裂
(2)图2是图1的改进装置,图3是通过压强传感器测得的图2容器内压强随时间变化的曲线。
①该实验中气球的作用是 ,该装置的优点是 。
②关闭弹簧夹K,闭合电路,图3中ab段压强减小的原因是 。
【答案】(1) 烧杯 B
(2) 调节装置内外压强 误差小(合理即可) 氧气被消耗,温度降低
【详解】(1)图1中仪器Ⅰ为烧杯;
红磷燃烧放热,集气瓶内预先盛少量水能加快瓶内气体冷却,还能防止集气瓶因过热而炸裂,同时能吸收产生的五氧化二磷,防止空气污染;没有熄灭红磷的作用,红磷需要将氧气全部消耗掉,然后自然熄灭。
故选B;
(2)①该实验中气球的作用是调节装置内外压强平衡,防止瓶塞被冲开;
该装置不需要在装置外点燃红磷,避免了空气受热逸出,且利用压强传感器测容器内压强随时间变化,故优点是误差小;
②红磷燃烧放热,造成气体受热膨胀,ab段压强减小的原因是密闭体系中的氧气被消耗,温度逐渐恢复至室温,压强减小。
23.在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,小明进行了如下实验:将红磷盛放在燃烧匙内,点燃后立即插入集气瓶内并塞上瓶塞。
(1)观察到的现象是 。待燃烧完毕并冷却后,打开弹簧夹发现水被吸入集气瓶内,进入集气瓶内水的体积约为集气瓶总容积的 。
(2)此时集气瓶中剩余的气体主要是 ,该气体的化学性质 、 。
(3)小明通过该实验测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小,其原因可能是(要求答出2种)① ② 。
【答案】(1) 红磷燃烧,产生大量的白烟
(2) 氮气/N2 既不能燃烧,也不能支持燃烧
不能与红磷发生化学反应或不活泼
(3) 红磷不足 装置漏气(或未冷却至室温就开始读数
【详解】(1)红磷会在空气中燃烧,发黄光、放热、产生大量的白烟,氧气占空气组成的,所以水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的;
(2)空气中氮气约占78%,氧气约占21%,空气中的氧气消耗完毕后,剩余的主要为氮气,氮气不燃烧也不支持燃烧,化学性质稳定,不活泼;
(3)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到集气瓶中原空气总体积的五分之一,导致这一结果的原因可能是:红磷量不足、装置气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹开始读数。
24.化学兴趣小组的同学分别采用下图中两种方案测定教室内空气中氧气的含量,并在甲装置中连接数字传感器,并绘制出压强变化曲线(图丙)。请结合图示回答:
(1)图甲所示实验操作中,小组同学先用集气瓶等必要仪器和用品采集了教室里的空气样品,请简述操作方法 ,反应结束后,由图甲实验现象可推知反应后剩余气体的化学性质为 。
(2)图丙中,从D点起进行的实验操作为 。
(3)乙实验操作中,小组同学先连接装置,堵住气球一端导管,推拉注射器,松手后若活塞 ,说明装置不漏气,而在实验过程中反复推拉注射器活塞的目的是 ;图乙中玻璃管中发生反应的实验现象为 ,该反应的文字表达式是 。
(4)若乙装置的玻璃管中空气体积为50mL,反应前注射器活塞位于20mL刻度处,反应完毕后,注射器活塞位于8mL刻度处(反应前后气球都是瘪的),则该实验测得空气中氧气的体积分数为 (保留到0.1%),导致这一结果的原因,你认为可能是 (答一点)。
(5)下列有关甲、乙两个实验的说法,正确的_____。
A.甲中红磷燃烧属于化合反应
B.甲中红磷熄灭后立即打开止水夹观察现象
C.乙中铜粉可以换成铁丝
D.乙中气球的作用:调节压强并可使反应充分
(6)与图甲实验相比,图乙实验的优点是 。
【答案】(1) 集气瓶装满水拿到教室,把水倒掉,盖上玻璃片 不燃烧也不支持燃烧
(2)打开止水夹
(3) 回到原位 使铜与氧气充分反应 红色粉末变成黑色 铜+氧气氧化铜
(4) 17.1% 装置漏气、铜粉量不足、未冷却至室温就读数等(合理即可)
(5)AD
(6)环保无污染,测量结果更准确
【详解】(1)用集气瓶等必要仪器和用品采集教室里的空气的操作:将集气瓶装满水拿到教室,把水倒掉,盖上玻璃片即可;红磷燃烧结束后,剩余气体的化学性质为不燃烧也不支持燃烧;
(2)从D点起集气瓶中压强迅速增大且压强等于大气压,实验操作:打开止水夹,集气瓶中的水被压入集气瓶,导致压强迅速增大;
(3)先连接装置,堵住气球一端导管,推拉注射器,松手后若活塞回到起始位置,说明装置不漏气,而在实验过程中反复推拉注射器的活塞的目的是使铜与氧气充分反应;图乙中玻璃管中发生反应铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,实验现象:红色固体变成黑色,该反应文字表达式为:;
(4)注射器和玻璃管气体总体积=50mL+20mL=70mL,反应完全消耗氧气的体积=20mL-8mL=12mL,测得空气中氧气的体积分数=,测量结果比空气中氧气体积分数偏小,导致这一原因结果可能是红磷不足、装置漏气等;
(5)A、红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷,多种物质参与反应生成一种物质的反应叫作化合反应,该反应属于化合反应,说该项正确;
B、甲中红磷熄灭后应该冷却至室温,再打开止水夹观察现象,防止测量结果偏小,该项错误;
C、乙中铜粉不可以换成铁丝,因为铜与空气中氧气加热反应生成氧化铜,而铁与空气中氧气加热反应消耗氧气不明显,该项错误;
D、乙中气球的作用:调节压强并可使反应充分,该项正确;
故选AD。
(6)与图甲实验相比,图乙实验的优点是环保无污染、测量结果更准确,因为图乙反应开始与停止都是在密闭环境中进行,产物无污染,测量精确度高。
25.化学科学十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图②中燃烧与在图①中燃烧剧烈程度 (选填不同”或“相同”)。图③的实验目的是 。
(2)实验二:图⑤的实验过程中没有观察到明显的火星四射现象,可能的原因是 。
(3)实验三:观察到硫在氧气中比在空气中燃烧得更旺,生成 (填现象)的气体,反应的文字表达式为 。集气瓶⑦底预先放少量水来吸收生成气体二氧化硫,说明二氧化硫具有的物理性质是 。
(4)比较归纳:
a.集气瓶⑤⑦里都预先加入少量水,但其目的各不相同。集气瓶⑤加少量水的目的是 。
b.根据上述实验,说明氧气的化学性质 (填“活泼”或“不活泼”)。
c.比较三个反应的文字表达式,共同点有 (写一点)。
【答案】(1) 不同 检验生成物二氧化碳
(2)氧气浓度
(3) 有刺激性气味的气体 能溶于水
(4) 防止高温熔化物炸裂集气瓶底 活泼 都有氧气参加/生成物只有一种(合理即可)
【详解】(1)实验一:木炭在空气(氧气体积含量21%)中和在氧气中的燃烧剧烈程度不同,因为空气中氧气浓度较低;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,往木炭在氧气中反应后的集气瓶中加入澄清石灰水是为了检验木炭燃烧的产物二氧化碳。
(2)实验二中是铁丝在氧气中燃烧,由于空气中铁丝不能燃烧,因此铁丝需要氧气浓度较高时才会剧烈燃烧,故分析为可能氧气浓度不够或者铁丝表面有锈(或未打磨铁丝/温度未达到着火点等。
(3)硫在氧气中燃烧,现象是:剧烈燃烧,发出蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体;
硫在氧气中燃烧,产生二氧化硫,反应的文字表达式为: ;
集气瓶底预先放少量水来吸收生成的二氧化硫, 说明二氧化硫具有的物理性质是能溶于水。
(4)a、铁丝在纯氧中燃烧生成高温熔融物,燃烧时放入水的目的是:防止高温熔化物炸裂集气瓶底。
b、根据上述实验,氧气能与硫、碳、铁等多种物质反应,说明氧气的化学性质活泼。
c、比较三个反应的文字表达式,共同点有:都有氧气参加反应、生成物只有一种等(合理即可)。
26.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
(1)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是 (写一点)。
(2)图1实验中红磷燃烧的现象为 ,该反应的文字或符号表达式为: 。
(3)图1实验中红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(4)实验过程中,连接数字传感器,测得图1、图2实验中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息, (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确。
【答案】(1)装置气密性良好
(2) 产生大量白烟 /
(3)红磷燃烧消耗氧气,集气瓶内气压低于外界大气压
(4)实验2
【详解】(1)装置漏气会影响实验数据,故为提高实验的准确性,以上两个实验都需要保持装置的气密性良好(合理即可);
(2)红磷燃烧,是红磷与氧气在点燃的条件下生成白色固体五氧化二磷的过程,故现象为:产生大量白烟,表达式为:或;
(3)红磷燃烧过程中消耗氧气,使集气瓶内气体总量减少,瓶内气压减小小于外界大气压,打开弹簧夹在大气压作用下,水倒吸入集气瓶;
(4)根据对比两个实验中氧气体积分数的曲线可知,实验2消耗氧气更彻底,测得的氧气体积分数更准确。
27.下图是氧气的制取和性质实验。
(1)实验1,仪器a的名称是 ;制取氧气反应的文字表达式为 。
(2)实验2,观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧、 、生成黑色固体;生成的黑色固体为 (写物质名称)。
【答案】(1) 集气瓶
(2) 火星四射 四氧化三铁
【详解】(1)由图可知,仪器a为集气瓶;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:。
(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧,放热、火星四射,生成黑色固体;
铁燃烧生成四氧化三铁。
28.在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了如图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。(注:铜在加热条件下和氧气反应生成氧化铜固体)
(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目是 。
(2)写出该实验中反应的文字表达式 。
(3)小强测得实验结果如下:
反应前注射器内气体总体积
反应后注射器内气体总体积
25mL
22mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 五分之一(填“>”、“=”、 “<” )。造成实验出现该误差的原因可能是 。(填序号)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞
②读数时没有冷却至室温
③加入铜丝量太少
④加入铜丝量太多
(4)通过上面的实验,反思该同学选择用铜去测定氧气含量的理由是 。
【答案】(1)使氧气和铜充分接触,完全反应
(2)
(3) 12% ①②③
(4)铜能消耗空气中的氧气,同时又不和其他气体反应,生成物为固体
【详解】(1)交替缓慢推动两个注射器活塞,能使铜和空气充分接触,进而完全消耗氧气。
(2)铜和氧气在加热条件下生成氧化铜,反应的文字表达式为:。
(3)由于注射器移动的体积为消耗的氧气的体积,则测定的空气中氧气的体积分数为;
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞,会使氧气没有完全消耗,使结果偏小,符合题意;
②读数时没有冷却至室温,则气体膨胀,会使读数偏大,从而使结果偏小,符合题意;
③铜丝少量,氧气不能完全消耗,会使结果偏小,符合题意;
④铜丝过量,不会使结果偏小,不符合题意。
故选①②③。
(4)铜能消耗空气中的氧气,且不消耗其他气体,并且生成物为固体,则可用铜测定空气中氧气的含量。
29.如图是初中化学中常见的实验。
(1)实验A中集气瓶内红磷燃烧的实验现象是 ,反应的文字表达式为 。利用这套实验装置进行实验,可能会出现进入集气瓶内水的体积小于1/5,可能存在的原因是 (写出一条即可)
(2)实验A中的红磷 (填“能”或“不能”)用木炭代替,原因是 ,木炭在空气中燃烧的反应的文字表达式为 。
(3)实验C中反应的文字表达式为 ,实验C中的现象是 ,硫在空气中燃烧与在氧气中燃烧的现象不同,原因是 。
(4)实验B中反应的文字表达式为 。实验A、B、C中都要在集气瓶内放少量水,可以把水换成细沙的是实验 (填编号),细沙的作用是 。
(5)对实验A进行改进后得到实验D装置,实验时用酒精灯加热粗铜丝引燃红磷,待红磷熄灭并冷却后,测得管1中水面高度为c。实验中观察到管2中的液面先升高后下降,液面先升高的原因是 。实验测得空气中氧气的含量为 (用含a、b、c的代数式表示)。
【答案】(1) 产生大量白烟,放出热量 磷+氧气五氧化二磷 红磷的量不足(合理即可)
(2) 不能 木炭燃烧生成二氧化碳气体,装置压强几乎不变 碳+氧气二氧化碳
(3) 硫+氧气二氧化硫 发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体 氧气的浓度不同
(4) 铁+氧气四氧化三铁 B 防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶
(5) 红磷燃烧放热,温度升高,导致管1气体受热膨胀,压强增大
【详解】(1)实验A中集气瓶内红磷燃烧产生大量白烟,放出热量,反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷;用这套实验装置进行实验,可能会出现进入集气瓶内水的体积小于1/5,可能的原因是红磷的量不足,不能将氧气完全耗尽,也可能是装置漏气,在冷却至室温的过程中,外界空气进入,占据了一定的体积,也可能是未冷却至室温,就打开弹簧夹,气体受热膨胀,占据了一定的体积,故填:产生大量白烟,放出热量;磷+氧气五氧化二磷;红磷的量不足(合理即可);
(2)实验A中的红磷不能用木炭代替,原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体,装置压强几乎不变,进入集气瓶水的体积偏小;木炭在空气中燃烧二氧化碳,反应的文字表达式为碳+氧气二氧化碳,故填:不能;木炭燃烧生成二氧化碳气体,装置压强几乎不变;碳+氧气二氧化碳;
(3)实验C中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,反应的文字表达式为硫+氧气二氧化硫,实验中可观察到硫燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体;氧气约占空气总体积的,氧气含量越高,燃烧越剧烈,硫在空气中燃烧与在氧气中燃烧的现象不同,原因是氧气的浓度不同,故填:硫+氧气二氧化硫;发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体;氧气的浓度不同;
(4)实验B中铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式为铁+氧气四氧化三铁;实验A、B、C中都要在集气瓶内放少量水,可以把水换成细沙的是实验B,是因为实验B中加入适量水或铺一层细沙,都能够防止铁燃烧形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶,故填:铁+氧气四氧化三铁;B;防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶;
(5)实验中观察到管2中的液面先升高后下降,液面先升高的原因是红磷燃烧放热,温度升高,导致管1气体受热膨胀,压强增大,液面下降,进一步导致2中液面上升;由图可知,管1中装入a体积的水,实验时用酒精灯加热粗铜丝引燃红磷,待冷却至室温后,量出管1中水的体积为c,整个管1的容积为b,则反应前管1中空气的体积=(b-a),反应后消耗氧气的体积等于流入管1中水的体积=(c-a),该实验测得氧气的体积分数是,故填:红磷燃烧放热,温度升高,导致管1气体受热膨胀,压强增大;。
30.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,可以与许多物质发生化学反应。如图1是探究氧气化学性质的实验。
(1)请写分别出红磷、铁丝燃烧的文字或符号表达式 、 。
(2)甲、乙、丙的集气瓶里都预先加入少量水,但其目的各不相同。装置丙中加少量水的目的是 。
(3)写出甲实验中的实验现象 ;丙实验过程中没有观察明显的火星四射现象,可能的原因是 。
(4)某同学设计了如图2甲装置所示的实验,红磷和木炭均为足量,分别把A、B两瓶中的红磷和木炭点燃,将燃烧完毕冷却至室温后,打开C、D两处的夹子,她将看到甲装置的烧杯中的水进入 瓶(填“A或B”)。
(5)数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析,相较于传统实验,可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化,更利于后期的数据分析。如图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图,请你根据所学知识进行分析:
①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大,其原因是 。
②根据t2时刻的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的 。
③t3时刻气压上升约至原压强,对应的操作是 。
【答案】(1) / /
(2)防止溅落的熔化物溅落瓶底使集气瓶炸裂
(3) 剧烈燃烧,发出蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体 氧气浓度不够(合理即可)
(4)A
(5) 燃烧放热使气体膨胀 五分之一 打开弹簧夹
【详解】(1)红磷和氧气点燃生成五氧化二磷,文字或符号表达式是:##;
铁丝和氧气点燃生成四氧化三铁,文字或符号表达式是:##;
(2)如图所示,铁丝在纯氧中燃烧时放入水的目的是:防止溅落的熔化物溅落瓶底使集气瓶炸裂;
(3)甲中为硫在氧气中燃烧,现象是:剧烈燃烧,发出蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体;
丙中是铁丝在氧气中燃烧,由于空气中铁丝不能燃烧,因此铁丝需要氧气浓度较高时才会剧烈燃烧,故分析为可能氧气浓度不够;
(4)红磷燃烧后生成的是固体,碳燃烧后生成的是气体,因此左侧会与外界出现气压差,因此打开夹子后,水会在气压差的作用下流入A中;
(5)①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大是由于红磷燃烧时放热使装置内的气压变大;
②根据t2时刻的气压值为80,反应前为100.说明消耗了百分之二十的氧气,故此说明氧气的体积约占空气总体积的五分之一;
③t3时刻气压上升约至原压强,是由于水倒流入集气瓶内,则瓶内气压几乎恢复至原气压,故填:打开弹簧夹。
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