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鲁教版(2024)九年级上册 第四单元 我们周围的空气第三节 氧气的实验室制取 题型专练(参考答案)
【题型1】实验室制取气体的探究
【典例】已知实验室制取气体D的表达式为:A(固)+B(固)C+D↑,气体D易溶于水,D的相对分子质量为17,则应选择的发生装置和收集方法可以是( )
A.制CO2的装置和向下排空气法
B.高锰酸钾制氧气的装置和向下排空气法
C.高锰酸钾制氧气的装置和排水集气法
D.高锰酸钾制氧气的装置和向上排空气法
【答案】B
【解析】在实验室中常用大理石或石灰石与稀盐酸在常温下反应来制取二氧化碳,属于固液常温型,而制备气体D采用固固加热型,故A错误;高锰酸钾在加热的条件下分解产生氧气,属于固体加热型,又因为D的密度比空气小,所以可采用向下排空气法来收集,故B正确;因为气体D易溶于水,所以不能采用排水法收集,故C错误;因为气体D的密度比空气小,所以不能采用向上排空气法来收集,故D错误。
【强化训练1】以下是实验室制取气体的反应原理,其中发生装置不同于其他三种的是( )
A.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CaO+NH3•H2O═Ca(OH)2+NH3↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【答案】B
【解析】A.碳酸钙与稀盐酸常温下就能反应,属于固液常温型。B.氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气,属于固体加热型。C.氧化钙与氨水反应制取氨气,属于固液常温型。D.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,属于固液常温型。故B的发生装置不同于其他三种。
【强化训练2】实验室制取气体选择反应原理时,不需要考虑的因素是( )
A.所用反应物是否易得、廉价
B.反应所需条件是否容易得到
C.化学反应的速率是否合适
D.反应产生的气体用途是否广泛
【答案】D
【解析】实验室制取气体选择反应原理时,需要考虑所用反应物是否易得、廉价,故A不符合题意。实验室制取气体选择反应原理时,需要考虑反应所需条件是否容易得到,故B不符合题意。实验室制取气体选择反应原理时,需要考虑化学反应的速率是否合适,以利于实验室中收集,故C不符合题意。实验室制取气体选择反应原理时,不需要考虑反应产生的气体用途是否广泛,故D符合题意。
【强化训练3】下列不属于实验室制取气体的一般思路和方法的是( )
A.确定所制气体的反应原理
B.选择适合制取该气体的实验装置
C.明确验证所制得气体的方法
D.研究如何使用制得的气体
【答案】D
【解析】实验室制取气体需要考虑用一个什么反应来生成这种气体,即反应原理,包括反应物和反应条件,故A不符合题意。实验室制取气体需要考虑选择适合制取该气体的实验装置来制取气体,故B不符合题意。实验室制取气体需要考虑验证所制得气体的方法,故C不符合题意。实验室制取气体,不需要研究如何使用制得的气体,故D符合题意。
【强化训练4】如图是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,应选择的发生装置是_______ (填字母,下同),反应的化学方程式为________,其基本反应类型为_________。
(2)实验室若需收集一瓶氧气用于铁丝燃烧的实验,应选择的最佳收集装置为_________。
(3)已知氢气的密度比空气小,若用F装置收集氢气,根据图示气体的进出口方向,请将 F装置中的玻璃导管补画完整。
【答案】(1)A 2KClO32KCl+3O2↑ 分解反应
(2)E
(3)
【解析】(1)氯酸钾为固体,反应条件为加热,发生装置选择A,氯酸钾在二氧化锰催化作用下生成氯化钾和氧气,据此书写化学方程式即可;(2)铁丝燃烧需要水吸收热量,防止集气瓶炸裂,所以选择排水法收集;(3)由于氢气密度比空气小,则选F装置收集时,气体应从短管通入。
【强化训练5】比较与归纳,是我们学习化学的常用方法。请结合下列实验常用装置,回答有关问题.
(1)写出图中带有标号仪器的名称:a__________,b__________。
(2)用高锰酸钾制取并收集氧气时,应选用的发生装置是 __________ (填序号,下同),某同学用排水法收集氧气时发现水槽中的 水变红了,请你帮他分析可能的原因是__________;排水法收集满一瓶气体后应如何操作__________;高锰酸钾分解制氧气的符号表达式为____________________。
(3)实验室还可用二氧化锰和双氧水来制取氧气,二氧化锰在该反应中起__________作用。应选用的发生装置是__________,用该发生装置制取气体应满足的一般条件是__________,收集装置是__________,用该收集装置收集气体应满足的一般条件是__________。其符号表达式是____________________。
(4)归纳、总结和预习是学习化学重要的方法,小明对接下来学习二氧化碳的制取充满期待,经查阅资料后了解到实验室可用石灰石或大理石,主要成分是碳酸钙固体(CaCO3)和稀盐(HCl)酸在常温下反应制取制二氧化碳,同时生成氯化钙(CaCl2)和水;且二氧化碳可溶于水,密度比空气大。请你根据所学知识帮其判断制取二氧化碳应选用的发生装置和收集装置分别为____________________和____________________。
【答案】(1)试管 酒精灯
(2)A 未在管口处塞团棉花 在水中盖上玻璃片,与集气瓶一起移出水面,正放在桌上 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
(3)催化 B 固体和液体反应无需加热 C或E 密度比空气大或不易溶于水 H2O2 H2O+O2
(4)B C
【解析】(2)如果用高锰酸钾制氧气就需要加热,加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,是为了防止高锰酸钾粉末进入导管;排水法收集满一瓶气体后的操作方法是:在水中盖上玻璃片,与集气瓶一起移出水面,正放在桌上;(3)如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,其中二氧化锰起催化作用;气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关;(4)实验室制取CO2,是在常温下,用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,因此不需要加热。二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集。
【题型2】实验室制取氧气的反应原理
【典例】从安全、环保、节能、简便等方面考虑,实验室制取氧气的最佳方法是( )
A.通电使水电解:水 氢气+氧气
B.过氧化氢催化分解:过氧化氢 水+氧气
C.高锰酸钾加热分解:高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧化汞加热分解;氧化汞 汞+氧气
【答案】B
【解析】A、反应需要消耗大量的电能,不节能。B、反应适合实验室制取氧气的最佳方法,生成物环保、操作也很简单。C、反应需要加热操作相对比较麻烦。D、反应需要加热操作相对比较麻烦。
【强化训练1】下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制氧气过程中相关量的变化,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气,催化剂只能影响反应速率,不影响产生氧气的质量,有催化剂的反应速率快,至完全反应所需时间短,A错误;二氧化锰在反应中作催化剂,反应前后质量不变,B错误;过氧化氢溶液的浓度越大,反应速率越快,等质量的过氧化氢溶液中,10%的溶液中所含过氧化氢的质量大,因此产生的氧气的质量多,C正确;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,溶液的质量减小,当过氧化氢完全分解后,溶液的质量不再改变,D错误。
【强化训练2】下列物质中本身不含有氧气,但加热后能产生氧气的暗紫色固体是( )
A.氧化汞
B.空气
C.氯酸钾
D.高锰酸钾
【答案】D
【解析】氧化汞是红色粉末,A错误;空气是气体,B错误;氯酸钾是白色固体,C错误;高锰酸钾是暗紫色固体,在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,D正确。
【强化训练3】已知二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。现向一定量的过氧化氢溶液(混合物,含有过氧化氢和水)中加入适量的二氧化锰粉末,直至过氧化氢全部分解(忽略水的挥发),下列图像不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】向一定量过氧化氢的水溶液中加入适量的二氧化锰粉末,过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,随着反应的进行氧气的质量从0开始逐渐增加,至完全反应,不再发生改变,A正确;过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,二氧化锰作催化剂,反应前后质量不变,B正确;向一定量过氧化氢的水溶液中加入适量的二氧化锰粉末,过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,原溶液中含有水,随着反应的进行水的质量逐渐增加,至完全反应,不再发生改变,C正确;过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,过氧化氢的质量逐渐减少,至完全反应,减少至0,D错误。
【强化训练4】下列图像符合其描述情况的是( )
A.①中表示:用KMnO4 制取氧气时,MnO2 随着反应进行质量发生的变化
B.②中表示:a,b 两试管中分别装有等质量的过氧化氢溶液,并向a 试管中放入催化剂后,随着反应的进行氧气的生成情况
C.③中表示:用 KMnO4 制取氧气时,试管中剩余的固体随着反应的进行质量的变化情况
D.④中表示:用过氧化氢溶液制取氧气时,生成的氧气质量的变化情况
【答案】D
【解析】高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,随着反应进行,二氧化锰质量增大,A错误;过氧化氢溶液质量相等,最终生成氧气质量相等,B错误;最终试管中的固体质量不是0,C错误;随着反应进行,过氧化氢不断分解生成氧气,D正确。
【强化训练5】化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用下图仪器和装置制取气体并探究气体的性质。
主题一:探究“气体的制取”
(1)写出图A中所指仪器名称:
① ;② 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,其反应的文字表达式为 。
(3)通常状况下,NO气体难溶于水,密度比空气略大,常温下能与氧气迅速反应生成红棕色的气体。在实验室中制取NO气体时,收集装置应选择 (填装置编号)。
(4)在氧气的制取实验中,下列叙述正确的是 (填序号)。
A.实验室制氧气时,应先加药品,再检查装置的气密性
B.检查装置的气密性时,先用手握住容器外壁后,再将导管的一端放入水中
C.该实验反应前后,二氧化锰的质量和性质都不发生改变
D.若用排水法来收集氧气,当看到导管口有连续、均匀的气泡产生时,开始收集
主题二:探究“氧气的化学性质”
(5)细铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中能剧烈燃烧。写出细铁丝在氧气中燃烧的文字表达式 ,该实验中集气瓶内留有少量水的目的是 。
(6)木炭在空气中燃烧发出红光,在氧气中剧烈燃烧发白光。图⑥的实验目的是 。
(7)根据上述细铁丝和木炭燃烧的实验,归纳得出物质燃烧的剧烈程度与 有关。(写出一条)。
【答案】(1)分液漏斗 锥形瓶
(2)过氧化氢氧气+水
(3)E
(4)D
(5)铁+氧气四氧化三铁 防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底
(6)检验是否有二氧化碳生成
(7)氧气浓度
【解析】(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气,反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气;
(3)通常状况下,NO气体难溶于水,密度比空气略大,常温下能与氧气迅速反应生成红棕色的NO2气体,则NO气体只能用排水法收集,在实验室中制取NO气体时,收集装置应选择E;
(4)实验室制氧气时,应先检查装置的气密性,再加药品,若装置气密性不好,更换仪器时会浪费药品,错误;
检查装置气密性时,应先将导管的一端放入水中,再用手握住容器外壁。这样若装置气密性良好,会观察到导管口有气泡冒出,若先握住容器外壁,容器内气体受热膨胀逸出,再将导管放入水中,可能看不到气泡冒出,无法准确判断装置气密性,错误;在利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的反应中,二氧化锰是催化剂,反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变,但物理性质可能改变,错误;若用排水法收集氧气,当看到导管口有连续、均匀的气泡产生时,开始收集,此时排出的气体是纯净的氧气。若刚有气泡就收集,收集的气体中会混有空气,导致氧气不纯,正确。
(5)细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应烧的文字表达式为:铁+氧气四氧化三铁,为了防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底,该实验中集气瓶内要留有少量水;
(6)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,常用澄清石灰水检验二氧化碳,则图⑥的实验目的是检验是否有二氧化碳生成;
(7)细铁丝在空气中不能燃烧,细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体,木炭在空气中燃烧发出红光,在氧气中剧烈燃烧发白光,说明物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。
【强化训练6】如图为实验室常用的制取氧气的装置,请回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:X 。
(2)用高锰酸钾制取氧气可以选择装置A作为气体发生装置,请写出用该装置制取氧气的文字表达式: 。
(3)可以使用装置C作为氧气的收集装置,依据是 。使用此装置收集氧气,正确的收集时机是 ;若用装置E收集氧气,则验满的方法是 。
(4)已知甲烷(CH4)气体难溶于水,密度小于空气。若要收集干燥的甲烷气体,应选用的装置是 。
【答案】(1)试管
(2)
(3)氧气不易溶于水且不与水反应 导管口气泡连续均匀冒出时 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满
(4)D
【解析】(3)C 为排水法收集气体装置,能用于收集氧气是因为氧气不易溶于水且不与水反应;
刚开始加热时,装置内空气先排出,气泡不均匀,当导管口气泡连续均匀冒出时,此时排出的是纯净氧气,适合开始收集;氧气具有助燃性,可使带火星的木条复燃,通常使用带火星的木条验满氧气。E 为向上排空气法收集氧气装置 ,验满方法是:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满。
(4)甲烷难溶于水,密度小于空气,可采用排水法或向下排空气法收集。要收集干燥的甲烷气体,不能用排水法(会使气体含水蒸气 ),应采用向下排空气法,图中 D 为向下排空气法收集装置。
【题型3】 氧气的制取装置
【典例】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作,不正确的是( )
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
【答案】B
【解析】取用粉末状药品,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,A正确。
用图示装置制取氧气时,长颈漏斗的下端要伸入液面以下,以防生成的氧气由长颈漏斗逸出,B错误。
用浓硫酸干燥氧气时,氧气应从长管通入,经浓硫酸干燥后由短管排出,C正确。
氧气的密度比空气大,且与空气中的其他成分不反应,因此可采用向上排空气法来收集氧气,D正确。
【强化训练1】在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集氧气,集气瓶未装满水
B.用向上排空气法收集氧气,导管伸入到集气瓶的底部
C.用排水法收集氧气,导管口气泡连续并比较均匀地放出时收集
D.用排水法收集氧气,收集满后,在液面下盖上玻璃片
【答案】A
【解析】用排水法收集氧气,集气瓶未装满水,混有部分空气,会造成制得的氧气不纯;用向上排空气法收集氧气,导管伸入到集气瓶的底部,可以把集气瓶中的空气排尽,是正确的操作;用排水法收集氧气,由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气,应该待导管口气泡连续并比较均匀地放出时开始收集,是正确的操作;用排水法收集氧气,收集满后,在液面下盖上玻璃片,可以防止空气的进入,是正确的操作,故选项错误。
【强化训练2】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作,请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在__________之后,在__________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时,观察到水中的导管口呈现为放大图中的________ (填“甲”“乙”或“丙”),松开手后,水沿导管上升,形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好;若未观察到此现象,可能的原因是_______________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是_______________。
【答案】(1)连接好仪器 加入试剂
(2)①甲 装置漏气 ②试管内气体热胀冷缩
【强化训练3】某化学兴趣小组进行基础实验与跨学科实践活动。
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,可选用的发生装置是___________(填序号),该反应的文字表达式为______________________。工业上用分离液态空气制氧气,若制取了100 L的氧气,理论上同时也能得到的氮气的体积是___________L。
(3)若用如图1﹣G装置来收集氨气,则氨气从___________(填“a”或“b”)导管通入。
(4)该兴趣小组同学开展跨学科实践活动,进行了“无形变有形”的创新实验。(装置气密性良好,部分仪器省略)图2中,打开塑料瓶瓶盖,同时打开氧气传感器开关,得到了氧气体积分数随时间变化的曲线。AB段氧气体积分数逐渐降低,从微观角度解释其原因是:______________________。BC段氧气体积分数快速下降,BC段对应的实验操作是:______________________(写一种)。
【答案】(1)铁架台 分液漏斗
(2)A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 400
(3)b
(4)氧分子运动到空中;升高温度(合理即可)
【解析】(2)实验室用高锰酸钾制取氧气为固体加热型反应,可选用的发生装置是A,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气,空气中氧气和氮气的体积比约为1:4,则工业上用分离液态空气制氧气,若制取了100 L的氧气,理论上同时也能得到的氮气的体积是400 L;(3)氨气的密度比空气小,若用如图1﹣G装置来收集氨气,则氨气从b导管通入;(4)图2中,打开塑料瓶瓶盖,同时打开氧气传感器开关,得到了氧气体积分数随时间变化的曲线,AB段氧气体积分数逐渐降低,从微观角度解释其原因是氧分子运动到空中,温度越高,分子运动速率越快,则BC段氧气体积分数快速下降,BC段对应的实验操作是升高温度。
【强化训练4】[基础实验与学科实践]
(1)化学是一门以实验为基础的学科,学习化学离不开实验以及实验装置的改进,结合实际回答问题。
ⅰ.仪器a的名称是___________。
ⅱ.小明要用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择了A和E装置来制取,A装置里面发生反应的文字表达式为______________________。小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因___________;小明通过查阅资料还得知,可以用双氧水来制备氧气,这时候他选择的是B装置作为发生装置,B装置相对F装置的优点是___________;小明想准确测量生产氧气的体积,如果是用G图来测量生成气体的体积,请你帮小明把方框中的“导气管”补画完整。
ⅲ.氨气(NH3)是一种能溶于水,具有刺激性气味,密度小于空气的气体。实验室可以用氯化铵固体(NH4Cl)与熟石灰[Ca(OH)2]混合加热制取氨气。你根据上面的装置选择制取氨气的发生装置和收集装置是___________(填字母)。
(2)用传感器探究蜡烛的燃烧。让蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验,回答下列问题:
ⅰ.当氧气浓度变为___________%时蜡烛不再燃烧。
ⅱ.蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是___________。
【答案】(1)ⅰ.锥形瓶 ⅱ. 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 试管口没有塞一小团棉花,高锰酸钾通过导管进入水槽 可以控制反应速率 ⅲ.AD
(2)ⅰ.15.3 ⅱ.氮气
【解析】(1)i.由图可知,仪器a的名称是:锥形瓶;ii.A装置里发生反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因是:未在试管口塞一团棉花,加热时试管内粉末状物质进入导管;与F装置相比,B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;用G图来测量生成气体的体积,氧气的密度比水小,应“短进长出”,故图为:;
iii.实验室可以用氯化铵固体与熟石灰混合加热制取氨气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氨气能溶于水,密度小于空气,可用向下排空气法收集,收集装置可选D;
(2)i.由图可知,当氧气浓度变为15.3%时,蜡烛不再燃烧;
ii.空气中主要含氮气和氧气,蜡烛燃烧消耗氧气,氮气不参与反应,故蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是氮气。
【题型4】氧气的收集、检验和验满
【典例】化学是一门以实验为基础的科学。下列实验操作错误的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】检查装置的气密性,将导管的一端伸入水中,用手紧握试管外壁,若观察到导管口有气泡冒出,则说明该装置气密性良好,故A操作正确;向量筒倾倒液体时,量筒要倾斜,瓶塞要倒放,标签要朝向手心,瓶口紧挨量筒口,量筒读数时,视线要与量筒内液体凹液面最低处保持水平,故B操作正确;玻璃片一面光滑,一面粗糙,为了防止气体泄漏,也防止玻璃片从集气瓶滑落,集气瓶口上方和配套的玻璃片都要与磨砂面(即粗糙的一面)接触,氧气的密度比空气大,盛有氧气的集气瓶要正放在桌面上,且毛玻璃片的毛面向着集气瓶口,故C操作错误;盖灭酒精灯后轻提一下灯帽,再重新盖好,以使水分挥发,利于下次点燃酒精灯,也可平衡气压,方便下次取下灯帽,故D操作正确。
【强化训练1】中考实验操作考试时,实验室里出现了以下操作,其中不正确的是( )
A.氧气的验满
B.倾倒液体
C.往试管里送入固体粉末
D.滴加酚酞
【答案】A
【解析】氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口,而不能伸入集气瓶内,A错误;取用较多量液体时,先拿下细口瓶塞,倒放在桌面上,标签要朝向手心,瓶口要紧挨着试管口,试管稍倾斜,使液体缓缓地流入试管中,B正确;固体粉末状试剂取用时,使试管倾斜,用药匙或纸槽将试剂送入试管底部,再将试管慢慢直立起来,C正确;滴加液体试剂时,使胶头滴管垂直悬空在容器上方,不要接触容器内壁,也不能伸入容器内,D正确。
【强化训练2】在“氧气的实验室制取与性质”实验中,下列装置或操作不正确的是( )
A.用图甲所示的装置检查气密性
B.用图乙所示的装置制备氧气
C.用图丙所示的装置收集氧气
D.用图丁所示的装置对氧气验满
【答案】D
【解析】检查装置的气密性:将导管置于水中,用手紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装置气密性良好,图中操作正确;给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,且用高锰酸钾制取氧气,应在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,图中操作正确;氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集,图中操作正确;氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内部,图中操作不正确。
【强化训练3】如图所示是实验室制备、收集、验满、验证氧气性质的操作,其中操作正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】如果用高锰酸钾制氧气就需要加热,试管口要放一团棉花;氧气的密度比空气的密度大,因此能用向上排空气法收集,导管要伸到集气瓶的底部,导管进入太短错误;氧气的验满方法是:将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气满了,伸入瓶中错误;细铁丝在氧气中燃烧,集气瓶底部应该放少量水或细沙。
【强化训练4】下图为实验室常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题:
(1)上图C中仪器甲的名称是 。
(2)若用D装置收集氧气,其验满的方法是 。
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,该反应必须严格控制加水的速度,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的发生装置是 (请填字母);如果用如图G所示装置收集乙炔,气体应从 (“a”或“b”)端管口通入。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则氧气已集满
(3)B b
【解析】(2)若用D装置收集氧气,氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满;
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,属于固液不加热反应,该反应必须严格控制加水的速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂,故发生装置可选B,B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;如果用如图G所示装置收集乙炔,乙炔的密度比水小,应从b端通入。
【强化训练5】根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2)A
(3)E 二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气 集气瓶中未装满水、未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4)a 将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满
(5)将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁
【解析】(1)标号①的仪器名称为酒精灯;标号②的仪器名称为水槽;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选用固体加热型发生装置,且试管口需要放一团棉花,防止粉末状物质进入导管,则发生装置选择A;
(3)氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法进行收集,即装置D或E,硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体,直接排放会污染空气,二氧化硫能溶于水,若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是E,理由是二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气;用排水法收集氧气,由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气,所以未等气泡连续均匀放出时就开始收集,会导致收集的氧气不纯;或收集前集气瓶内没有装满水,也会导致收集的氧气不纯;
(4)用F装置收集氧气,由于氧气的密度比空气略大,所以氧气应从导管a处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满;
(5)设计实验检验G图装置的气密性:将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁,观察到导管口有气泡冒出,说明该装置气密性良好。
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典例】如图为实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置。在实验过程中,当观察到气泡在导管口连续、均匀地冒出时,才开始收集气体,其目的是( )
A.为了检验该实验装置的气密性
B.为了提高收集到的氧气的纯度
C.防止水槽中的水倒吸使试管破裂
D.防止高锰酸钾颗粒进入导管
【答案】B
【解析】检查装置的气密性要在装入试剂之前,A错误;当观察到气泡在导管口连续、均匀地冒出时,才开始收集气体,就是为提高收集到的氧气的纯度,B正确;试管口向下倾斜是防止水槽中的水倒吸使试管破裂,C错误;防止高锰酸钾颗粒进入导管,要在试管口放一团棉花,D错误。
【强化训练1】实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气的实验中,下列说法正确的是( )
A.应向试管中加入大量药品,以产生更多氧气
B.应先给试管均匀预热,后集中药品部位加热
C.导管冒出气泡时应立即收集,以免氧气浪费
D.结束时应先熄灭酒精灯,后将导管移出水面
【答案】B
【强化训练2】实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中仪器a的名称是_________________________________。
(2)实验室用装置A制备氧气,其反应的文字表达式为______________________。
(3)若用装置F收集氧气,检验瓶中氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在导管___________ (填“b”或“c”,下同)口处,观察木条是否复燃;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管___________口通入。
(4)通常状况下,硫化氢(H₂S)是一种密度比空气大且能溶于水的气体,实验室常用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,则制取硫化氢气体可选用的装置组合是 ___________ (填序号,从A~E 中选择)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)b c
(4)BC
【解析】(2)实验室用装置A 制备氧气,由试管口有棉花可知,采用的是加热高锰酸钾的方法,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)用装置F收集氧气,氧气从导管c口通入,验满的方法是将带火星的木条放在导管b口处,若木条复燃,说明氧气已满;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管c 口通入。(4)实验室常用块状硫化亚铁和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,反应不需要加热,则可选用装置B作为发生装置,硫化氢是一种密度比空气大且能溶于水的气体,应选用向上排空气法收集,故采用装置C 进行收集。
【强化训练3】化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究,请你分析并回答问题:
(1)图中标号a的仪器名称是__________。
(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气,可选用的装置组合是__________ (填字母)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为____________________。主要操作步骤有①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是__________ (填序号)。
(4)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋,现用F收集一袋较纯净的氧气,则导气管口b、c 连接之前需进行的一项操作是________________。
【答案】(1)分液漏斗
(2)AC 或AE或AC、AE
(3)过氧化氢水+氧气 ④①③②
(4)排尽充气袋内的空气
【解析】(2)加热高锰酸钾固体制取氧气属于固体加热型,应选A装置作为发生装置;氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法(E装置)或向上排空气法(C装置)收集。(3)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气;实验室用过氧化氢制氧气,主要的操作步骤有组装仪器、检查装置的气密性、装入药品、收集并验满气体,正确的操作顺序是④①③②。(4)要用F收集一袋较纯净的氧气,需要先将F排空,因此导气管口b、c连接之前需要进行的操作是排尽充气袋内的空气。
【强化训练4】如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号),选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下:①加热;②检查装置气密性;③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花;④用排水法收集氧气;⑤从水槽中撤出导管;⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (选填下面字母序号)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,若直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快。为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号),反应的符号表达式为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)E 氧气不易溶于水 c
(3)C H2O2H2O+O2
【解析】(1)根据图示,仪器X的名称为锥形瓶。
(2)氧气既可以用排水法收集,也可用向上排空气法收集,但排水法收集的氧气较纯,因此要收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是E。选择排水法收集氧气,利用的氧气的物理性质是:氧气不易溶于水。
实验室用高锰酸钾加热制取氧气,实验时必须先检查装置的气密性,然后装入高锰酸钾,再固定试管加热,收集完所需氧气后,必须先从水槽中撤出导管,最后熄灭酒精灯。因此正确的操作顺序是:c。
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,因为过氧化氢溶液是液体,催化剂二氧化锰是固体,反应不需要加热,所以发生装置可选择B和C,但直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快,为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是:C,因为装置C中的分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的滴加速率,从而达到控制反应速率的目的。
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的符号表达式为:H2O2H2O+O2。
【题型6】催化剂与催化作用
【典例】已知FeCl3也可以催化H2O2的分解,现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液,充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液,过氧化氢分解为氧气和水,完全反应后,氧气质量不再变化,故A错误;过氧化氢分解为氧气和水,溶剂质量增加,完全反应后,溶剂质量不再变化,故B正确;过氧化氢分解为氧气和水,过氧化氢的质量分数减小,完全反应后,过氧化氢的质量为0,质量分数为0,故C错误;FeCl3是催化剂,反应前后质量不变,过氧化氢分解为氧气和水,所以反应后溶液的总质量减少,因此FeCl3的质量分数先增大后不变,故D错误。 【答案】B
【强化训练1】下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只能加快化学反应速率,但本身的化学性质不变
B.催化剂不能改变生成物的质量
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【答案】B
【解析】催化剂能改变(包括加快和减慢)化学反应速率,本身的化学性质不变,A错误;催化剂只能改变化学反应速率,不能增加生成物的质量,B正确;二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂,催化剂不一定就是二氧化锰,其他的物质也可以作催化剂,C错误;并不是所有的化学反应都需要催化剂,如人的呼吸作用,不需要使用催化剂,D错误。
【强化训练2】科学探究是奇妙的过程。在一次实验中,小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢溶液的试管中,立即有大量气泡产生。请你和小明一起回答下列问题。
(1)检验试管中产生的气体为氧气的方法:__________________。
(2)小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的_________。
(3)小明如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂,还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 _________都没有发生变化。
(4)若没有加入硫酸铜溶液,其结果是5%的过氧化氢溶液_________ (填序号)。
A.不能产生氧气
B.产生氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少
【答案】(1)将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则该气体为氧气
(2)催化剂
(3)化学性质
(4)B
【解析】(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故检验氧气的方法是将带火星的木条伸入试管内,若木条复燃,则该气体为氧气。(2)硫酸铜溶液滴加到盛有5%过氧化氢溶液的试管中,立即有大量气泡产生,根据该现象推测硫酸铜溶液可能是过氧化氢分解的催化剂。(3)催化剂的特点是在化学反应前后质量和化学性质不变,要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂,还需确认化学反应前后它的质量和化学性质都没有发生变化。(4)若没有加入硫酸铜溶液,其结果是5%的过氧化氢溶液产生氧气的速率慢,但仍能产生氧气且最终产生氧气的总量不变,故选B。
如图所示,探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
【强化训练3】(1)实验2中发生反应的文字表达式为 。
(2)常温下,实验1试管内也产生了氧气,但带火星的木条不能复燃,原因是 。
(3)实验1中带火星的木条不复燃,实验3中的现象为 ,对比实验现象可以说明 。
(4)对实验结束后试管中剩余的黑色固体物质进行回收、干燥,再进行称量,得到固体的质量为 。
(5)要验证二氧化锰在反应中作催化剂,还要证明反应前后二氧化锰的 不变,验证的方法为 。
(6)下列关于催化剂的说法中,正确的是 (填字母)。
A.使用催化剂可增大生成物的质量
B.不使用催化剂就不能发生化学反应
C.加入催化剂可以改变化学反应的速率
D.催化剂的性质和质量在化学反应前后保持不变
【答案】(1)过氧化氢水+氧气 (2)反应速率慢(合理即可) (3)带火星的木条复燃 二氧化锰加快了过氧化氢分解的速率 (4)0.2g (5)化学性质 待实验3的试管内的液体不再放出气泡时,重新加入适量的过氧化氢溶液,再将带火星的木条伸入试管内,木条复燃,说明二氧化锰的化学性质没有改变 (6)C
【强化训练4】实验创新是中学生必备的重要科学素养。如图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3 mL (密度为
1 g /mL)5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内,再用药匙取
0.2 g二氧化锰粉末,放在干燥管进气管的管壁上。
②在橡皮塞上固定带火星的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察现象。
请分析回答:
(1)可观察到带火星的棒香立即__________________。
(2)反应结束后回收二氧化锰粉末并干燥,理论上可得二氧化锰的质量是_________g。
(3)下列各项是同学们对该创新实验的评价,你认为评价不合理的是_________ (填字母)。
A.实验中所用仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速率太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
【答案】(1)复燃 (2)0.2 (3)BC
【题型7】分解过氧化氢制氧气
【典例】实验室用高锰酸钾制取并收集氧气时,不会用到的仪器是( )
A.试管
B.酒精灯
C.长颈漏斗
D.集气瓶
【答案】C
【解析】实验室用高锰酸钾制取并收集氧气时,反应物是固体,反应条件是加热,需要固体加热型发生装置,氧气不易溶于水且不与水反应、密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,所以需要用到的仪器是试管、酒精灯、集气瓶,不需要用到的仪器是长颈漏斗。
【强化训练1】实验室加热高锰酸钾制取氧气,需要选用的仪器是( )
A.锥形瓶
B.漏斗
C.烧杯
D.铁架台
【答案】D
【解析】高锰酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,氧气密度比空气大,不易溶于水,需要的仪器有试管、导管、铁架台、集气瓶、水槽等,故选D。
【强化训练2】收集氧气的正确方法是( )
A.排水法,导管通入试管底部
B.向上排气法,导管伸近瓶底
C.向下排气法,导管放到瓶口
D.向上排气法,导管放在瓶口
【答案】B
【强化训练3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条___________的现象时,说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为___________,该反应属于___________ (填基本反应类型)。
【答案】(1)复燃 (2)过氧化氢水+氧气 分解反应
【强化训练4】如图所示为过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置,回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:a___________、 b___________。
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)该实验中二氧化锰起___________作用,在化学反应前后其___________和___________均不变。
(4)收集氧气的装置为___________ (填字母),选择该装置的原因是___________。
【答案】(1)长颈漏斗 集气瓶
(2)过氧化氢水+氧气
(3)催化 质量 化学性质
(4)C 氧气密度比空气大
学习了过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂后,某化学兴趣小组的同学在寻找新的催化剂的活动中,对硫酸铜(CuSO4)能否作过氧化氢分解的催化剂进行了如下探究。
【强化训练5】[查阅资料] 硫酸铜易溶于水,溶液呈蓝色。
[实验探究]
(1)甲同学按如表方案进行实验。
[评价改进]
(2)大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的__________________在反应前后都没有发生改变。
[继续探究]
(3)小组同学认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论:将甲同学实验后试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称量其质量为mg,然后将固体加入5%的__________________溶液中,带火星的木条再次复燃,说明硫酸铜仍然可以加速过氧化氢分解。
[拓展延伸] 同学们对上述实验进行了如下反思:
(4)比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制取氧气的催化效果,实验过程中需要控制的条件是 (填字母)。
A. 溶液的起始温度
B. 催化剂的质量
C. 溶液的浓度
D. 反应的起始时间
【答案】(1)复燃 过氧化氢水+氧气 (2)质量和化学性质 (3)过氧化氢 (4)ABC
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典例】某实验小组欲利用如图所示装置制取并收集氧气,下列相关操作正确的是( )
A.先检查装置气密性,再装试剂
B.先固定试管,再放置酒精灯
C.导管口有气泡冒出立即开始收集
D.收集满氧气的集气瓶倒放在桌面上
【答案】A
【解析】实验室制取气体时,组装好装置后,应在向容器中装入试剂前检查装置气密性,然后再装入试剂,防止浪费试剂,A正确;先放置酒精灯,再固定试管,B错误;导管口开始有气泡冒出时,不宜立即收集,因为开始排出的气体是空气,待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集,C错误;氧气的密度比空气的大,收集满氧气的集气瓶从水槽中取出后正放在桌上,D错误。
【强化训练1】下列仪器连接的操作中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【强化训练2】如图是实验室用高锰酸钾制取氧气的装置,请回答问题。
(1)仪器a的名称:_______。
(2)用高锰酸钾制取O₂的文字表达式是_________________。
(3)实验室收集氧气的方法是__________。
(4)将高锰酸钾粉末装入试管的操作是_____________。
(5)试管口放一团棉花的作用是 _______________(合理即可)。
【答案】(1)铁架台
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)向上排空气法(或排水法)
(4)将试管倾斜,把盛有药品的药匙(或纸槽)送至试管底部,然后使试管直立起来
(5)防止加热时高锰酸钾粉末进入导管(或防止高锰酸钾粉末进入水槽使水变红)
【解析】(2)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、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。(3)氧气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集(氧气不易溶于水,可以用排水法收集)。
【强化训练3】下图是实验室制取气体的常见装置,请回答问题:
(1)仪器①的名称是__________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选择的发生装置是_______(填字母),发生反应的文字表达式为_______________________。
(3)用装置C收集氧气时,当____________________时开始收集;当观察到____________________时,表示氧气已收集满。收集完毕的操作顺序是 (填序号)。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
(4)欲收集一瓶干燥的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
【答案】(1)锥形瓶 (2) A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)导管口的气泡连续均匀冒出 瓶口外有大气泡冒出 ①③② (4)D
【解析】(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应属于固体加热型,选择的发生装置是A;高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、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。(3)用装置C收集氧气时,当导管口的气泡连续均匀冒出时开始收集;当观察到瓶口外有大气泡冒出时,表示氧气已收集满。收集完毕后,先盖上玻璃片,然后取出集气瓶,最后正放在实验台上,故操作顺序是①③②。(4)氧气的密度比空气的密度大,欲收集一瓶干燥的氧气,应选用向上排空气法收集,选择的收集装置是D。
结合如图①所示实验装置回答问题:
【强化训练4】
(1)A装置中试管口略向下倾斜的目的是_________________________________。
(2)检验氧气已收集满的方法是__________________________________。
(3)D装置与B装置相比,收集到的氧气更_______,若用E装置收集氧气,进气口为_______(填“a”或“b”)。
(4)制取气体前应先检查装置的气密性。若按如图②所示操作,结果在导管口未看到气泡,其原因可能是_______(填字母)。
A. 将水槽换成了烧杯
B. 试管口胶塞未塞紧
C. 手握在了试管中间
D. 先用手握住试管,再将导管一端放入水中
(5)(易错易混)医院给病人输氧气时用到的“湿化瓶”装置,如图③所示。下列关于该装置的说法正确的是_______(填字母)。
A. 导管c连接供给氧气的钢瓶
B. 该装置可用来观察输出氧气的速度
C. 通过该装置可以控制输出氧气的速度
【答案】(1)防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂 (2)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明已经收集满 (3)纯净 a (4)BD (5)AB
【强化训练5】实验目的:学习实验室制取氧气的方法,并验证氧气的化学性质。
实验原理:
高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
(KMnO₄) (K₂MnO₄) (MnO₂) (O₂)
实验用品: 。
实验记录:
[分析与讨论]
1.装试剂后,为什么要在试管口放一团棉花?
2.若收集到的氧气不纯,你认为可能的原因有哪些?
3.若在实验过程中出现试管炸裂,你认为可能的原因有哪些?
[实验反思]
1.实验室制取氧气的装置包括发生装置和收集装置,它们的组装顺序是从下到上、从左往右。请问拆卸装置的顺序是怎样的?
2.从反应物、生成物、反应条件、排水集气操作等方面,归纳实验室用高锰酸钾制取氧气的注意事项。
【答案】实验用品:药匙、大试管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、单孔胶塞、玻璃导管、胶皮管、水槽、集气瓶、玻璃片、火柴、棉花、木条、坩埚钳、大烧杯;高锰酸钾、水、木炭等
实验记录:
1.导管口有气泡冒出,松开手,导管内形成一小段水柱
2.高锰酸钾
4.导管口有气泡冒出 导管口有连续、均匀的气泡冒出 集气瓶口有大气泡冒出时
6.持续红热,无烟无焰 发出白光,放出热量
[分析与讨论]
1.防止气流带出的固体粉末堵塞导管。
2.集气瓶中没有装满水;加热时导管口刚有气泡冒出就开始收集;等等。
3.没有预热;试管外壁有水;试管底部接触灯芯;试管口没有略向下倾斜;等等。
[实验反思]
1.拆卸装置的顺序是从右到左,从上到下。
2.试管口放一团棉花;加热时先预热再对盛试剂的部位集中加热;集气瓶中要装满水;导管口有气泡连续、均匀冒出时再收集;实验结束先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯;等等。
【题型9】氧气的性质与制取综合
【典例】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)若实验最终得到二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂的实验结论,则操作⑤得到的称量结果为 。
(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明 。
【答案】(1)产生大量气泡,带火星的木条复燃 (2)0.2克 (3)催化剂在化学反应前后化学性质不变
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,氧气具有助燃性,则③观察到的现象是产生大量气泡,带火星的木条复燃;(2)二氧化锰是过氧化氢反应的催化剂,化学反应前后质量和化学性质不变,则过滤、烘干后得到的称量结果为0.2克;(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明催化剂在化学反应前后化学性质不变。
【强化训练1】如图是教材“探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用”的实验,请回答问题:
甲 乙 丙
(1)丙图中观察到的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星的小木条① 。此过程中发生化学反应的符号表达式为② 。
(2)如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量,实验结束后把二氧化锰洗净、 (填操作),再称量,发现二氧化锰的质量没有改变。
(3)下列两种方法可以得到平稳的氧气流的是 (填字母)。
A.把少量二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中
B.把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中
【答案】(1)①复燃 H2O2H2O+O2 (2)干燥 (3)B
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,氧气能使带火星的木条复燃,则图中观察到的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星的小木条复燃,发生反应的符号表达式为H2O2H2O+O2;(3)要得到平稳的氧气流,就需要反应持续匀速进行,通过控制液体试剂过氧化氢溶液的加入速率及加入量,可达到控制反应速率的目的,则应把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中,故选B。
根据下图所示装置回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置是 (填字母),反应的符号表达式是 ,若要得到较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
(3)比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾固体制取氧气两种方法,两者的共同点是 (填序号)。
①发生装置相同
②都可用二氧化锰作催化剂
③完全反应后剩余的固体成分相同
(4)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式是 ,若要控制液体的滴加速率,应选择的发生装置是 (填字母)。
(5)利用G装置可以进行许多实验,若气体从 m管通入,能达到实验目的的是 (填序号)。
①用排空气法收集密度比空气小的气体
②G中盛澄清石灰水,检验二氧化碳
【答案】
(1)分液漏斗 水槽
(2) C KMnO4K2MnO4+ MnO2+ O2F
(3)②
(4) B
(5) ②
【强化训练3】在实验室里,用如图所示的装置进行有关实验。请回答下列问题。
(1)实验室中氯酸钾储存在 (填仪器名称)中,用加热氯酸钾的方法制取氧气,反应的符号表达式为
。
(2)用混合过氧化氢溶液和硫酸铜溶液的方法制取氧气,为了便于控制反应速率,组装发生装置应选择 (填字母),硫酸铜溶液的作用是 。若用二氧化锰代替硫酸铜溶液,反应的符号表达式为 。
(3)用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷,甲烷难溶于水,密度比空气小,制备并收集较干燥的甲烷应选择的装置是 (填字母)。
(4)下图所示装置中,可用来收集氧气的是 (填字母)。
[探究思维设问]
(1)实验室制取气体的发生装置的选择依据是 。
(2)收集装置的选择依据是 。以氧气为例,若要收集较纯净的气体应选择 ,若要收集较干燥的气体应选择 。
(3)用排空气法收集气体应注意导管 。
【答案】(1)广口瓶
(2)AC 催化作用
(3)BDE (4)D
[探究思维设问]
(1)反应物的状态和反应条件
(2)气体的溶解性和密度 排水法 向上排空气法
(3)要伸到集气瓶底部
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鲁教版(2024)九年级上册 第四单元 我们周围的空气第三节 氧气的实验室制取 题型专练
【题型1】实验室制取气体的探究
【典例】已知实验室制取气体D的表达式为:A(固)+B(固)C+D↑,气体D易溶于水,D的相对分子质量为17,则应选择的发生装置和收集方法可以是( )
A.制CO2的装置和向下排空气法
B.高锰酸钾制氧气的装置和向下排空气法
C.高锰酸钾制氧气的装置和排水集气法
D.高锰酸钾制氧气的装置和向上排空气法
【强化训练1】以下是实验室制取气体的反应原理,其中发生装置不同于其他三种的是( )
A.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CaO+NH3•H2O═Ca(OH)2+NH3↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【强化训练2】实验室制取气体选择反应原理时,不需要考虑的因素是( )
A.所用反应物是否易得、廉价
B.反应所需条件是否容易得到
C.化学反应的速率是否合适
D.反应产生的气体用途是否广泛
【强化训练3】下列不属于实验室制取气体的一般思路和方法的是( )
A.确定所制气体的反应原理
B.选择适合制取该气体的实验装置
C.明确验证所制得气体的方法
D.研究如何使用制得的气体
【强化训练4】如图是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,应选择的发生装置是_______ (填字母,下同),反应的化学方程式为________,其基本反应类型为_________。
(2)实验室若需收集一瓶氧气用于铁丝燃烧的实验,应选择的最佳收集装置为_________。
(3)已知氢气的密度比空气小,若用F装置收集氢气,根据图示气体的进出口方向,请将 F装置中的玻璃导管补画完整。
【强化训练5】比较与归纳,是我们学习化学的常用方法。请结合下列实验常用装置,回答有关问题.
(1)写出图中带有标号仪器的名称:a__________,b__________。
(2)用高锰酸钾制取并收集氧气时,应选用的发生装置是 __________ (填序号,下同),某同学用排水法收集氧气时发现水槽中的 水变红了,请你帮他分析可能的原因是__________;排水法收集满一瓶气体后应如何操作__________;高锰酸钾分解制氧气的符号表达式为____________________。
(3)实验室还可用二氧化锰和双氧水来制取氧气,二氧化锰在该反应中起__________作用。应选用的发生装置是__________,用该发生装置制取气体应满足的一般条件是__________,收集装置是__________,用该收集装置收集气体应满足的一般条件是__________。其符号表达式是____________________。
(4)归纳、总结和预习是学习化学重要的方法,小明对接下来学习二氧化碳的制取充满期待,经查阅资料后了解到实验室可用石灰石或大理石,主要成分是碳酸钙固体(CaCO3)和稀盐(HCl)酸在常温下反应制取制二氧化碳,同时生成氯化钙(CaCl2)和水;且二氧化碳可溶于水,密度比空气大。请你根据所学知识帮其判断制取二氧化碳应选用的发生装置和收集装置分别为____________________和____________________。
【题型2】实验室制取氧气的反应原理
【典例】从安全、环保、节能、简便等方面考虑,实验室制取氧气的最佳方法是( )
A.通电使水电解:水 氢气+氧气
B.过氧化氢催化分解:过氧化氢 水+氧气
C.高锰酸钾加热分解:高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧化汞加热分解;氧化汞 汞+氧气
【强化训练1】下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制氧气过程中相关量的变化,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练2】下列物质中本身不含有氧气,但加热后能产生氧气的暗紫色固体是( )
A.氧化汞
B.空气
C.氯酸钾
D.高锰酸钾
【强化训练3】已知二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。现向一定量的过氧化氢溶液(混合物,含有过氧化氢和水)中加入适量的二氧化锰粉末,直至过氧化氢全部分解(忽略水的挥发),下列图像不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练4】下列图像符合其描述情况的是( )
A.①中表示:用KMnO4 制取氧气时,MnO2 随着反应进行质量发生的变化
B.②中表示:a,b 两试管中分别装有等质量的过氧化氢溶液,并向a 试管中放入催化剂后,随着反应的进行氧气的生成情况
C.③中表示:用 KMnO4 制取氧气时,试管中剩余的固体随着反应的进行质量的变化情况
D.④中表示:用过氧化氢溶液制取氧气时,生成的氧气质量的变化情况
【强化训练5】化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用下图仪器和装置制取气体并探究气体的性质。
主题一:探究“气体的制取”
(1)写出图A中所指仪器名称:
① ;② 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,其反应的文字表达式为 。
(3)通常状况下,NO气体难溶于水,密度比空气略大,常温下能与氧气迅速反应生成红棕色的气体。在实验室中制取NO气体时,收集装置应选择 (填装置编号)。
(4)在氧气的制取实验中,下列叙述正确的是 (填序号)。
A.实验室制氧气时,应先加药品,再检查装置的气密性
B.检查装置的气密性时,先用手握住容器外壁后,再将导管的一端放入水中
C.该实验反应前后,二氧化锰的质量和性质都不发生改变
D.若用排水法来收集氧气,当看到导管口有连续、均匀的气泡产生时,开始收集
主题二:探究“氧气的化学性质”
(5)细铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中能剧烈燃烧。写出细铁丝在氧气中燃烧的文字表达式 ,该实验中集气瓶内留有少量水的目的是 。
(6)木炭在空气中燃烧发出红光,在氧气中剧烈燃烧发白光。图⑥的实验目的是 。
(7)根据上述细铁丝和木炭燃烧的实验,归纳得出物质燃烧的剧烈程度与 有关。(写出一条)。
【强化训练6】如图为实验室常用的制取氧气的装置,请回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:X 。
(2)用高锰酸钾制取氧气可以选择装置A作为气体发生装置,请写出用该装置制取氧气的文字表达式: 。
(3)可以使用装置C作为氧气的收集装置,依据是 。使用此装置收集氧气,正确的收集时机是 ;若用装置E收集氧气,则验满的方法是 。
(4)已知甲烷(CH4)气体难溶于水,密度小于空气。若要收集干燥的甲烷气体,应选用的装置是 。
【题型3】 氧气的制取装置
【典例】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作,不正确的是( )
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
【强化训练1】在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集氧气,集气瓶未装满水
B.用向上排空气法收集氧气,导管伸入到集气瓶的底部
C.用排水法收集氧气,导管口气泡连续并比较均匀地放出时收集
D.用排水法收集氧气,收集满后,在液面下盖上玻璃片
【强化训练2】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作,请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在__________之后,在__________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时,观察到水中的导管口呈现为放大图中的________ (填“甲”“乙”或“丙”),松开手后,水沿导管上升,形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好;若未观察到此现象,可能的原因是_______________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是_______________。
【强化训练3】某化学兴趣小组进行基础实验与跨学科实践活动。
(1)仪器名称:①___________,②___________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,可选用的发生装置是___________(填序号),该反应的文字表达式为______________________。工业上用分离液态空气制氧气,若制取了100 L的氧气,理论上同时也能得到的氮气的体积是___________L。
(3)若用如图1﹣G装置来收集氨气,则氨气从___________(填“a”或“b”)导管通入。
(4)该兴趣小组同学开展跨学科实践活动,进行了“无形变有形”的创新实验。(装置气密性良好,部分仪器省略)图2中,打开塑料瓶瓶盖,同时打开氧气传感器开关,得到了氧气体积分数随时间变化的曲线。AB段氧气体积分数逐渐降低,从微观角度解释其原因是:______________________。BC段氧气体积分数快速下降,BC段对应的实验操作是:______________________(写一种)。
【强化训练4】[基础实验与学科实践]
(1)化学是一门以实验为基础的学科,学习化学离不开实验以及实验装置的改进,结合实际回答问题。
ⅰ.仪器a的名称是___________。
ⅱ.小明要用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择了A和E装置来制取,A装置里面发生反应的文字表达式为______________________。小明在收集氧气的时候发现水槽里的水变红了,可能的原因___________;小明通过查阅资料还得知,可以用双氧水来制备氧气,这时候他选择的是B装置作为发生装置,B装置相对F装置的优点是___________;小明想准确测量生产氧气的体积,如果是用G图来测量生成气体的体积,请你帮小明把方框中的“导气管”补画完整。
ⅲ.氨气(NH3)是一种能溶于水,具有刺激性气味,密度小于空气的气体。实验室可以用氯化铵固体(NH4Cl)与熟石灰[Ca(OH)2]混合加热制取氨气。你根据上面的装置选择制取氨气的发生装置和收集装置是___________(填字母)。
(2)用传感器探究蜡烛的燃烧。让蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验,回答下列问题:
ⅰ.当氧气浓度变为___________%时蜡烛不再燃烧。
ⅱ.蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是___________。
【题型4】氧气的收集、检验和验满
【典例】化学是一门以实验为基础的科学。下列实验操作错误的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练1】中考实验操作考试时,实验室里出现了以下操作,其中不正确的是( )
A.氧气的验满
B.倾倒液体
C.往试管里送入固体粉末
D.滴加酚酞
【强化训练2】在“氧气的实验室制取与性质”实验中,下列装置或操作不正确的是( )
A.用图甲所示的装置检查气密性
B.用图乙所示的装置制备氧气
C.用图丙所示的装置收集氧气
D.用图丁所示的装置对氧气验满
【强化训练3】如图所示是实验室制备、收集、验满、验证氧气性质的操作,其中操作正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练4】下图为实验室常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题:
(1)上图C中仪器甲的名称是 。
(2)若用D装置收集氧气,其验满的方法是 。
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,该反应必须严格控制加水的速度,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的发生装置是 (请填字母);如果用如图G所示装置收集乙炔,气体应从 (“a”或“b”)端管口通入。
【强化训练5】根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典例】如图为实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置。在实验过程中,当观察到气泡在导管口连续、均匀地冒出时,才开始收集气体,其目的是( )
A.为了检验该实验装置的气密性
B.为了提高收集到的氧气的纯度
C.防止水槽中的水倒吸使试管破裂
D.防止高锰酸钾颗粒进入导管
【强化训练1】实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气的实验中,下列说法正确的是( )
A.应向试管中加入大量药品,以产生更多氧气
B.应先给试管均匀预热,后集中药品部位加热
C.导管冒出气泡时应立即收集,以免氧气浪费
D.结束时应先熄灭酒精灯,后将导管移出水面
【强化训练2】实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中仪器a的名称是_________________________________。
(2)实验室用装置A制备氧气,其反应的文字表达式为______________________。
(3)若用装置F收集氧气,检验瓶中氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在导管___________ (填“b”或“c”,下同)口处,观察木条是否复燃;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管___________口通入。
(4)通常状况下,硫化氢(H₂S)是一种密度比空气大且能溶于水的气体,实验室常用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,则制取硫化氢气体可选用的装置组合是 ___________ (填序号,从A~E 中选择)。
【强化训练3】化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究,请你分析并回答问题:
(1)图中标号a的仪器名称是__________。
(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气,可选用的装置组合是__________ (填字母)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为____________________。主要操作步骤有①检查装置的气密性;②收集并验满气体;③装入药品;④组装仪器。正确的操作顺序是__________ (填序号)。
(4)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋,现用F收集一袋较纯净的氧气,则导气管口b、c 连接之前需进行的一项操作是________________。
【强化训练4】如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号),选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下:①加热;②检查装置气密性;③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花;④用排水法收集氧气;⑤从水槽中撤出导管;⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (选填下面字母序号)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,若直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快。为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号),反应的符号表达式为 。
【题型6】催化剂与催化作用
【典例】已知FeCl3也可以催化H2O2的分解,现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液,充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练1】下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只能加快化学反应速率,但本身的化学性质不变
B.催化剂不能改变生成物的质量
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【强化训练2】科学探究是奇妙的过程。在一次实验中,小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢溶液的试管中,立即有大量气泡产生。请你和小明一起回答下列问题。
(1)检验试管中产生的气体为氧气的方法:__________________。
(2)小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的_________。
(3)小明如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂,还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 _________都没有发生变化。
(4)若没有加入硫酸铜溶液,其结果是5%的过氧化氢溶液_________ (填序号)。
A.不能产生氧气
B.产生氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少
如图所示,探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
【强化训练3】(1)实验2中发生反应的文字表达式为 。
(2)常温下,实验1试管内也产生了氧气,但带火星的木条不能复燃,原因是 。
(3)实验1中带火星的木条不复燃,实验3中的现象为 ,对比实验现象可以说明 。
(4)对实验结束后试管中剩余的黑色固体物质进行回收、干燥,再进行称量,得到固体的质量为 。
(5)要验证二氧化锰在反应中作催化剂,还要证明反应前后二氧化锰的 不变,验证的方法为 。
(6)下列关于催化剂的说法中,正确的是 (填字母)。
A.使用催化剂可增大生成物的质量
B.不使用催化剂就不能发生化学反应
C.加入催化剂可以改变化学反应的速率
D.催化剂的性质和质量在化学反应前后保持不变
【强化训练4】实验创新是中学生必备的重要科学素养。如图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3 mL (密度为
1 g /mL)5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内,再用药匙取
0.2 g二氧化锰粉末,放在干燥管进气管的管壁上。
②在橡皮塞上固定带火星的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察现象。
请分析回答:
(1)可观察到带火星的棒香立即__________________。
(2)反应结束后回收二氧化锰粉末并干燥,理论上可得二氧化锰的质量是_________g。
(3)下列各项是同学们对该创新实验的评价,你认为评价不合理的是_________ (填字母)。
A.实验中所用仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速率太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
【题型7】分解过氧化氢制氧气
【典例】实验室用高锰酸钾制取并收集氧气时,不会用到的仪器是( )
A.试管
B.酒精灯
C.长颈漏斗
D.集气瓶
【强化训练1】实验室加热高锰酸钾制取氧气,需要选用的仪器是( )
A.锥形瓶
B.漏斗
C.烧杯
D.铁架台
【强化训练2】收集氧气的正确方法是( )
A.排水法,导管通入试管底部
B.向上排气法,导管伸近瓶底
C.向下排气法,导管放到瓶口
D.向上排气法,导管放在瓶口
【强化训练3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条___________的现象时,说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为___________,该反应属于___________ (填基本反应类型)。
【强化训练4】如图所示为过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置,回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:a___________、 b___________。
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)该实验中二氧化锰起___________作用,在化学反应前后其___________和___________均不变。
(4)收集氧气的装置为___________ (填字母),选择该装置的原因是___________。
学习了过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂后,某化学兴趣小组的同学在寻找新的催化剂的活动中,对硫酸铜(CuSO4)能否作过氧化氢分解的催化剂进行了如下探究。
【强化训练5】[查阅资料] 硫酸铜易溶于水,溶液呈蓝色。
[实验探究]
(1)甲同学按如表方案进行实验。
[评价改进]
(2)大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的__________________在反应前后都没有发生改变。
[继续探究]
(3)小组同学认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论:将甲同学实验后试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称量其质量为mg,然后将固体加入5%的__________________溶液中,带火星的木条再次复燃,说明硫酸铜仍然可以加速过氧化氢分解。
[拓展延伸] 同学们对上述实验进行了如下反思:
(4)比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制取氧气的催化效果,实验过程中需要控制的条件是 (填字母)。
A. 溶液的起始温度
B. 催化剂的质量
C. 溶液的浓度
D. 反应的起始时间
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典例】某实验小组欲利用如图所示装置制取并收集氧气,下列相关操作正确的是( )
A.先检查装置气密性,再装试剂
B.先固定试管,再放置酒精灯
C.导管口有气泡冒出立即开始收集
D.收集满氧气的集气瓶倒放在桌面上
【强化训练1】下列仪器连接的操作中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练2】如图是实验室用高锰酸钾制取氧气的装置,请回答问题。
(1)仪器a的名称:_______。
(2)用高锰酸钾制取O₂的文字表达式是_________________。
(3)实验室收集氧气的方法是__________。
(4)将高锰酸钾粉末装入试管的操作是_____________。
(5)试管口放一团棉花的作用是 _______________(合理即可)。
【强化训练3】下图是实验室制取气体的常见装置,请回答问题:
(1)仪器①的名称是__________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选择的发生装置是_______(填字母),发生反应的文字表达式为_______________________。
(3)用装置C收集氧气时,当____________________时开始收集;当观察到____________________时,表示氧气已收集满。收集完毕的操作顺序是 (填序号)。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
(4)欲收集一瓶干燥的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
结合如图①所示实验装置回答问题:
【强化训练4】
(1)A装置中试管口略向下倾斜的目的是_________________________________。
(2)检验氧气已收集满的方法是__________________________________。
(3)D装置与B装置相比,收集到的氧气更_______,若用E装置收集氧气,进气口为_______(填“a”或“b”)。
(4)制取气体前应先检查装置的气密性。若按如图②所示操作,结果在导管口未看到气泡,其原因可能是_______(填字母)。
A. 将水槽换成了烧杯
B. 试管口胶塞未塞紧
C. 手握在了试管中间
D. 先用手握住试管,再将导管一端放入水中
(5)(易错易混)医院给病人输氧气时用到的“湿化瓶”装置,如图③所示。下列关于该装置的说法正确的是_______(填字母)。
A. 导管c连接供给氧气的钢瓶
B. 该装置可用来观察输出氧气的速度
C. 通过该装置可以控制输出氧气的速度
【强化训练5】实验目的:学习实验室制取氧气的方法,并验证氧气的化学性质。
实验原理:
高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
(KMnO₄) (K₂MnO₄) (MnO₂) (O₂)
实验用品: 。
实验记录:
[分析与讨论]
1.装试剂后,为什么要在试管口放一团棉花?
2.若收集到的氧气不纯,你认为可能的原因有哪些?
3.若在实验过程中出现试管炸裂,你认为可能的原因有哪些?
[实验反思]
1.实验室制取氧气的装置包括发生装置和收集装置,它们的组装顺序是从下到上、从左往右。请问拆卸装置的顺序是怎样的?
2.从反应物、生成物、反应条件、排水集气操作等方面,归纳实验室用高锰酸钾制取氧气的注意事项。
【题型9】氧气的性质与制取综合
【典例】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)若实验最终得到二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂的实验结论,则操作⑤得到的称量结果为 。
(3)操作⑥中现象与操作②③中相同,说明 。
【强化训练1】如图是教材“探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用”的实验,请回答问题:
甲 乙 丙
(1)丙图中观察到的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星的小木条① 。此过程中发生化学反应的符号表达式为② 。
(2)如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量,实验结束后把二氧化锰洗净、 (填操作),再称量,发现二氧化锰的质量没有改变。
(3)下列两种方法可以得到平稳的氧气流的是 (填字母)。
A.把少量二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中
B.把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中
根据下图所示装置回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置是 (填字母),反应的符号表达式是 ,若要得到较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
(3)比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾固体制取氧气两种方法,两者的共同点是 (填序号)。
①发生装置相同
②都可用二氧化锰作催化剂
③完全反应后剩余的固体成分相同
(4)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式是 ,若要控制液体的滴加速率,应选择的发生装置是 (填字母)。
(5)利用G装置可以进行许多实验,若气体从 m管通入,能达到实验目的的是 (填序号)。
①用排空气法收集密度比空气小的气体
②G中盛澄清石灰水,检验二氧化碳
【强化训练3】在实验室里,用如图所示的装置进行有关实验。请回答下列问题。
(1)实验室中氯酸钾储存在 (填仪器名称)中,用加热氯酸钾的方法制取氧气,反应的符号表达式为
。
(2)用混合过氧化氢溶液和硫酸铜溶液的方法制取氧气,为了便于控制反应速率,组装发生装置应选择 (填字母),硫酸铜溶液的作用是 。若用二氧化锰代替硫酸铜溶液,反应的符号表达式为 。
(3)用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷,甲烷难溶于水,密度比空气小,制备并收集较干燥的甲烷应选择的装置是 (填字母)。
(4)下图所示装置中,可用来收集氧气的是 (填字母)。
[探究思维设问]
(1)实验室制取气体的发生装置的选择依据是 。
(2)收集装置的选择依据是 。以氧气为例,若要收集较纯净的气体应选择 ,若要收集较干燥的气体应选择 。
(3)用排空气法收集气体应注意导管 。
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