第二单元 空气和氧气（科学探究题30道）热点题型专练--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

元 空气和 第二单元 空气和氧气（科学探究题） 1．将收集好的三瓶气体用来完成下面三个实验(其中存留少量水的一瓶中完成铁丝在其中的燃烧)： 实验内容 实验图 实验现象 实验结论 (1)木炭在氧气中的燃烧    剧烈燃烧， ，比在空气中燃烧 ，放出大量的热 木炭在氧气中燃烧生成一种 ，比在空气中燃烧 (2)蜡烛在氧气中的燃烧    剧烈燃烧， ，放出大量的热，集气瓶内壁上 蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧 (3)细铁丝在氧气中的燃烧    ， 放出大量的热 在空气中 ，在氧气中 2．某校化学兴趣小组利用图甲装置进行“空气中氧气含量的测定”实验，反应结束后，冷却至室温，发现测量值远小于理论值。针对此结果该小组进行了如图探究。 【查阅资料】 a.铜能与空气中的氧气反应生成氧化铜 b.氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液。 c.铜与稀硫酸不反应。 【提出问题】是什么原因造成这个结果？ 【猜想与假设】 小吴认为：可能是装置漏气； 小明认为：可能是铜粉的量不足导致装置内的氧气没有消耗完； 小周认为：可能是活塞与注射器内壁间的摩擦力过大。 【实验探究】 实验一： (1)兴趣小组重新检查装置的气密性：始终保持左端注射器活塞在0刻度处；将右端注射器活塞从10mL拉动到20mL刻度处；松手后观察到 ，说明该装置的气密性良好。得出：小吴的猜想不正确。 实验二： (2)实验过程中；反复推拉注射器的目的是 。 (3)针对小明的猜想，兴趣小组取出实验后的固体；进行以下探究： 实验步骤 实验现象 取少量实验后固体粉末于试管中，加入足量的稀硫酸；加热。 固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色 实验结论：小明的猜想 (填“正确”或“不正确”)。 实验三： 针对小周的猜想，兴趣小组把塑料注射器换成玻璃注射器，并在内壁涂上润滑油来减小摩擦力。重新实验后，发现误差明显减小。得出：小周的猜想正确。 【拓展迁移】 (4)兴趣小组设计了利用如图A、B装置进行实验，实验时将白磷放入B中(100mL的玻璃注射器)，并用橡胶塞密封，活塞停留在35mL处，再在A装置(250mL锥形瓶)中充满热水，将A装置放入其中，能观察到的现象是：白磷燃烧， ，活塞 。 3．空气质量问题日益受到关注，对空气质量进行实时的、便携的检测存在更大的需求。微型空气质量“检测站”被称为大气污染防治利器。针对如何组装和使用微型空气质量“检测站”，同学们开展了项目式探究活动。 任务一   了解空气质量指数的含义 (1)空气质量指数(airquality index，简称AQI)可以定量描述空气质量状况（如下表），分为六级，对应空气质量的六个级别，其数值 （填“越大”或“越小”），说明空气污染状况越严重。 空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300 空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量指数类别 优 良 轻度污染 中毒污染 重度污染 严重污染 (2)PM2.5是指大气中粒径小于等于2.5μm 的颗粒物。下列行为不会增加空气中PM2.5的是 。 A．燃煤发电 B．汽车尾气排放 C．太阳能发电 任务二   认识微型空气质量“检测站” 微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，其结构如图所示。 (3)微型空气质量“检测站”利用太阳能板供能的优点是 。 (4)同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/μg 臭氧/μg 一氧化碳/μg 二氧化硫/μg 22.0 20.0 3.26 158 根据微型空气质量“检测站”显示的数据，该地区的主要空气污染物是 。 任务三   进行实践 (5)同学们对微型空气质量“检测站”附近某工厂的空气质量感到好奇，调研发现该工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤（煤中含有少量硫元素）发电，于是同学们猜测工厂废气中含有该地区的主要空气污染物。则产生该主要空气污染物的文字表达式为 。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 (6)同学们设计并进行实验，请完善表格。 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶该工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 (7)不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 4．如下图所示，利用红磷、镁条与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。    【进行探究】 (1)用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中锥形瓶中能观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 。实验过程中小气球的变化是 ，待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因不可能是 (填序号)。 A装置漏气  B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢  C．红磷太少  D．反应过程中，气球胀裂 (2)乙实验，在操作完全正确的情况下，发现乙实验后称量固体质量比反应前镁条质量减轻，其原因是 。 【实验反思】 (3)探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在 容器中进行。 5．实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。 (1)用H2O2溶液和MnO2制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的 ，采用的收集方法是 。      (2)用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：    试管 A B C 浓度 10% H2O2溶液 15％H2O2溶液 20％H2O2溶液 温度 50℃ 无明显气泡 无明显气泡 极少量气泡 60℃ 无明显气泡 极少世气泡 少量气泡 70℃ 极少量气泡 少量气泡 较多气泡 分析表中现象可得出： （选填“升高”或“降低”）温度， ，都可加快H2O2溶液的反应速率。 (3)为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。    I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？ 。 II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是 。 6．梦瑶同学在学习了催化剂的知识后按照老师的要求去寻找除了二氧化锰之外的催化剂，老师建议同学们从实验室和生活中寻找实验物质，推荐物质包括氧化铜、马铃薯片、铁锈（主要成份是氧化铁）、红砖粉末等，她决定和化学小组的同学一起探究：氧化铁固体（，难溶于水）在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？ 【作出猜想】 (1)I、既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变； II、是反应物，会生成，反应前后质量和化学性质都改变； III、是该反应的催化剂，反应前后 。 【进行实验】用天平称量固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行以下7个步骤的实验探究。 步骤⑦：步骤⑥后，将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。 【寻找证据】 (2)请完善下面表格。 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 得出结论 溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃 溶液中较快放出气泡， 固体质量为 g 溶液中较快放出气泡，木条复燃 猜想Ⅲ成立 【实验分析】 (3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的反应文字表达式 ，步骤⑦中的重复实验，目的是证明验证氧化铁在反应前后 不变。 【表达与交流】 (4)步骤③中，试管中各物质质量随反应时间：变化曲线正确的是_______（填字母） 7．催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，某化学兴趣小组开展了以“探究催化剂的奥秘”为主题的项目式学习。 任务一：认识催化剂 (1)在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明催化剂能 (填“加快”或“减慢”)反应速率。 任务二：比较不同催化剂的催化效果 【提出问题】氧化铜的催化效果与二氧化锰相比哪个更好？ 氧化铜是否能作为过氧化氢分解的催化剂？ 【实验设计】小组同学以生成等体积的氧气作为标准，进行了下列三组实验(忽略其他可能影响实验的因素)。 实验序号 5%的过氧化氢溶液的体积 其他物质的质量 待测数据 ① 5mL 无 ② 5mL 二氧化锰0.5g ③ 5mL 氧化铜xg 【实验分析】 (2)实验③中x的数值是 。 (3)推测上表中的“待测数据”是 。 (4)若实验③比实验 (填“①”或“②”)的“待测数据”更小，说明氧化铜的催化效果比二氧化锰好。 (5)为了验证氧化铜是否能作为过氧化氢分解的催化剂，小组同学将实验③反应后的溶液过滤后，得到滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥、称量，若称量得到0.5g黑色粉末，说明反应前后氧化铜的 不变。再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液若看到迅速产生气泡，反应结束后重复2~3次，仍有气泡产生，则证明氧化铜在反应前后 不变。 【得出结论】 (6)氧化铜 (填“能”或“不能”)作过氧化氢分解的催化剂。 【拓展分析】 (7)利用一定量的过氧化氢溶液和氧化铜的混合物制氧气时，反应过程中生成氧气的质量(m)随时间(t)变化的规律用图像表示，正确的是___________(填序号)。 A． B． C． D． 8．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 (1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 (2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 (3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 (4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 (5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 (6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 (7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 9．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 实验方法： ①向图1试管中加入5mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。 ②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。 ③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 (1)实验原理：图2中发生反应的符号表达式为 ； (2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 ； (3)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 ； 【问题与思考】 (4)若要得出二氧化锰是该反应的催化剂，除完成以上实验外，还需要证明它在反应前后的 没有发生变化； (5)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因是什么？ 。 10．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】 实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液和洗洁精起泡剂，完成四组实验，记录如下： 过氧化氢浓度 洗洁精滴数 实验时间 现象 5% 5 5min 无明显变化 10% 5 5min 无明显变化 15% 5 5min 无明显变化 30% 5 5min 无明显变化 实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液、滴洗洁精、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）过氧化氢在催化剂作用下，发生反应的文字表达式为 。 （2）由实验1可知，在常温、无催化剂的条件下，过氧化氢 （填“易”或“不易”）分解。 （3）实验2中，设计①②③的目的是 。 （4）实验2中，通过对比③④⑤，得出的结论是 。 （5）实验2中，欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响，需对比的实验是⑥⑦和 （填实验序号）。 （6）“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 ℃，才能产生速度适中、有视觉冲击力的观赏效果。 【反思与评价】 （7）由上述实验可知，影响化学反应速率的因素有 （填序号）。 A．温度    B．反应物浓度    C．生成物产量    D．催化剂种类和浓度 11．空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、并进行了检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。 任务一：微型空气质量“检测站”的组装 【组装步骤】 ①阅读安装说明书。 ②将空气质量检测站组件—采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来(如图)。 ③联网调试。 任务二：检测某小区地下车库中的有害气体 【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知：50ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量) (1)【交流分析】一氧化碳浓度最大的时间段是 ，原因可能是 。 任务三：设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型 【调查分析】同学们通过走访调查，得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。 【查阅资料】常见酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (2)【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量雨水于试管中，利用pH计检测 pH (填“>”“<”或“=”)5.6 该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨 ②取少量雨水于试管中，向其中滴加 溶液 有白色沉淀生成 【反思评价】 (3)步骤2发生的反应的化学方程式为 。 (4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论，理由是 。 任务四：调查空气污染的原因 (5)【交流讨论】空气污染是由 (填一种燃料)的燃烧造成的。 (6)【成果分享】同学们通过项目化学习，了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等，他们一起制作了保护空气倡议书，请你将其补充完整。 保护空气倡议书 为了使天空更蓝，人类正在积极行动，我们能做的很多，比如，其中一种保护空气的具体做法是 。 12．如图用过氧化氢制氧气时，有同学对事先在烧瓶中加水产生了疑问，他提出了猜想： 猜想1：加水可以起到稀释的作用，使反应速率变缓。 猜想2：… 他还根据猜想进行了实验：每次取15mL15%的过氧化氢溶液，稀释成不同溶质质量分数的溶液，在其他条件相同的情况下进行实验。记录数据如下： 实验 1 2 3 4 5 过氧化氢溶液的溶质质量分数 1% 3% 5% 10% 15% 二氧化锰粉末用量/g 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 收集到500mL气体所用时间/s 560 186 103 35 12 反应后液体的温度/℃ 26 38 43 59 71 (1)写出实验室用过氧化氢制氧气的文字表达式： 。 (2)过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速率有怎样的影响？ 。 (3)根据表中数据可知，写出该同学提出的猜想2：加水可以 。 13．【科学探究】 “取火有方，驭火有术”，学科兴趣小组对物质的燃烧进行如下探究活动。 活动一：探究物质燃烧的条件 (1)已知白磷着火点40℃，红磷着火点240℃，在进行如图1实验时，观察到试管a中有白烟产生，试管b中无明显现象，由此说明可燃物燃烧需要的条件是 。 (2)在实验过程中发现白磷燃烧不剧烈，可能的原因是O2不足，小组同学对实验进行改进如图2所示，请写出物质M、N发生反应的化学方程式： 。 (3)将氧气浓度传感器插入如图2试管中进行燃烧条件的进一步探究，过量的白磷熄灭后，试管内的氧气并未耗尽（M已经完全反应完），氧气的浓度约为8.6%，你对燃烧条件的新认识是 。 活动二：探究燃烧产生火焰的原因 (4)点燃蜡烛（主要成分是石蜡），将金属导管的一端伸入内焰，导出其中的物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图3所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。 【查阅资料】 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧时的温度/℃ 燃烧时的火焰情况 石蜡 50～70 300～550 约600 有火焰产生 铁 1535 2750 约1800 无火焰产生 钠 97.8 883 约1400 —— (5)由上表可知，物质燃烧能否产生火焰与其 （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时的温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比，请你推测钠在燃烧时 （填“有”或“没有”）火焰产生。 (6) “天宫课堂”第4季演示了空间站蜡烛燃烧的火焰呈近似球形、颜色为蓝色，如图4所示。请分析空间站蜡烛燃烧火焰与地面不同的原因 。 14．空气是人类赖以生存的物质基础。某校社会实践小组的同学在老师指导下，组装了一个微型空气质量“检测站”，对当地空气质量状况展开了项目化学习。 任务一：认识空气质量检测的意义 【网络查询】空气质量检测有助于我们及时掌握空气质量状况，以便空气被污染时能及时采取应对措施，减小危害。 【小组交流】 (1)有害气体和 排放到空气中会对空气造成污染。 (2)空气污染的危害有 (写一点)。 任务二：使用微型空气质量“检测站” 【社会实践】同学们利用组装的微型空气质量“检测站”，在一家工厂附近进行了为期一周的空气质量检测，结果如图所示。 【分析评价】 (3)该工厂附近一周内(7月11日~7月17日)空气质量最好的一天是 ，这一天空气质量指数出现差异可能与 (写一种)有关。 任务三：探究污染物中有害气体成分 【走访调查】该工厂长期使用煤作燃料，煤主要含有碳元素，还含有少量硫、氮等元素。 【提出问题】工厂周围的空气中是否含有二氧化硫？ 【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，也能使红色的品红溶液褪色。 【实验准备】用塑料袋收集该工厂附近的空气备用。 【进行实验】 (4)设计实验方案，探究工厂附近空气中是否含有二氧化硫。 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 将收集的空气样品通入少量 中，振荡 变浑浊 含有二氧化硫 方案二 将收集的空气样品通入少量品红溶液中，振荡红色 褪去 【反思评价】 (5)同学们对方案一产生质疑，理由是 。 (6)煤燃烧时生成二氧化硫的化学方程式为 。 任务四：制定改善空气质量行动计划 【制定计划】 (7)通过项目化学习，大家体会到科学、技术与社会的相互关系，制定出改善空气质量的诸多行动计划，如： 。 【成果分享】同学们采用演讲、制作海报等形式，在社区宣传环保知识，让更多人参与到改善空气质量的行动中，让蓝天常在，空气常新。 15．某化学兴趣小组阅读课外资料得知：过氧化氢制氧气除了可用二氧化锰作为催化剂，还可以用氧化铜、马铃薯、铁锈、红砖粉末等物质作为催化剂，于是他们想检验生活中马铃薯是否能作为过氧化氢分解的催化剂。 【提出问题】马铃薯是否能作为过氧化氢分解的催化剂？ 【查阅资料】马铃薯中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶对过氧化氢的分解起催化作用。 【设计实验】 (1)化学兴趣小组的同学设计了一系列实验： 实验 实验步骤 实验现象 Ⅰ 取5%的过氧化氢溶液5mL，用带火星的木条伸入试管口 木条不复燃 Ⅱ 取5%的过氧化氢溶液5mL，加入0.5g马铃薯切成豆粒大 木条复燃 Ⅲ 待实验Ⅱ中没有气泡放出后，继续加入5%的过氧化氢溶液 木条 (2)写出实验Ⅱ反应的符号表达式 ； (3)设计实验Ⅰ的目的是与实验Ⅱ ； 【得出结论】马铃薯能作为过氯化氢分解的催化剂。 【评价改进】 (4)大家认为此实验结论不严谨。若要确定该实验结论是否正确，还需要再增加一个实验，探究马铃薯的 在化学反应前后是否发生变化。 【实验拓展】某小组同学设计了如图所示装置，定量测定对比马铃薯与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见表： 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据 Ⅰ 20mL 马铃薯0.5g Ⅱ 20mL 二氧化锰0.5g (5)上述实验中“待测数据”是指 。 (6)若则可得出的结论是 。 【实验反思】 (7)影响化学反应速率的因素除了催化剂的种类外，还可能与下列哪些因素有关？______。 A．催化剂的颗粒大小 B．温度 C．反应物的浓度 16．学习化学需要进行化学实验。请你回答下列问题： (1)点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰上约1秒后取出，可以看到图1的现象，由此说明蜡烛火焰的 (填“外焰”或“内焰”或“焰心”)温度最高。 (2)如图2，夹持镁条的仪器a的名称 ，该反应的文字表达式是 ，镁可以制作照明弹利用了 。 (3)小颖同学利用如图3所示的装置做加热碳酸氢铵实验。加热一段时间后小颖观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，她由此得出的实验结论是 ，实验时管口略向下倾斜的原因是 。实验结束后，洗涤试管，洗干净的试管应 (填“正放”或“倒放”)在试管架上。 (4)蜡烛熄灭后产生的白烟的成分是___________。 A．石蜡蒸气 B．石蜡固体 C．碳的小颗粒 (5)小明对物质燃烧是否都有火焰产生感到困惑，查阅资料得知蜡烛燃烧时的火焰是石蜡蒸气燃烧产生的，结合氢气和镁带的燃烧现象，推测物质燃烧产生火焰是由 (填“固”、“液”或“气”)态物质燃烧形成的，小华查阅其他资料(下表)，推测钠燃烧 (填“有”、或“无”)火焰产生，后经过实验验证了自己的推测。 物质 熔点℃ 沸点/℃ 燃烧时的温度℃ 石蜡 50-70 300-550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 17．我校某班同学想探究红砖粉末是否也可做过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白： 【提出问题】红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢 【猜想】红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 (1)【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 木条不复燃 常温下过氧化氢不分解 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个探究实验。 实验三： (2)【实验目的】探究 。 【实验步骤】 (3)①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、 ；④对比反应前后红砖粉末的质量。 【分析】 (4)如果反应前后红砖粉末质量不变，则说明红砖粉末可做过氧化氢分解的催化剂。但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是不够，还需要再补充一个探究实验：你认为还需要探究： 。 【结论】 (5)在化学反应中能 的化学反应速率，但本身的 和 在反应前后都 的物质称为催化剂。 18．“智慧化学小组”同学对实验室制备氧气的催化剂进行如下探究。 【提出问题】红砖粉末是否能催化过氧化氢分解呢？ 【作出猜想】 Ⅰ、红砖粉末不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。 Ⅱ、红砖粉末参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。 (1)Ⅲ、红砖粉末是反应的催化剂，反应前后 。 【进行实验】用天平称量0.2g红砖粉末，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下： (2)填写下表： 步骤③现象 步骤⑤现象 步骤⑥现象 结论 ，带火星的木条复燃 溶液中有气泡冒出， 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立 (3)步骤 （填序号）的对比能证明红砖粉末能加快过氧化氢溶液分解的速率。 (4)步骤⑥的目的是 。 (5)过氧化氢能被红砖粉末催化分解的文字表达式为 。 (6)小组同学用0.2g红砖颗粒放入5mL5%过氧化氢溶液中，发现产生气泡的速率比步骤③慢，由此可得出 。 19．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【设计实验1】取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： 体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论】 (1)就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是 （填“”“”或“”）55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越 （填“剧烈”或“不剧烈”）。 【讨论】 (2)实验中所用集气瓶的容积为125mL，铁丝燃烧实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装 mL水，然后用排水法收集，直到剩下25mL水（空气中氧气的体积分数计为20%）。 【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射？ 【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳。 【设计实验2】 (3)小明将直径都为0.38mm的纯镁条和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录如表，请你分析完成下表： 物质 纯镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 【结论】 (4)通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量 （填“有关”或“无关”）。 20．蜡烛在氧气中燃烧有明亮的火焰，而铁丝在氧气中燃烧却没有火焰。 【提出问题】蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？ 【查阅资料】 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧时温度/℃ 石蜡 50~70 300~550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 【进行实验】 如图所示，将导管一端伸入蜡烛火焰的内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。 【得出结论】 物质燃烧能否产生火焰与其 （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。物质燃烧时，能产生火焰的条件是 。 由此推测：钠在燃烧时， （填“有”或“没有”）火焰产生。 21．某同学对收集到的气体中氧气的含量产生兴趣，于是将收集到的一瓶气体密封。 【提出问题】这瓶气体中氧气的体积分数是多少？ 【实验验证】活动小组设计了以下两套实验装置，用来测定该瓶气体中氧气的体积分数：在氮气环境下，将过量的铜粉分别装入干燥的硬质玻璃管和具支试管后，密封。用两支干燥的注射器从该瓶中抽取气体，分别按图示连接，推拉注射器一段时间后，用酒精灯在铜粉部位加热，加热时反复推拉注射器至反应完全。【注：铜+氧气氧化铜（固体）】 (1)装置一和装置二中气球的位置不同， (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是 ； (2)选用合理装置测定氧气的体积分数，需要测定的实验数据是 。 (3)实验过程中需要过量的铜粉，其目的是 。 【反思交流】 (4)在实验加热过程中，玻璃管上的小气球作用是 。 (5)实验完毕，待装置冷却至室温后，应先将气球内的气体全部挤出，再读数。否则会使测得的实验结果 （填“偏大”偏小”或“无影响”），原因是 。 22．催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，其 和 在化学反应前后都不变。 【任务二】探究催化剂 (2)小组同学查阅资料发现氧化铜（CuO）也可作为过氧化氢分解的催化剂，于是设计了如图实验进行验证，请填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带火星的木条 氧化铜的质量为 g 氧化铜是过氧化氢分解的催化剂 (3)步骤 对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率。 (4)步骤②中反应的文字表达式为 ，该反应属于 反应。（填基本反应类型） 23．实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验。 【探究一】探究氧气的物理性质 (1)通常情况下，氧气是一种无色、无臭的气体。降温、加压就会发生状态的改变： 在过程①、②中发生的变化都是 变化。 【探究二】探究氧气的化学性质 (2)实验一：铁丝在氧气中剧烈燃烧。实验时，铁丝下端系火柴的目的是 ，该反应的文字表达式为 。 (3)实验二：木炭在氧气中燃烧后，验证产物的方法是 。 (4)实验三的实验结论是 。正确选择试剂是实验成功的关键，该实验中对试剂的选择合理的是 。(填字母)。 A．可以用铁代替红磷进行实验     B．红磷需要足量    C．只与氧气反应 (5)实验一、三中都要在集气瓶中放少量的水。实验一中水的作用是 ；在“实验一”“实验三”中，可以把水换成细沙的实验是 。 (6)以上三个反应的相同点是 、 。(写出两点) (7)根据上述实验，说明氧气的化学性质 (填“比较活泼”或“不活泼”)。 24．空气中氧气含量测定的再认识。 【经典赏析】 (1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封作用 C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 【实验回顾】 (2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。 【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】装置漏气； (3) 装置内氧气有剩余；…… 【实验与交流】 (4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。 【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。 【交流与反思】 (5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。 【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131 mL 90.0 mL 63.6 mL (6)请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。 【结论与反思】 (7)通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 【拓展延伸】 (8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。 25．特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。 【查阅资料】氧气是生命活动的必需气体，生活中保健、急救和鱼缸供氧等都需要制氧。市售制氧器有以下几类：①电解水式制氧机，其操作要求严格，制氧时耗电量较大；②分子筛制氧机，其通过分子筛吸附氮气及其他气体，可从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧；③化学试剂制氧机，其在使用时通过试剂发生化学反应产生氧气；④富氧膜制氧机，其通过膜对空气中氮分子的过滤，可得浓度约为30%的氧气。 【分析讨论】 (1)以上几种市售制氧器的制氧原理中，涉及化学变化的是 （填序号）；使用分子筛制氧机的优点是 。 (2)用化学试剂制取氧气时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气的反应物是______（填字母）。 A． B． C． D． 【模仿改造】某化学试剂制氧机（原理见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (3)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且可以根据 来判断产生氧气的速率。 (4)写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。 (5)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，目的可能是 。 (6)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是______（填字母）。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 (7)同学们利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 26．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。学习小组对蜡烛燃烧展开了以下探究。 Ⅰ.探究蜡烛各层火焰的温度高低 【实验1】小组同学设计实验如图所示。 (1)将一根火柴梗放入蜡烛火焰中1-2s后抽出，观察到 处的火柴梗先变黑，原因是 。 Ⅱ.探究蜡烛燃烧的产物 【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末，吸水后变成蓝色。 【实验2】 (2)小组同学设计实验如图所示，请将下列表格补充完整。 实验步骤 实验现象 实验结论 澄清石灰水变 ，硫酸铜粉末变 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳 Ⅲ.探究密闭集气瓶中蜡烛燃烧时间的影响因素(装置如图所示)。 【实验3】6个相同集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，测定6根相同蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。 氧气体积分数 10% 20% 40% 60% 80% 100% 燃烧时间/s 0s 12 26 35 30 25 现象 立即熄灭 安静燃烧 剧烈燃烧，烛芯长度变长，蜡烛高度变短 (3)实验3的目的是在其他条件相同时，探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。 (4)小组同学认为蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，结合实验3数据判断该说法是否合理： (填“合理”或“不合理”)，理由是 。 27．科学探究是新课标要求的重要能力，某兴趣小组进行过氧化氢制氧气的探究实验，不小心把过氧化氢溶液飞溅到了表面变黑的铜管上，发现立即产生大量气泡，查阅资料：该铜管表面黑色固体是氧化铜（CuO）。 【提出问题】氧化铜是否可以作为过氧化氢分解的催化剂？ 【进行假设】 (1) 。 【实验验证】 (2)取1g纯净的氧化铜粉末，两支装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管，进行以下实验： 实验步骤 实验现象 实验一 将带火星的木条伸入装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管中 木条 实验二 向另一支装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管中加入 ，再将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 【得出结论】 (3)氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂，写出该反应的符号表达式是 。 【反思】 (4)该实验 （填“能”或“不能”）证明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，若不能，还应该补充的实验探究步骤是： ①将实验二试管中的混合物过滤出黑色固体，洗涤，干燥， 。 ②用实验证明黑色固体的 （填“性质”、“物理性质”或“化学性质”）没变。 28．某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1 g不同的催化剂，再加入溶质质量分数为的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 (1)粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。 (2)能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 (3)①在其他条件相同时，另取1 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。从中可以得出的结论是 。 ②在其他条件相同时，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入5%的过氧化氢溶液20 mL继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。说明化学反应速率快慢还与 有关。 (4)继续实验，发现温度对该反应速率有影响。进行探究温度对该反应速率的影响实验时，需要控制相同的因素是________（填字母）。 A．催化剂的种类 B．催化剂的质量 C．温度 D．过氧化氢溶液的浓度 (5)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10 mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线所示。 ①结合实验和曲线分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 ③曲线最终达到相同的压强，说明： 。 29．“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过碳酸钠，制氧剂乙剂为黑色粉末MnO2。某小组同学进行实验探究其制氧原理并设计组装了一套简易的氧发生器。 【探究一】对制氧剂的选择探究：为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？ 【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，它遇水即可分解为过氧化氢和碳酸钠；碳酸钠易溶于水且与MnO2混合时不反应。 【组装装置】 (1)根据图1制氧机简图，该小组同学利用实验室的仪器组装了一套类似功能的氧气发生器(见图2)，该氧气发生器的连接顺序是 (填图2中接口处字母)，装置A相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。装置A中水的作用还有 (填字母)。 a.判断是否有氧气输出      b.加快氧气生成速率 c.增大氧气产量            d.监测氧气流速 【分析解释】 (2)小组同学分别用过碳酸钠和5%过氧化氢溶液作对照制取氧气，利用数字化传感器测出产生氧气体积与时间变化的曲线，结合试剂状态及分析图像，该家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液的理由是①过碳酸钠 、②2min后过碳酸钠 。 【拓展评价】 (3)通过上述探究可知，保存过碳酸钠的注意事项是 (写一条)。 【探究二】探究影响制氧剂分解速率的因素，选择更优实验条件。(实验装置如图所示，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，实验记录如表： 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 6 6 6 6 6 水槽中水的温度/℃ 20 90 70 70 20 20 锥形瓶中另添加催化剂 —— —— —— —— 0.5gNaCl 0.5gFeCl3 60min内产生氧气体积/mL 0.0 41.0 4.5 12.1 2.0 650.0 【解释与结论】 (4)写出实验⑥发生反应的符号表达式 。 (5)通过实验①、②、④可得出的结论：其它条件相同时， 。 【反思与评价】 (6)制氧条件选择实验⑥而不选实验②的理由是 ，由此理解家用制氧剂为何配备乙剂催化剂。 30．化学是一门以实验为基础的科学，如下图所示的实验回答问题：    (1)图A是验证质量守恒定律的实验，实验时红磷 (选填“需要”或“不需要”) 过量。 (2)为达到验证量守恒定律的目的，小林更换了B实验中的药品，以下改进正确的是 （填序号）。 ①将药品换成双氧水和二氧化锰 ②将药品换成铁粉和硫酸铜溶液 ③将药品换成白糖和蒸馏水 (3)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球没有体现的作用是 （填序号）。 ①控制气体的总量                            ②盛放、添加固体药品 ③调节装置的压强                            ④调节装置的容积 (4)由质量守恒定律可知，化学反应前后一定不变的是 （填序号）。 ①原子种类                ②原子数目                ③原子质量                ④分子种类 学科网（北京）股份有限公司 $ 元 空气和 第二单元 空气和氧气（科学探究题） 1．将收集好的三瓶气体用来完成下面三个实验(其中存留少量水的一瓶中完成铁丝在其中的燃烧)： 实验内容 实验图 实验现象 实验结论 (1)木炭在氧气中的燃烧    剧烈燃烧， ，比在空气中燃烧 ，放出大量的热 木炭在氧气中燃烧生成一种 ，比在空气中燃烧 (2)蜡烛在氧气中的燃烧    剧烈燃烧， ，放出大量的热，集气瓶内壁上 蜡烛在氧气中燃烧比在空气中燃烧 (3)细铁丝在氧气中的燃烧    ， 放出大量的热 在空气中 ，在氧气中 【答案】 发出红光 更旺 无色气体 剧烈 发出白光 产生水雾 剧烈 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 不能燃烧 能剧烈燃烧 【详解】（1）木炭在空气中燃烧会持续的红热，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。木炭在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。由此可以看到木炭在氧气中燃烧更旺，都生成无色的二氧化碳气体，木炭在氧气中燃烧的更剧烈； （2）蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体，所以会看到集气瓶内壁上有水雾产生，蜡烛在氧气中比在空气中燃烧的更剧烈； （3）铁丝在空气中，只有红热的现象，不能燃烧。铁丝在氧气中会剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体生成。氧气浓度不同，铁丝的反应现象不同。 2．某校化学兴趣小组利用图甲装置进行“空气中氧气含量的测定”实验，反应结束后，冷却至室温，发现测量值远小于理论值。针对此结果该小组进行了如图探究。 【查阅资料】 a.铜能与空气中的氧气反应生成氧化铜 b.氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液。 c.铜与稀硫酸不反应。 【提出问题】是什么原因造成这个结果？ 【猜想与假设】 小吴认为：可能是装置漏气； 小明认为：可能是铜粉的量不足导致装置内的氧气没有消耗完； 小周认为：可能是活塞与注射器内壁间的摩擦力过大。 【实验探究】 实验一： (1)兴趣小组重新检查装置的气密性：始终保持左端注射器活塞在0刻度处；将右端注射器活塞从10mL拉动到20mL刻度处；松手后观察到 ，说明该装置的气密性良好。得出：小吴的猜想不正确。 实验二： (2)实验过程中；反复推拉注射器的目的是 。 (3)针对小明的猜想，兴趣小组取出实验后的固体；进行以下探究： 实验步骤 实验现象 取少量实验后固体粉末于试管中，加入足量的稀硫酸；加热。 固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色 实验结论：小明的猜想 (填“正确”或“不正确”)。 实验三： 针对小周的猜想，兴趣小组把塑料注射器换成玻璃注射器，并在内壁涂上润滑油来减小摩擦力。重新实验后，发现误差明显减小。得出：小周的猜想正确。 【拓展迁移】 (4)兴趣小组设计了利用如图A、B装置进行实验，实验时将白磷放入B中(100mL的玻璃注射器)，并用橡胶塞密封，活塞停留在35mL处，再在A装置(250mL锥形瓶)中充满热水，将A装置放入其中，能观察到的现象是：白磷燃烧， ，活塞 。 【答案】(1)活塞恢复到原位置 (2)使铜粉和氧气充分接触 (3)不正确 (4) 放出热量，产生大量白烟 先向上，后向下，最后停在28mL处（合理即可） 【详解】（1）将右端注射器活塞从10mL拉动到20mL刻度处，装置中的压强减小，若装置气密性良好，松手后观察到活塞恢复到原位置； （2）反复推拉注射器，能使空气流通，使铜粉和氧气充分接触； （3）氧化铜能和硫酸反应生成硫酸铜和水，但铜不能和硫酸反应，则现象为固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色，说明铜足量，故小明的猜想不正确； （4）白磷在空气中燃烧，放出热量，产生大量白烟；由于氧气约占空气体积的五分之一，则玻璃注射器中消耗的氧气的体积为35mL×=7mL，燃烧产生热量，气体膨胀，活塞先向上，冷却后，活塞向下，最后停在28mL处。 3．空气质量问题日益受到关注，对空气质量进行实时的、便携的检测存在更大的需求。微型空气质量“检测站”被称为大气污染防治利器。针对如何组装和使用微型空气质量“检测站”，同学们开展了项目式探究活动。 任务一   了解空气质量指数的含义 (1)空气质量指数(airquality index，简称AQI)可以定量描述空气质量状况（如下表），分为六级，对应空气质量的六个级别，其数值 （填“越大”或“越小”），说明空气污染状况越严重。 空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300 空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量指数类别 优 良 轻度污染 中毒污染 重度污染 严重污染 (2)PM2.5是指大气中粒径小于等于2.5μm 的颗粒物。下列行为不会增加空气中PM2.5的是 。 A．燃煤发电 B．汽车尾气排放 C．太阳能发电 任务二   认识微型空气质量“检测站” 微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，其结构如图所示。 (3)微型空气质量“检测站”利用太阳能板供能的优点是 。 (4)同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/μg 臭氧/μg 一氧化碳/μg 二氧化硫/μg 22.0 20.0 3.26 158 根据微型空气质量“检测站”显示的数据，该地区的主要空气污染物是 。 任务三   进行实践 (5)同学们对微型空气质量“检测站”附近某工厂的空气质量感到好奇，调研发现该工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤（煤中含有少量硫元素）发电，于是同学们猜测工厂废气中含有该地区的主要空气污染物。则产生该主要空气污染物的文字表达式为 。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 (6)同学们设计并进行实验，请完善表格。 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶该工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 废气中含有二氧化硫 (7)不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是 。 【答案】(1)越大 (2)C (3)清洁，无污染 (4)二氧化硫 (5)硫+氧气二氧化硫 (6)品红溶液褪色 (7)若废气中含有二氧化碳，澄清石灰水也变浑浊 【详解】（1）由表中数据可知，空气质量指数级别的数值越大，说明空气污染状况越严重； （2）PM2.5是指大气中直径≤2.5微米的颗粒物； A、燃煤发电可以产生烟尘，直接进入大气，会增加空气中PM2.5，故A错； B、汽车排放尾气中含有一些烟尘，进入大气，会增加空气中PM2.5，故B错； C、开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，具有无污染性，故C正确； 故选C； （3）太阳能作为新能源，使用太阳能的优点是：清洁、无污染； （4）根据微型空气质量“检测站”显示的数据，二氧化硫的含量最高，是主要污染物； （5）硫燃烧生成二氧化硫，反应的文字表达式为：硫+氧气二氧化硫； （6）根据查阅资料可知，二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色，所以实验现象为品红溶液褪色； （7）虽然二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，所以如果用澄清石灰水检验二氧化硫，无法区分是二氧化硫还是二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。 4．如下图所示，利用红磷、镁条与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。    【进行探究】 (1)用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中锥形瓶中能观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 。实验过程中小气球的变化是 ，待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因不可能是 (填序号)。 A装置漏气  B．用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢  C．红磷太少  D．反应过程中，气球胀裂 (2)乙实验，在操作完全正确的情况下，发现乙实验后称量固体质量比反应前镁条质量减轻，其原因是 。 【实验反思】 (3)探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在 容器中进行。 【答案】(1) 产生大量白烟 先膨胀后变瘪 C (2)逸散的氧化镁的质量大于消耗的氧气的质量 (3)密闭（合理即可） 【详解】（1）磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，用红热的玻璃管引燃红磷，其燃烧过程中锥形瓶中能观察到的现象是产生大量白烟，反应的化学方程式为；该反应是放热反应，实验过程中小气球的变化是先膨胀后变瘪；待红磷熄灭后再次称量，天平不再平衡，其原因不可能是 A、装置漏气，外面的气体进入，天平不再平衡，不符合题意； B、用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢，集气瓶内的气体逸出，天平不再平衡，不符合题意； C、红磷太少，不会影响天平的平衡，符合题意； D、反应过程中，气球胀裂，会有五氧化二磷散逸到空气中，空气也会进入装置中，天平不再平衡，不符合题意。 故选C。 （2）镁在空气中燃烧生成氧化镁，乙实验，在操作完全正确的情况下，发现乙实验后称量固体质量比反应前镁条质量减轻，其原因是逸散的氧化镁的质量大于消耗的氧气的质量； （3）探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在密闭容器中进行。 5．实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。 (1)用H2O2溶液和MnO2制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的 ，采用的收集方法是 。      (2)用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：    试管 A B C 浓度 10% H2O2溶液 15％H2O2溶液 20％H2O2溶液 温度 50℃ 无明显气泡 无明显气泡 极少量气泡 60℃ 无明显气泡 极少世气泡 少量气泡 70℃ 极少量气泡 少量气泡 较多气泡 分析表中现象可得出： （选填“升高”或“降低”）温度， ，都可加快H2O2溶液的反应速率。 (3)为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。    I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？ 。 II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是 。 【答案】(1) B 排水法 (2) 升高 增大过氧化氢溶液浓度 (3) 图3和图1/图3和图2 相同的时间内，加入MnO2装置内的氧气浓度大于加入CuO装置内的氧气浓度 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，发生装置可用固、液混合不加热型，发生装置可用A或B，B装置中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应速率，用H2O2溶液和MnO制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的B；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，排水法收集的气体较纯，收集氧气的装置是排水法； （2）分析表中现象可得出：升高温度（C管在不同温度的实验现象），增大过氧化氢溶液浓度（70℃时，A、B、C三试管的实验现象），都可加快H2O2溶液的反应速率； （3）I、说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率需作对比实验，在相同条件下，一个实验不加催化剂，一个实验加入催化剂比较两个实验的反应速率，因此对比分析图3和图1或图3和图2，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率； Ⅱ、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是相同的时间内，加入MnO2装置内的氧气浓度大于加入CuO装置内的氧气浓度。 6．梦瑶同学在学习了催化剂的知识后按照老师的要求去寻找除了二氧化锰之外的催化剂，老师建议同学们从实验室和生活中寻找实验物质，推荐物质包括氧化铜、马铃薯片、铁锈（主要成份是氧化铁）、红砖粉末等，她决定和化学小组的同学一起探究：氧化铁固体（，难溶于水）在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？ 【作出猜想】 (1)I、既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变； II、是反应物，会生成，反应前后质量和化学性质都改变； III、是该反应的催化剂，反应前后 。 【进行实验】用天平称量固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行以下7个步骤的实验探究。 步骤⑦：步骤⑥后，将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。 【寻找证据】 (2)请完善下面表格。 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 得出结论 溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃 溶液中较快放出气泡， 固体质量为 g 溶液中较快放出气泡，木条复燃 猜想Ⅲ成立 【实验分析】 (3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的反应文字表达式 ，步骤⑦中的重复实验，目的是证明验证氧化铁在反应前后 不变。 【表达与交流】 (4)步骤③中，试管中各物质质量随反应时间：变化曲线正确的是_______（填字母） 【答案】(1)质量和化学性质都不变 (2) 带火星的木条复燃 1 (3) 化学性质 (4)B 【详解】（1）催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质都不变； （2）由实验结论知，氧化铁是该反应的催化剂，所以步骤③中，加入氧化铁后的实验现象是：溶液中较快放出气泡，带火星的木条复燃；氧化铁是该反应的催化剂，所以在反应前后氧化铁的质量不变，仍然是1g； （3）过氧化氢在氧化铁作催化剂的条件下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：；步骤⑦的目的是为了证明回收的氧化铁化学性质是否改变（或者回收的氧化铁还能否加快过氧化氢的反应速率）；重复实验步骤③中产生大量气泡，木条复燃，则证明氧化铁在反应前后化学性质不变； （4）A、过氧化氢在常温会缓慢产生氧气，加入二氧化锰就开始生成氧气，故A不符合题意； B、过氧化氢溶液中本身就有水，过氧化氢分解也生成了水，当过氧化氢完全反应后，水的质量就不再增加，故B符合题意； C、氧化铁是催化剂，化学反应前后氧化铁的质量不变，故C不符合题意； D、随着过氧化氢的分解，过氧化氢的质量逐渐减小到零，故D不符合题意； 故选B。 7．催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，某化学兴趣小组开展了以“探究催化剂的奥秘”为主题的项目式学习。 任务一：认识催化剂 (1)在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明催化剂能 (填“加快”或“减慢”)反应速率。 任务二：比较不同催化剂的催化效果 【提出问题】氧化铜的催化效果与二氧化锰相比哪个更好？ 氧化铜是否能作为过氧化氢分解的催化剂？ 【实验设计】小组同学以生成等体积的氧气作为标准，进行了下列三组实验(忽略其他可能影响实验的因素)。 实验序号 5%的过氧化氢溶液的体积 其他物质的质量 待测数据 ① 5mL 无 ② 5mL 二氧化锰0.5g ③ 5mL 氧化铜xg 【实验分析】 (2)实验③中x的数值是 。 (3)推测上表中的“待测数据”是 。 (4)若实验③比实验 (填“①”或“②”)的“待测数据”更小，说明氧化铜的催化效果比二氧化锰好。 (5)为了验证氧化铜是否能作为过氧化氢分解的催化剂，小组同学将实验③反应后的溶液过滤后，得到滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥、称量，若称量得到0.5g黑色粉末，说明反应前后氧化铜的 不变。再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液若看到迅速产生气泡，反应结束后重复2~3次，仍有气泡产生，则证明氧化铜在反应前后 不变。 【得出结论】 (6)氧化铜 (填“能”或“不能”)作过氧化氢分解的催化剂。 【拓展分析】 (7)利用一定量的过氧化氢溶液和氧化铜的混合物制氧气时，反应过程中生成氧气的质量(m)随时间(t)变化的规律用图像表示，正确的是___________(填序号)。 A． B． C． D． 【答案】(1)加快 (2)0.5 (3)收集相同体积氧气所需的时间 (4)② (5) 质量 化学性质 (6)能 (7)C 【详解】（1）在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明过程中催化剂加快了反应的速率，故填：加快； （2）本题的实验目的证明氧化铜是否也能作过氧化氢分解的催化剂？它的催化效果是否比二氧化锰更好？因此，该实验要采用控制变量法进行，即控制等浓度的过氧化氢体积相同，二氧化锰和氧化铜的质量相同，实验②中二氧化锰质量为0.5g，所以，实验③中氧化铜的质量也应该是0.5g，故填：0.5； （3）本题的实验目的证明氧化铜是否也能作过氧化氢分解的催化剂？它的催化效果是否比二氧化锰更好？小组同学以生成等体积的氧气作为标准，所以“待测数据”是收集相同体积氧气所需的时间，故填：收集相同体积氧气所需的时间； （4）实验②加入的是二氧化锰，实验③加入的是氧化铜，若氧化铜的催化效果比二氧化锰好，则生成等体积的氧气，实验③所用时间更短，即实验③比实验②的“待测数据”更小，故填：②； （5）如果实验后固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，说明氧化铜的质量不变；再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液，若看到迅速产生气泡证明氧化铜仍可以催化过氧化氢分解，即氧化铜的化学性质在化学反应前后不变，故填：质量；化学性质； （6）结合（4）（5）小问可知，氧化铜能加快过氧化氢的分解，其反应前后质量和化学性质不变，则氧化铜能作过氧化氢分解的催化剂，故填：能； （7）向过氧化氢溶液中加入氧化铜，随着过氧化氢分解的逐渐分解氧气质量逐渐增加，直至过氧化氢完全分解，氧气质量不再发生变化，反应开始前氧气质量为0，故选C。 8．空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。 2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。 3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。 (1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。 【设计与实验】 设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 (2)主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。 ①弹簧夹夹紧胶皮管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 (3)实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。 【优化与实验】 同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 (4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。 (5)图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。 【反思与交流】 (6)图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。 (7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。 【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小 (2)④①③② (3)氮气 (4)反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大 (5) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37 (6)反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可） (7)铜粉 【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升； （2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；故答案为：④①③②； （3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气； （4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大； （5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：； （6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完； （7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。 9．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 实验方法： ①向图1试管中加入5mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。 ②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。 ③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 (1)实验原理：图2中发生反应的符号表达式为 ； (2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 ； (3)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 ； 【问题与思考】 (4)若要得出二氧化锰是该反应的催化剂，除完成以上实验外，还需要证明它在反应前后的 没有发生变化； (5)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因是什么？ 。 【答案】(1) (2)带火星木条复燃 (3)加快 (4)质量 (5)过氧化氢分解速率较慢，氧气浓度太低 【详解】（1）图2中过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成水、氧气，反应的符号表达式为：。 （2）图3中重复进行①的实验操作，则过氧化氢在二氧化锰催化作用下快速分解生成大量氧气，使带火星木条复燃，故填：带火星木条复燃。 （3）图1实验和图2实验的变量是二氧化锰，图1试管中带火星木条不复燃，图2试管中带火星木条复燃，证明图2试管中产生了大量的氧气，说明二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快。 （4）催化剂可以改变化学反应速率，而自身的质量和化学性质在化学反应前后保持不变。图3中带火星木条复燃，已证明二氧化锰在反应前后的化学性质不变，还需要证明它在反应前后的质量没有发生变化。 （5）氧气具有助燃性，足量的氧气可使带火星的木条复燃。常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因是过氧化氢分解速率较慢，氧气浓度太低。 10．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】 实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液和洗洁精起泡剂，完成四组实验，记录如下： 过氧化氢浓度 洗洁精滴数 实验时间 现象 5% 5 5min 无明显变化 10% 5 5min 无明显变化 15% 5 5min 无明显变化 30% 5 5min 无明显变化 实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液、滴洗洁精、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）过氧化氢在催化剂作用下，发生反应的文字表达式为 。 （2）由实验1可知，在常温、无催化剂的条件下，过氧化氢 （填“易”或“不易”）分解。 （3）实验2中，设计①②③的目的是 。 （4）实验2中，通过对比③④⑤，得出的结论是 。 （5）实验2中，欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响，需对比的实验是⑥⑦和 （填实验序号）。 （6）“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 ℃，才能产生速度适中、有视觉冲击力的观赏效果。 【反思与评价】 （7）由上述实验可知，影响化学反应速率的因素有 （填序号）。 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】 过氧化氢水+氧气 不易 比较催化剂种类对“大象牙膏”实验效果的影响 相同条件下，催化剂浓度越大，“牙膏”喷出瓶口所需时间越短 ③ 20 ABD 【详解】（1）过氧化氢在催化剂作用下，发生反应生成水、氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气。 （2）由实验1的现象可知，在常温、无催化剂的条件下，过氧化氢不易分解。 （3）实验2中，设计①②③的目的是比较催化剂种类对“大象牙膏”实验效果的影响。 （4）实验2中，③④⑤这三组实验催化剂浓度不同，但其余条件均相同，由表中数据可知，催化剂浓度越大，“牙膏”喷出瓶口所需时间越短，所以通过对比③④⑤，得出的结论是：相同条件下，催化剂浓度越大，“牙膏”喷出瓶口所需时间越短。 （5）欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响，根据单一变量原则，则只能改变过氧化氢溶液的浓度，其余条件均相同，实验2中，③⑥⑦这三组实验只有过氧化氢溶液的浓度不同，所以需对比的实验是⑥⑦和③。 （6）通过对比这几组实验，可得出的结论是：“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。 （7）由上述实验可知，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，故选ABD。 11．空气质量与人类的健康息息相关。某校化学社团开展了微型空气质量“检测站”的组装与使用、并进行了检测某小区地下车库的空气质量、分析某化工厂附近降雨类型、调查空气污染的原因等项目化学习。 任务一：微型空气质量“检测站”的组装 【组装步骤】 ①阅读安装说明书。 ②将空气质量检测站组件—采样系统(检测站)、分析系统和数据传输系统连接起来(如图)。 ③联网调试。 任务二：检测某小区地下车库中的有害气体 【测定实验】利用微型空气质量“检测站”能检验多种空气污染物。用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。(已知：50ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量) (1)【交流分析】一氧化碳浓度最大的时间段是 ，原因可能是 。 任务三：设计实验分析某化工厂区附近降雨的类型 【调查分析】同学们通过走访调查，得知该化工厂区附近所降雨水为酸雨。 【查阅资料】常见酸雨根据致酸物质分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (2)【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量雨水于试管中，利用pH计检测 pH (填“>”“<”或“=”)5.6 该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨 ②取少量雨水于试管中，向其中滴加 溶液 有白色沉淀生成 【反思评价】 (3)步骤2发生的反应的化学方程式为 。 (4)小李同学认为只进行步骤②即可得出结论，理由是 。 任务四：调查空气污染的原因 (5)【交流讨论】空气污染是由 (填一种燃料)的燃烧造成的。 (6)【成果分享】同学们通过项目化学习，了解了微型空气质量“检测站”的组装和使用、有害气体的检测等，他们一起制作了保护空气倡议书，请你将其补充完整。 保护空气倡议书 为了使天空更蓝，人类正在积极行动，我们能做的很多，比如，其中一种保护空气的具体做法是 。 【答案】(1) 早晨 上班高峰期，汽车尾气产生较多，导致一氧化碳浓度含量最大 (2) < 氯化钡 (3) (4)氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀，硝酸不与氯化钡反应 (5)煤 (6)使用清洁能源 【详解】（1）由图可知，一氧化碳浓度最大的时间段是早晨，是因为上班高峰期，汽车尾气产生较多，导致一氧化碳浓度含量最大； （2）由实验结论：该化工厂区附近所降雨水为硫酸型酸雨可知，pH<5.6；硫酸可与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀； （3）步骤2中硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化氢，发生的反应的化学方程式为：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl； （4）小李同学认为只进行步骤②即可得出结论，是因为氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀，硝酸不与氯化钡反应； （5）煤燃烧会生成二氧化硫气体，导致环境污染； （6）使用清洁能源，可以保护空气，防止空气污染。 12．如图用过氧化氢制氧气时，有同学对事先在烧瓶中加水产生了疑问，他提出了猜想： 猜想1：加水可以起到稀释的作用，使反应速率变缓。 猜想2：… 他还根据猜想进行了实验：每次取15mL15%的过氧化氢溶液，稀释成不同溶质质量分数的溶液，在其他条件相同的情况下进行实验。记录数据如下： 实验 1 2 3 4 5 过氧化氢溶液的溶质质量分数 1% 3% 5% 10% 15% 二氧化锰粉末用量/g 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 收集到500mL气体所用时间/s 560 186 103 35 12 反应后液体的温度/℃ 26 38 43 59 71 (1)写出实验室用过氧化氢制氧气的文字表达式： 。 (2)过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速率有怎样的影响？ 。 (3)根据表中数据可知，写出该同学提出的猜想2：加水可以 。 【答案】(1)过氧化氢水+氧气 (2)其他条件相同时，过氧化氢溶质质量分数越大，反应速度越快 (3)降低反应后液体的温度 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂作用下可分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢水+氧气； （2）由表中数据可知，其它条件不变的情况下，双氧水溶质质量分数越高，生成500mL氧气所用的时间越短，即反应速度越快，故填：其他条件相同时，过氧化氢溶质质量分数越大，反应速度越快； （3）由表中数据可知，溶质质量分数越小，过氧化氢溶液反应后溶液的温度越低，即加水越多，反应后溶液的温度越低，所以可猜测加水可以对溶液降温；故填：降低反应后液体的温度。 13．【科学探究】 “取火有方，驭火有术”，学科兴趣小组对物质的燃烧进行如下探究活动。 活动一：探究物质燃烧的条件 (1)已知白磷着火点40℃，红磷着火点240℃，在进行如图1实验时，观察到试管a中有白烟产生，试管b中无明显现象，由此说明可燃物燃烧需要的条件是 。 (2)在实验过程中发现白磷燃烧不剧烈，可能的原因是O2不足，小组同学对实验进行改进如图2所示，请写出物质M、N发生反应的化学方程式： 。 (3)将氧气浓度传感器插入如图2试管中进行燃烧条件的进一步探究，过量的白磷熄灭后，试管内的氧气并未耗尽（M已经完全反应完），氧气的浓度约为8.6%，你对燃烧条件的新认识是 。 活动二：探究燃烧产生火焰的原因 (4)点燃蜡烛（主要成分是石蜡），将金属导管的一端伸入内焰，导出其中的物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图3所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。 【查阅资料】 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧时的温度/℃ 燃烧时的火焰情况 石蜡 50～70 300～550 约600 有火焰产生 铁 1535 2750 约1800 无火焰产生 钠 97.8 883 约1400 —— (5)由上表可知，物质燃烧能否产生火焰与其 （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时的温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比，请你推测钠在燃烧时 （填“有”或“没有”）火焰产生。 (6) “天宫课堂”第4季演示了空间站蜡烛燃烧的火焰呈近似球形、颜色为蓝色，如图4所示。请分析空间站蜡烛燃烧火焰与地面不同的原因 。 【答案】(1)温度要达到着火点 (2) (3)当氧气浓度较低时，可燃物与氧气接触也不能燃烧 (4)气态 (5) 沸点 有 (6)微重力环境燃烧后的气体几乎消除了对流 【详解】（1）己知白磷着火点40℃，红磷着火点240℃，白磷与红磷都与空气接触，，观察到试管a中有白烟产生，试管b中无明显现象，由此说明可燃物燃烧需要的条件是温度要达到着火点。 （2）实验室常用过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下反应制取氧气，生成水和氧气，该反应化学方程式：。 （3）如图2试管中进行燃烧条件的进一步探究，过量的白磷熄灭后，试管内的氧气并未耗尽（M已经完全反应完），氧气的浓度约为8.6%，你对燃烧条件的新认识是当氧气浓度较低时，可燃物与氧气接触也不能燃烧。 （4）点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生，此火焰是石蜡蒸气燃烧产生的，因为固态石蜡不会沿导管向上运动，由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的。 （5）石蜡燃烧有火焰，蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的，分析表格中石蜡的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点高，燃烧产生了火焰；铁丝燃烧没有火焰，分析表格中铁丝的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点低，燃烧不产生火焰；由此可以看出，火焰的形成与物质的沸点有关；通过上表中石蜡、铁的数据对比，请你推测钠在燃烧时有火焰产生，因为钠燃烧时的温度大于钠的熔点和沸点。 （6）“天宫课堂”第4季演示了空间站蜡烛燃烧的火焰呈近似球形、颜色为蓝色，如图4所示。空间站蜡烛燃烧火焰与地面不同的原因微重力环境燃烧后的气体几乎消除了对流。 14．空气是人类赖以生存的物质基础。某校社会实践小组的同学在老师指导下，组装了一个微型空气质量“检测站”，对当地空气质量状况展开了项目化学习。 任务一：认识空气质量检测的意义 【网络查询】空气质量检测有助于我们及时掌握空气质量状况，以便空气被污染时能及时采取应对措施，减小危害。 【小组交流】 (1)有害气体和 排放到空气中会对空气造成污染。 (2)空气污染的危害有 (写一点)。 任务二：使用微型空气质量“检测站” 【社会实践】同学们利用组装的微型空气质量“检测站”，在一家工厂附近进行了为期一周的空气质量检测，结果如图所示。 【分析评价】 (3)该工厂附近一周内(7月11日~7月17日)空气质量最好的一天是 ，这一天空气质量指数出现差异可能与 (写一种)有关。 任务三：探究污染物中有害气体成分 【走访调查】该工厂长期使用煤作燃料，煤主要含有碳元素，还含有少量硫、氮等元素。 【提出问题】工厂周围的空气中是否含有二氧化硫？ 【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，也能使红色的品红溶液褪色。 【实验准备】用塑料袋收集该工厂附近的空气备用。 【进行实验】 (4)设计实验方案，探究工厂附近空气中是否含有二氧化硫。 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 方案一 将收集的空气样品通入少量 中，振荡 变浑浊 含有二氧化硫 方案二 将收集的空气样品通入少量品红溶液中，振荡红色 褪去 【反思评价】 (5)同学们对方案一产生质疑，理由是 。 (6)煤燃烧时生成二氧化硫的化学方程式为 。 任务四：制定改善空气质量行动计划 【制定计划】 (7)通过项目化学习，大家体会到科学、技术与社会的相互关系，制定出改善空气质量的诸多行动计划，如： 。 【成果分享】同学们采用演讲、制作海报等形式，在社区宣传环保知识，让更多人参与到改善空气质量的行动中，让蓝天常在，空气常新。 【答案】(1)烟尘 (2)损害人体健康(或影响作物生长，或破坏生态平衡) (3) 7月13日 风速(或降雨) (4)澄清石灰水 (5)二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊 (6) (7)积极植树、种草(或随手关灯等) 【详解】（1）空气污染物包括有害气体和烟尘，故应填烟尘； （2）空气污染导致空气质量下降，影响人的身体健康，空气中的二氧化硫过多会导致酸雨，破坏土壤结构，影响作物生长等； （3）空气质量指数越小，空气质量越好，故空气质量最好的是7月13日； 风速和降雨都会改变空气中气体成分，故这一天空气质量指数出现差异可能与风速或降雨有关； （4）二氧化硫和氢氧化钙反应生成微溶的硫酸钙，故推测实验操作是将气体样品通入到澄清石灰水中； （5）二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，空气中含有二氧化碳，可能会影响二氧化硫的检测； （6）硫燃烧生成二氧化硫，反应的方程式为； （7）为了保护人类赖以生存的环境，我们要积极植树，节约用电、绿色出行等。 15．某化学兴趣小组阅读课外资料得知：过氧化氢制氧气除了可用二氧化锰作为催化剂，还可以用氧化铜、马铃薯、铁锈、红砖粉末等物质作为催化剂，于是他们想检验生活中马铃薯是否能作为过氧化氢分解的催化剂。 【提出问题】马铃薯是否能作为过氧化氢分解的催化剂？ 【查阅资料】马铃薯中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶对过氧化氢的分解起催化作用。 【设计实验】 (1)化学兴趣小组的同学设计了一系列实验： 实验 实验步骤 实验现象 Ⅰ 取5%的过氧化氢溶液5mL，用带火星的木条伸入试管口 木条不复燃 Ⅱ 取5%的过氧化氢溶液5mL，加入0.5g马铃薯切成豆粒大 木条复燃 Ⅲ 待实验Ⅱ中没有气泡放出后，继续加入5%的过氧化氢溶液 木条 (2)写出实验Ⅱ反应的符号表达式 ； (3)设计实验Ⅰ的目的是与实验Ⅱ ； 【得出结论】马铃薯能作为过氯化氢分解的催化剂。 【评价改进】 (4)大家认为此实验结论不严谨。若要确定该实验结论是否正确，还需要再增加一个实验，探究马铃薯的 在化学反应前后是否发生变化。 【实验拓展】某小组同学设计了如图所示装置，定量测定对比马铃薯与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见表： 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据 Ⅰ 20mL 马铃薯0.5g Ⅱ 20mL 二氧化锰0.5g (5)上述实验中“待测数据”是指 。 (6)若则可得出的结论是 。 【实验反思】 (7)影响化学反应速率的因素除了催化剂的种类外，还可能与下列哪些因素有关？______。 A．催化剂的颗粒大小 B．温度 C．反应物的浓度 【答案】(1)复燃 (2) (3)作对照 (4)质量 (5)排水法收集25mL氧气所用时间 (6)二氧化锰催化效果好 (7)ABC 【详解】（1）马铃薯中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶对过氧化氢的分解起催化作用，根据催化剂反应前后化学性质不变，可知待实验Ⅱ中没有气泡放出后，继续加入5%的过氧化氢溶液，马铃薯仍能催化过氧化氢产生氧气，所以用带火星的小木条伸入试管口木条仍会复燃； （2）实验Ⅱ反应为过氧化氢在马铃薯作催化剂的条件下分解产生水和氧气，故符号表达式为：； （3）设计实验Ⅰ的目的是与实验Ⅱ形式对照，说明马铃薯可以加速过氧化氢分解； （4）根据催化剂的定义：在化学反应里能改变反应物化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，故还应探究马铃薯的质量在化学反应前后是否发生变化； （5）所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，分析实验方案可知，“待测数据”是指收集25mL氧气所需的时间； （6）若a >b，说明过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生气体速度快，则可得出的结论是在其他条件相同时，二氧化锰比马铃薯的催化效果好； （7）A、催化剂的颗粒大小会影响接触面积，接触面积越大反应越快，所以颗粒大小有可能会影响化学反应速率，符合题意； B、温度越高分子的运动速度越快，所以温度有可能会影响化学反应速率，符合题意； C、反应物的浓度越大单位空间内的粒子个数就越多，相互接触的概率就更大，发应就更剧烈，所以反应物的浓度有可能会影响化学反应速率，符合题意； 故选ABC。 16．学习化学需要进行化学实验。请你回答下列问题： (1)点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰上约1秒后取出，可以看到图1的现象，由此说明蜡烛火焰的 (填“外焰”或“内焰”或“焰心”)温度最高。 (2)如图2，夹持镁条的仪器a的名称 ，该反应的文字表达式是 ，镁可以制作照明弹利用了 。 (3)小颖同学利用如图3所示的装置做加热碳酸氢铵实验。加热一段时间后小颖观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，她由此得出的实验结论是 ，实验时管口略向下倾斜的原因是 。实验结束后，洗涤试管，洗干净的试管应 (填“正放”或“倒放”)在试管架上。 (4)蜡烛熄灭后产生的白烟的成分是___________。 A．石蜡蒸气 B．石蜡固体 C．碳的小颗粒 (5)小明对物质燃烧是否都有火焰产生感到困惑，查阅资料得知蜡烛燃烧时的火焰是石蜡蒸气燃烧产生的，结合氢气和镁带的燃烧现象，推测物质燃烧产生火焰是由 (填“固”、“液”或“气”)态物质燃烧形成的，小华查阅其他资料(下表)，推测钠燃烧 (填“有”、或“无”)火焰产生，后经过实验验证了自己的推测。 物质 熔点℃ 沸点/℃ 燃烧时的温度℃ 石蜡 50-70 300-550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 【答案】(1)外焰 (2) 坩埚钳 镁燃烧发出耀眼的白光的性质 (3) 加热碳酸氢铵有二氧化碳生成 防止冷凝水倒流造成试管炸裂 倒放 (4)B (5) 气 有 【详解】（1）)点燃蜡烛，把一根火柴梗放在蜡烛的火焰上约1秒后取出，根据木条的与外焰接触的部位先发黑，说明蜡烛火焰的外焰温度最高。故填：外焰。 （2）夹持镁条的仪器a的名称坩埚钳；镁和氧气点燃生成氧化镁，该反应的文字表达式是：；镁可以制作照明弹利用了镁燃烧发出耀眼的白光的性质。故填：坩埚钳；；镁燃烧发出耀眼的白光的性质。 （3）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，加热碳酸氢铵实验中，加热一段时间后观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，由此得出的实验结论是加热碳酸氢铵有二氧化碳生成；实验时管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流造成试管炸裂；实验结束后，洗涤试管，洗干净的试管应倒放在试管架上。故填：加热碳酸氢铵有二氧化碳生成；防止冷凝水倒流造成试管炸裂；倒放。 （4）白烟是固体小颗粒分散到空气中形成的，蜡烛熄灭产生的白烟是石蜡蒸汽凝成的石蜡固体。故选：B。 （5）蜡烛燃烧时的火焰是石蜡蒸气燃烧产生的，结合氢气和镁带的燃烧现象，氢气燃烧有火焰，镁带燃烧没有火焰，即物质燃烧产生火焰是由气态物质燃烧形成的；石蜡燃烧时的温度高于其沸点，能够产生火焰，由此可知，当可燃物燃烧时的温度高于其沸点时，有火焰产生；当可燃物燃烧时的温度低于其沸点时，没有火焰产生，再分析钠的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点高，故推断其燃烧能产生火焰。故填：气；有。 17．我校某班同学想探究红砖粉末是否也可做过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白： 【提出问题】红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢 【猜想】红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 (1)【实验验证】 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 木条不复燃 常温下过氧化氢不分解 实验二 在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。 【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个探究实验。 实验三： (2)【实验目的】探究 。 【实验步骤】 (3)①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、 ；④对比反应前后红砖粉末的质量。 【分析】 (4)如果反应前后红砖粉末质量不变，则说明红砖粉末可做过氧化氢分解的催化剂。但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是不够，还需要再补充一个探究实验：你认为还需要探究： 。 【结论】 (5)在化学反应中能 的化学反应速率，但本身的 和 在反应前后都 的物质称为催化剂。 【答案】(1) 将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中 常温下红砖粉末使过氧化氢发生分解 (2)红砖粉末反应前后质量是否发生变化 (3)称量 (4)红砖粉末反应前后化学性质是否发生变化 (5) 改变其他物质 质量 化学性质 没有发生变化 【详解】（1）实验一：由于木条不复燃，常温下过氧化氢不分解，所以实验步骤是将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中。故填：将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中。 实验二：在装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中。木条复燃。说明常温下红砖粉末使过氧化氢发生分解。故填：常温下红砖粉末使过氧化氢发生分解。 （2）由于催化剂在化学反应前后质量不变，所以还需要增加一个探究实验，探究红砖粉末反应前后质量是否发生变化。故填：红砖粉末反应前后质量是否发生变化。 （3）①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、称量；④对比反应前后红砖粉末的质量。故填：称量。 （4）由于催化剂在化学反应前后化学性质不变，还需要探究红砖粉末反应前后化学性质是否发生变化。故填：红砖粉末反应前后化学性质是否发生变化。 （5）催化剂是指在化学反应中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。故填：改变其他物质；质量；化学性质；没有发生变化。 18．“智慧化学小组”同学对实验室制备氧气的催化剂进行如下探究。 【提出问题】红砖粉末是否能催化过氧化氢分解呢？ 【作出猜想】 Ⅰ、红砖粉末不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。 Ⅱ、红砖粉末参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。 (1)Ⅲ、红砖粉末是反应的催化剂，反应前后 。 【进行实验】用天平称量0.2g红砖粉末，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下： (2)填写下表： 步骤③现象 步骤⑤现象 步骤⑥现象 结论 ，带火星的木条复燃 溶液中有气泡冒出， 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立 (3)步骤 （填序号）的对比能证明红砖粉末能加快过氧化氢溶液分解的速率。 (4)步骤⑥的目的是 。 (5)过氧化氢能被红砖粉末催化分解的文字表达式为 。 (6)小组同学用0.2g红砖颗粒放入5mL5%过氧化氢溶液中，发现产生气泡的速率比步骤③慢，由此可得出 。 【答案】(1)质量和化学性质不变 (2) 有大量气泡产生 固体质量为0.2g 带火星的木条复燃 (3)①③ (4)探究反应前后化学性质是否改变 (5) (6)粉末状催化剂比颗粒状催化剂的催化效果更好 【详解】（1）催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，若红砖粉是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故填：量和化学性质不变； （2）红砖粉对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧气的速率，故步骤③中的现象是有大量气泡产生，带火星的木条复燃； 催化剂的特点是“一变，两不变”，反应前后其质量不变，所以步骤⑤中称量的固体质量仍为0.2g； 催化剂的特点是“一变，两不变”，反应后的红砖粉仍能加快过氧化氢分解，所以⑥的现象是溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃； （3）步骤①过氧化氢常温下产生氧气缓慢，与③的对比能证明红砖粉末能加快过氧化氢溶液分解的速率； （4）将反应后的红砖粉再次加入带过氧化氢溶液中，仍能加快过氧化氢分解，故步骤⑥的目的是验证红砖粉末的化学性质在反应前后是否改变； （5）过氧化氢在红砖粉作催化剂的条件下生成水和氧气，文字表达式为； （6）由实验现象可知粉末状催化剂比颗粒状催化剂的催化效果更好。（合理即可） 19．某化学兴趣小组进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，并进行了一些探究活动。 【探究一】铁丝燃烧是否需要纯氧？ 【设计实验1】取直径为0.38mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、60%、55%的氧气中实验。实验现象如表所示： 体积分数 90% 70% 60% 55% 实验现象 燃烧剧烈、燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发红 【结论】 (1)就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是 （填“”“”或“”）55%，且氧气浓度越大，燃烧现象越 （填“剧烈”或“不剧烈”）。 【讨论】 (2)实验中所用集气瓶的容积为125mL，铁丝燃烧实验时集气瓶中需留25mL水，如果需收集100mL体积分数为80%的氧气，其操作方法是先在集气瓶中装 mL水，然后用排水法收集，直到剩下25mL水（空气中氧气的体积分数计为20%）。 【探究二】铁丝燃烧为什么会火星四射？ 【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁，都含有一定量的碳。 【设计实验2】 (3)小明将直径都为0.38mm的纯镁条和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧，实验现象记录如表，请你分析完成下表： 物质 纯镁条 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6%的铁丝 燃烧时的现象 剧烈燃烧，无火星 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧，少量火星 【结论】 (4)通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量 （填“有关”或“无关”）。 【答案】(1) ＞ 剧烈 (2)100 (3)剧烈燃烧，大量火星 (4)有关 【详解】（1）从表中可以看出，氧气浓度为55%，0.38mm铁丝难以燃烧，只是发红。所以就0.38mm铁丝而言，铁丝燃烧对氧气体积分数的要求是>55%；从表中90%浓度氧气中的细铁丝燃烧剧烈，70%浓度氧气中的细铁丝燃烧比90%弱，60%浓度氧气中的细铁丝燃烧比70%弱，55%浓度氧气中的细铁丝不燃烧可知，氧气浓度越大，燃烧现象越剧烈； （2）设要收集80%的氧气，需保留空气的体积为x ，收集到纯氧气体积为125mL-25mL-x=100mL-x，则有：20%×x +（100mL-x）=80%×100mL，x=25mL。所以先在集气瓶中装水的体积=125mL-25mL=100mL； （3）从表中可知，研究的是含碳量和火星四射的关系。纯铁丝对应现象无火星四射，含碳0.05%的铁丝对应现象剧烈燃烧极少火星。含碳0.2%的铁丝对应现象剧烈燃烧，火星四射。可知铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关，且含碳量越高火星四射现象越剧烈。所以含碳0.6%的铁丝对应现象为剧烈燃烧，大量火星； （4）由实验现象可知，铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关。 20．蜡烛在氧气中燃烧有明亮的火焰，而铁丝在氧气中燃烧却没有火焰。 【提出问题】蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？ 【查阅资料】 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 燃烧时温度/℃ 石蜡 50~70 300~550 约600 铁 1535 2750 约1800 钠 97.8 883 约1400 【进行实验】 如图所示，将导管一端伸入蜡烛火焰的内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。 【得出结论】 物质燃烧能否产生火焰与其 （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。物质燃烧时，能产生火焰的条件是 。 由此推测：钠在燃烧时， （填“有”或“没有”）火焰产生。 【答案】 气态 沸点 沸点低于燃烧时温度 有 【详解】【进行实验】点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生，该物质是石蜡蒸气。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成，故填：气态。 【得出结论】分析蜡烛的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点高，燃烧产生了火焰；分析铁丝的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点低，燃烧不产生火焰，所以物质燃烧能否产生火焰与其沸点和燃烧时温度有关，物质燃烧时，能产生火焰的条件是沸点低于燃烧时温度；再分析钠的熔点、沸点和燃烧时温度，发现其燃烧的温度比沸点高，故推断钠在燃烧时，有火焰产生，故填：沸点；沸点低于燃烧时温度；有。 21．某同学对收集到的气体中氧气的含量产生兴趣，于是将收集到的一瓶气体密封。 【提出问题】这瓶气体中氧气的体积分数是多少？ 【实验验证】活动小组设计了以下两套实验装置，用来测定该瓶气体中氧气的体积分数：在氮气环境下，将过量的铜粉分别装入干燥的硬质玻璃管和具支试管后，密封。用两支干燥的注射器从该瓶中抽取气体，分别按图示连接，推拉注射器一段时间后，用酒精灯在铜粉部位加热，加热时反复推拉注射器至反应完全。【注：铜+氧气氧化铜（固体）】 (1)装置一和装置二中气球的位置不同， (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是 ； (2)选用合理装置测定氧气的体积分数，需要测定的实验数据是 。 (3)实验过程中需要过量的铜粉，其目的是 。 【反思交流】 (4)在实验加热过程中，玻璃管上的小气球作用是 。 (5)实验完毕，待装置冷却至室温后，应先将气球内的气体全部挤出，再读数。否则会使测得的实验结果 （填“偏大”偏小”或“无影响”），原因是 。 【答案】(1) 装置二 装置二有利于空气的流通，可以使反应更加充分 (2)实验前后注射器读数 (3)将氧气完全消耗 (4)缓解压强，防止瓶塞飞出 (5) 偏大 气球内含有气体时，会导致反应后读取的注射器数值偏大，从而导致实验结果偏大 【详解】（1）装置二比装置一更加合理，因为甲装置中的小气球在装置后面，有利于空气的流通，可以使反应更加充分。 （2）用装置二测定氧气的体积分数，需要测定的实验数据是实验前后注射器读数。 （3）铜粉过量，能将氧气完全消耗，则会使结构更准确。 （4）红磷燃烧放热，装置中的温度升高，压强会增大，则小气球的作用为缓解压强，防止压强过大而使瓶塞飞出。 （5）注射器移动的体积即为消耗的氧气的体积，若不挤压气球，则有部分空气在气球中，会使测得结果偏大。 22．催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，其 和 在化学反应前后都不变。 【任务二】探究催化剂 (2)小组同学查阅资料发现氧化铜（CuO）也可作为过氧化氢分解的催化剂，于是设计了如图实验进行验证，请填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带火星的木条 氧化铜的质量为 g 氧化铜是过氧化氢分解的催化剂 (3)步骤 对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率。 (4)步骤②中反应的文字表达式为 ，该反应属于 反应。（填基本反应类型） 【答案】(1) 质量 化学性质 (2) 复燃 0.2 (3)①③ (4) 分解 【详解】（1）催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后其质量和化学性质不变； （2）实验结论为氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，则氧化铜能加快过氧化氢的分解，则步骤③现象：试管中有气泡产生，带火星的木条复燃； 化学反应前后催化剂的质量不变，则步骤⑥结果：氧化铜的质量是0.2g； （3）步骤①中未加入氧化铜，带火星的木条不复燃；步骤③中加入了氧化铜，带火星的木条复燃，故步骤①③对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率； （4）步骤②中反应为过氧化氢在氧化铜的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：； 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。 23．实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验。 【探究一】探究氧气的物理性质 (1)通常情况下，氧气是一种无色、无臭的气体。降温、加压就会发生状态的改变： 在过程①、②中发生的变化都是 变化。 【探究二】探究氧气的化学性质 (2)实验一：铁丝在氧气中剧烈燃烧。实验时，铁丝下端系火柴的目的是 ，该反应的文字表达式为 。 (3)实验二：木炭在氧气中燃烧后，验证产物的方法是 。 (4)实验三的实验结论是 。正确选择试剂是实验成功的关键，该实验中对试剂的选择合理的是 。(填字母)。 A．可以用铁代替红磷进行实验     B．红磷需要足量    C．只与氧气反应 (5)实验一、三中都要在集气瓶中放少量的水。实验一中水的作用是 ；在“实验一”“实验三”中，可以把水换成细沙的实验是 。 (6)以上三个反应的相同点是 、 。(写出两点) (7)根据上述实验，说明氧气的化学性质 (填“比较活泼”或“不活泼”)。 【答案】(1)物理 (2) 引燃铁丝 (3)向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水是否变浑浊 (4) 氧气约占空气总体积的五分之一 BC (5) 防止反应产生的高温固体溅落瓶底，避免集气瓶炸裂 实验一 (6) 都是化合反应 都是氧化反应 (7)比较活泼 【详解】（1）在过程中①、②中只是氧气的状态发生改变，该过程没有新物质生成，属于物理变化。故填：物理。 （2）实验时，铁丝下端系火柴的目的是引燃铁丝，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：。故填：引燃铁丝；。 （3）木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故验证产物的方法是向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水是否变浑浊。故填：向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水是否变浑浊。 （4）实验三，通过烧杯中的水倒流入集气瓶中，且流入水的体积约占集气瓶内空气体积五分之一现象可得出的结论是氧气约占空气总体积的五分之一。故填：氧气约占空气总体积的五分之一。 A、铁不能在空气中燃烧，因此实验二不能用铁测定空气中的氧气含量，不符合题意； B、实验中红磷需要足量，才能使氧气完全反应，符合题意； C、实验是测定空气中氧气的含量，实验中选择的试剂只能与氧气反应，否则会产生误差，符合题意。 故选：BC。 （5）实验一中的水作用是防止反应产生的高温固体溅落瓶底，避免集气瓶炸裂；在“实验一”“实验三””中，可以把水换成细沙的实验是实验一，实验一中沙子作用：防止反应产生的高温固体溅落瓶底，避免集气瓶炸裂；实验三中水的作用：吸收白烟，不能换成沙子。故填：防止反应产生的高温固体溅落瓶底，避免集气瓶炸裂；实验一。 （6）以上三个反应都是燃烧反应，都是物质与氧气发生的反应，都属于氧化反应；反应物都是两种，生成物都是一种，都是化合反应等。故填：都是化合反应；都是氧化反应。 （7）根据上述实验，说明氧气能和许多物质发生化学反应，故其化学性质比较活泼。故填：比较活泼。 24．空气中氧气含量测定的再认识。 【经典赏析】 (1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图1）。该实验中选择使用汞的优点有______。 A．实验过程中没有污染 B．在汞槽中起到液封作用 C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 【实验回顾】 (2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如图2），写出红磷燃烧的文字表达式 。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。 【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】装置漏气； (3) 装置内氧气有剩余；…… 【实验与交流】 (4)在老师的指导下，小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验，用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%，请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因 。 【实验探究1】小明根据铁生锈的原理，探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量，于是进行了实验（装置如图3）通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。 【交流与反思】 (5)与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因： 。 【实验探究2】为了加快反应速率，小明通过查阅资料，利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如图4），8分钟后测得的数据如表： 实验前的体积 实验后的体积 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 131 mL 90.0 mL 63.6 mL (6)请计算出空气中氧气含量 （计算结果保留一位小数）。 【结论与反思】 (7)通过上述实验探究，选择 （填物质名称）进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 【拓展延伸】 (8)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3]，若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由： 。 【答案】(1)BCD (2) (3)红磷不足 (4)白磷的着火点比红磷的着火点低 (5)铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确 (6)20.2% (7)铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水 (8)不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽 【详解】（1）A、汞是有毒物质且易挥发，A错误； B、汞在水槽中起液封作用，防止装置内气体与外部空气接触，B正确； C、氧气与汞反应生成氧化汞，生成的氧化汞加热分解又能得到汞和氧气，C正确； D、汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽，D正确； 故选：BCD。 （2）红磷和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：。 （3）实验中所取的红磷不足（或实验前没有夹弹簧夹、实验装置可能未冷却就打开弹簧夹等）都有可能导致不能准确地测定空气中氧气的含量。 （4）白磷着火点是40℃，红磷着火点是240℃，氧气含量较低时，燃烧不充分，产生的热量不足以维持可燃物燃烧，则燃烧停止，而白磷的着火点较低，维持白磷燃烧所需要的热量也较少，所以产生上述结果的主要原因是：白磷的着火点比红磷的着火点低。 （5）根据资料，使用铁丝生锈的方法测出来的氧气体积分数是19.13%，则剩余氧气浓度约为2%，则与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因：铁丝在有氧气、水的情况下很容易生锈，装置内残留的氧气更少，实验结果更准确。 （6）烧杯内蒸馏水减少的体积为氧气的体积：，空气中氧气含量：。 （7）通过实验探究2，可知选择铁粉、炭粉、氯化钠和蒸馏水进行实验，可较为快速地完成实验并减小实验误差。 （8）铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3，化学方程式为：，则消耗的氧气与二氧化碳的质量比为32∶44，而空气中二氧化碳含量只有约0.03%，所以将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。故填：不能；因为空气中二氧化碳含量只有约0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽。 25．特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。 【查阅资料】氧气是生命活动的必需气体，生活中保健、急救和鱼缸供氧等都需要制氧。市售制氧器有以下几类：①电解水式制氧机，其操作要求严格，制氧时耗电量较大；②分子筛制氧机，其通过分子筛吸附氮气及其他气体，可从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧；③化学试剂制氧机，其在使用时通过试剂发生化学反应产生氧气；④富氧膜制氧机，其通过膜对空气中氮分子的过滤，可得浓度约为30%的氧气。 【分析讨论】 (1)以上几种市售制氧器的制氧原理中，涉及化学变化的是 （填序号）；使用分子筛制氧机的优点是 。 (2)用化学试剂制取氧气时可供选择的反应物较多，以下物质中，有可能用作制取氧气的反应物是______（填字母）。 A． B． C． D． 【模仿改造】某化学试剂制氧机（原理见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。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，液体变得浑浊，仓壁变得温热，加湿过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (3)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气 溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且可以根据 来判断产生氧气的速率。 (4)写出验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。 (5)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，目的可能是 。 (6)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是______（填字母）。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 (7)同学们利用身边物品自制了如图2所示的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。 A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓 C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准 【答案】(1) ①③ 制得的氧气浓度高 (2)ABD (3) 不易 气泡产生的快慢 (4)将带火星的木条放在加湿过滤仓上方的导管口处，若木条复燃，则证明是氧气 (5)将得到的氧气充分润湿（合理即可） (6)B (7)A 【详解】（1）电解水式制氧机操作要求严格且耗电量大，分子筛制氧机通过分子筛吸附氮气及其他气体从空气中分离出纯度为90%以上的医用氧，化学试剂制氧机通过试剂发生化学反应产生氧气，富氧膜制氧机通过膜对空气中氮分子的过滤得到浓度约为30%的氧气。化学变化是有新物质生成的变化，电解水和化学试剂制氧都有新物质生成，属于化学变化；分子筛制氧机的优点是制氧浓度（或纯度）高。 （2）A、含有氧元素，在一定条件下可分解产生氧气； B、含有氧元素，能与水等反应产生氧气； C、不含有氧元素，不能用于制取氧气； D、含有氧元素，能与水等反应产生氧气。 （3）因为氧气不易溶于水，所以加湿过滤仓可使氧气变得湿润；同时，产生气泡的快慢能直观反映产生氧气的速率。 （4）由于氧气具有助燃性，所以将带火星的木条放在加湿过滤仓上方的导管口处，若木条复燃，则证明是氧气。 （5）采用高压进低压出的方式，有利于气体排出，同时能使气体在加湿过滤仓中更好地与水接触，将得到的氧气充分润湿。 （6）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得、反应速率是否适中、制得氧气是否纯净、实验条件是否易于控制、是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质。 （7）A、产氧和洗气装置组合更便于使用，所以需要一体化，A选项错误； B、简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式，甲瓶相当于加湿过滤仓，乙瓶相当于反应仓，B选项正确； C、实验室和生活中的制氧方式不同，则特定需求是选择制氧方法的重要依据，C选项正确； D、制氧机是工业生产的民用商品，则要符合美学、工程、安全等标准，D选项正确 26．《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典。学习小组对蜡烛燃烧展开了以下探究。 Ⅰ.探究蜡烛各层火焰的温度高低 【实验1】小组同学设计实验如图所示。 (1)将一根火柴梗放入蜡烛火焰中1-2s后抽出，观察到 处的火柴梗先变黑，原因是 。 Ⅱ.探究蜡烛燃烧的产物 【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末，吸水后变成蓝色。 【实验2】 (2)小组同学设计实验如图所示，请将下列表格补充完整。 实验步骤 实验现象 实验结论 澄清石灰水变 ，硫酸铜粉末变 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳 Ⅲ.探究密闭集气瓶中蜡烛燃烧时间的影响因素(装置如图所示)。 【实验3】6个相同集气瓶中盛有不同配比的氧气、氮气的混合气体，测定6根相同蜡烛在集气瓶中的燃烧时间。 氧气体积分数 10% 20% 40% 60% 80% 100% 燃烧时间/s 0s 12 26 35 30 25 现象 立即熄灭 安静燃烧 剧烈燃烧，烛芯长度变长，蜡烛高度变短 (3)实验3的目的是在其他条件相同时，探究 对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响。 (4)小组同学认为蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，结合实验3数据判断该说法是否合理： (填“合理”或“不合理”)，理由是 。 【答案】(1) 外焰 外焰的温度最高 (2) 浑浊 蓝色 (3)氧气体积分数 (4) 不合理 实验3中，氧气体积分数为10%时，蜡烛立即熄灭 【详解】（1）火焰分焰心、内焰、外焰三层，其中外焰的温度最高，所以将一根火柴梗放入蜡烛火焰中1-2s后抽出，观察到外焰处的火柴梗先变黑，原因是外焰的温度最高； （2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，硫酸铜白色粉末吸水变蓝，由实验结论：蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳，则实验中可观察到澄清石灰水变浑浊，硫酸铜粉末变蓝色； （3）由表格数据可知，实验3中每组数据氧气体积分数不一样，所以实验3的目的是在其他条件相同时，探究氧气体积分数对蜡烛在集气瓶中燃烧时间的影响； （4）在实验3中，氧气体积分数为10%时，蜡烛立即熄灭，所以不能说明蜡烛熄灭的原因是氧气完全消耗，故该小组同学的说法不合理。 27．科学探究是新课标要求的重要能力，某兴趣小组进行过氧化氢制氧气的探究实验，不小心把过氧化氢溶液飞溅到了表面变黑的铜管上，发现立即产生大量气泡，查阅资料：该铜管表面黑色固体是氧化铜（CuO）。 【提出问题】氧化铜是否可以作为过氧化氢分解的催化剂？ 【进行假设】 (1) 。 【实验验证】 (2)取1g纯净的氧化铜粉末，两支装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管，进行以下实验： 实验步骤 实验现象 实验一 将带火星的木条伸入装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管中 木条 实验二 向另一支装有5mL3%的过氧化氢溶液的试管中加入 ，再将带火星的木条伸入试管中 木条复燃 【得出结论】 (3)氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂，写出该反应的符号表达式是 。 【反思】 (4)该实验 （填“能”或“不能”）证明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，若不能，还应该补充的实验探究步骤是： ①将实验二试管中的混合物过滤出黑色固体，洗涤，干燥， 。 ②用实验证明黑色固体的 （填“性质”、“物理性质”或“化学性质”）没变。 【答案】(1)氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂 (2) 不复燃 1g纯净的氧化铜粉末 (3)H2O2H2O+O2 (4) 不能 称量，得到1g固体 化学性质 【详解】（1）[进行假设]根据提出的问题可知，做出的假设为氧化铜可以作为过氧化氢分解的催化剂。 （2）[实验验证]实验一：常温下，过氧化氢分解速率缓慢，生成的氧气很少，故实验现象为木条不复燃。实验二：从题中给出“取1g纯净的氧化铜粉末”的信息，结合假设和实验结论可知，实验二应向5mL3%的过氧化氢溶液的试管中加入1g纯净的氧化铜粉末。 （3）[得出结论]过氧化氢在氧化铜的催化条件下分解生成水和氧气，该反应的符号表达式为H2O2H2O+O2。 （4）[反思]以上实验只能证明氧化铜能改变过氧化氢分解的速率，但催化剂反应前后质量和化学性质不变无法证明。故该实验不能证明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂。补充的实验探究步骤①将实验二试管中的混合物过滤出黑色固体，洗涤，干燥，称量，得到1g固体，证明氧化铜的质量在反应前后不变。②催化剂的化学性质在反应前后不变，故还要用用实验证明黑色固体的化学性质没变。 【点睛】本题考查关于催化剂的知识，催化剂只能改变化学反应的速率，但其质量和化学性质在反应前后不变。 28．某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1 g不同的催化剂，再加入溶质质量分数为的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 (1)粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。 (2)能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 (3)①在其他条件相同时，另取1 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。从中可以得出的结论是 。 ②在其他条件相同时，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入5%的过氧化氢溶液20 mL继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。说明化学反应速率快慢还与 有关。 (4)继续实验，发现温度对该反应速率有影响。进行探究温度对该反应速率的影响实验时，需要控制相同的因素是________（填字母）。 A．催化剂的种类 B．催化剂的质量 C．温度 D．过氧化氢溶液的浓度 (5)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10 mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线所示。 ①结合实验和曲线分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 ③曲线最终达到相同的压强，说明： 。 【答案】(1)否 (2)丙、丁 (3) 在其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快 催化剂的质量 (4)ABD (5) 猪肝块 放热 30 催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量 【详解】（1）甲实验中催化剂是MnO2粉末，温度为常温；乙实验中催化剂是红砖粉末，温度为60℃，变量不唯一，所以不能得出粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同催化效果的结论。 （2）丙实验中催化剂是红砖小颗粒，丁实验中催化剂是块状红砖，其他条件相同，丙中缓慢产生气泡，丁中十分缓慢，能说明催化剂的催化效果与其形态有关。 （3）①实验丙中过氧化氢溶液溶质质量分数为5%，另取1g红砖小颗粒，加入8%的过氧化氢溶液20mL，产生气泡速率明显更快，说明在其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快。 ②实验丙中催化剂质量为1g，另取2g红砖小颗粒，加入5%的过氧化氢溶液20mL，产生气泡速率明显更快，说明化学反应速率快慢还与催化剂的质量有关。 （4）探究温度对该反应速率的影响时，应控制催化剂的种类、催化剂的质量、过氧化氢溶液的浓度相同，改变温度，所以选 ABD。 （5）①由曲线a（猪肝块作催化剂）和曲线b（土豆块作催化剂）可知，相同时间内，用猪肝块作催化剂时压强变化更大，说明催化效率更高的是猪肝块。 ②从曲线a、b的变化可以看出，反应结束后压强有下降趋势，说明反应过程中温度升高，压强增大，反应结束后温度降低，压强减小，所以过氧化氢分解的反应是放热反应； 加猪肝块催化的过氧化氢完全反应时，压强达到最大值，所用的时间大约是30s。 ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明产生的气体体积相同，即催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量。 29．“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过碳酸钠，制氧剂乙剂为黑色粉末MnO2。某小组同学进行实验探究其制氧原理并设计组装了一套简易的氧发生器。 【探究一】对制氧剂的选择探究：为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？ 【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，它遇水即可分解为过氧化氢和碳酸钠；碳酸钠易溶于水且与MnO2混合时不反应。 【组装装置】 (1)根据图1制氧机简图，该小组同学利用实验室的仪器组装了一套类似功能的氧气发生器(见图2)，该氧气发生器的连接顺序是 (填图2中接口处字母)，装置A相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。装置A中水的作用还有 (填字母)。 a.判断是否有氧气输出      b.加快氧气生成速率 c.增大氧气产量            d.监测氧气流速 【分析解释】 (2)小组同学分别用过碳酸钠和5%过氧化氢溶液作对照制取氧气，利用数字化传感器测出产生氧气体积与时间变化的曲线，结合试剂状态及分析图像，该家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液的理由是①过碳酸钠 、②2min后过碳酸钠 。 【拓展评价】 (3)通过上述探究可知，保存过碳酸钠的注意事项是 (写一条)。 【探究二】探究影响制氧剂分解速率的因素，选择更优实验条件。(实验装置如图所示，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，实验记录如表： 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 6 6 6 6 6 水槽中水的温度/℃ 20 90 70 70 20 20 锥形瓶中另添加催化剂 —— —— —— —— 0.5gNaCl 0.5gFeCl3 60min内产生氧气体积/mL 0.0 41.0 4.5 12.1 2.0 650.0 【解释与结论】 (4)写出实验⑥发生反应的符号表达式 。 (5)通过实验①、②、④可得出的结论：其它条件相同时， 。 【反思与评价】 (6)制氧条件选择实验⑥而不选实验②的理由是 ，由此理解家用制氧剂为何配备乙剂催化剂。 【答案】(1) cab 加湿过滤仓 ad (2) 便于携带、运输和储存 比5%过氧化氢溶液生成氧气更多 (3)保持干燥 (4) (5)温度越高，反应越快 (6)实验②温度太高，得到的氧气中水蒸气含量较高 【详解】（1）B装置为发生装置，氧气从A装置的a口进入，加湿后从b口排出。则该氧发生器的连接顺序是cab； 由于氧气从A装置的a口进入，所以装置A相当于制氧机中的加湿过滤仓； 将氧气通入水中，可通过是否产生气泡可观察到是否产生氧气，且根据产生气泡的速率可观察到产生氧气的速率，水不能改变生成氧气的速率及生成氧气的产量，故选ad。 （2）由于过碳酸钠便于携带，便于运输和储存，且据图可知，相同时间内，过碳酸钠比5%过氧化氢溶液产生氧气更多。所以家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液。 （3）由于过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠。所以保存过碳酸钠时，应注意保持干燥。 （4）实验⑥中，过氧化氢在氯化铁催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为：。 （5）实验①、②、④中，只是水的温度不同，其他条件均相同，且温度越高，相同时间收集的氧气越多，则说明反应越快。 （6）由表中内容可知，实验②温度太高，则收集的气体中水蒸气含量太高，故选实验⑥制取氧气。 30．化学是一门以实验为基础的科学，如下图所示的实验回答问题：    (1)图A是验证质量守恒定律的实验，实验时红磷 (选填“需要”或“不需要”) 过量。 (2)为达到验证量守恒定律的目的，小林更换了B实验中的药品，以下改进正确的是 （填序号）。 ①将药品换成双氧水和二氧化锰 ②将药品换成铁粉和硫酸铜溶液 ③将药品换成白糖和蒸馏水 (3)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球没有体现的作用是 （填序号）。 ①控制气体的总量                            ②盛放、添加固体药品 ③调节装置的压强                            ④调节装置的容积 (4)由质量守恒定律可知，化学反应前后一定不变的是 （填序号）。 ①原子种类                ②原子数目                ③原子质量                ④分子种类 【答案】(1)不需要 (2)② (3)① (4)①②③ 【详解】（1）红磷燃烧验证质量守恒定律，不需要足量红磷，只要发生了化学反应，观察反应前后质量是否发生了变化即可； （2）①双氧水在二氧化锰的催化下，生成的氧气该装置中没有能体现这部分的质量，不适合验证质量守恒定律； ②铁粉和硫酸铜溶液发生反应，生成硫酸亚铁和铜，适合验证质量守恒定律； ③白糖和蒸馏水不是化学反应，不适合验证质量守恒定律。 故填：②。 （3）①控制气体的总量，气体总量是由反应物决定的，错误； ②盛放、添加固体药品，由图可知气球可以承装药品，添加药品，正确； ③调节装置的压强，气球可以缓冲压强，正确； ④调节装置的容积，气球可以变大变小，调节容积，正确。 故填：①。 （4）在化学反应中： 一定不变的是：各物质的质量总和、元素的种类元素的质量、原子的种类、原子的数目、原子的质量； 在化学反应中：因为有新物质生成，一定改变的是：物质的种类、分子的种类； 故填：①②③。 气和 第二单元 空气和氧气气（科学探究题） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $