1.1 空气的成分 第3课时（分层作业）科学新教材浙教版八年级下册

第1节 空气的成分 第3课时（分层作业） 目 录 A组 巩固过关 知识点1：氧气的制取 B组 能力进阶 C组 思维拔高 ( 知识点 1 )氧气的制取 1．工业上采用蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气和氩气的沸点不同（氮气-196°C ，氩气 -185°C，氧气-183°C），使其在不同的温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来（如图所示）。在蒸发液化空气时，最后被汽化的气体是（　　） A．氧气 B．氩气 C．氮气 D．无法确定 2．高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是（    ） A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 3．某同学利用H2O2溶液在MnO2作用下的反应，探究化学反应前后物质的质量关系。下列操作或现象错误的是（　　） A．加入固体 B．倾倒溶液 C．称量质量 D．有气泡产生 A．A B．B C．C D．D 4．a、b两支试管，b试管内有少量二氧化锰，现同时在两个试管内滴加相同的过氧化氢溶液，能正确表示a、b两支试管放出氧气的量（纵坐标）与反应时间（横坐标）关系的图是（     ） A． B． C． D． 5．下图所示的装置中，收集氧气时可选用（　　） A．①② B．②③ C．①⑤ D．①④ 6．工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述正确的是（　　） A．有新物质氧气生成 B．分离液态空气是化学变化 C．是利用氮气和氧气沸点不同 D．工业制氧制得的是纯净的氧气 7．实验室可用二氧化锰作催化剂，加热分解氯酸钾制氧气。许多金属氧化物对氯酸钾分解有催化作用。用下表中物质作催化剂，氯酸钾开始分解和剧烈分解时的温度如表所示。若用氯酸钾来制氧气，如果没有二氧化锰，最好选用的替代物是（     ） 使用的催化剂 氧化镁 氧化铜 氧化铁 氧化铝 开始反应（℃） 490 305 470 515 剧烈反应（℃） 545 350 490 540 A．氧化铝 B．氧化铜 C．氧化铁 D．氧化镁 8．富氧空气是指氧气含量高于普通空气的气体。它可以在一定压力下，让空气通过氧气分离膜得到，如图所示。下列有关空气通过氧气分离膜时的说法正确的是（     ） A．只有氧气分子才能顺利通过 B．分子的化学性质发生了改变 C．整个装置中的氮分子减少了 D．氮分子渗透速率小于氧分子 9．下列关于氧气的说法正确的是（    ） A．液氧用于火箭发射时利用了氧气的可燃性 B．空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大 C．苹果削皮后会变色是由于氧气具有氧化性 D．工业上利用氧气和氮气的凝固点不同，从空气中分离获得氧气 10．工业上制取氧气，常用的有空气冷冻分离法、变压吸附法等。 (1)如上左图，空气冷冻分离法的原理是先将空气液化，再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。由步骤“低温蒸发”可以推测氮气的沸点比氧气的__________________（填“高”或“低”）。 (2)如上右图，变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者分离，通过增压与减压的交替循环，可以使氧气、氮气从不同通道出去。分子筛可重复使用。分子筛中发生的变化属于__________________（填“物理”或“化学”）变化。 11．小敏准备在实验室里制取一定量的氧气，用于做细铁丝在纯氧中燃烧的实验。根据要求回答下列问题： （1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是—_________。 （2）图乙氧气收集装置的不足之处是_________。 （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴_________（选填“燃得最旺”或“快燃尽”）时将铁丝伸入集气瓶内。 12．用下列装置开展实验，相关说法正确的是（     ） A．甲装置进行气密性检查时，缓慢向里推活塞，若长颈漏斗内液面上升，则装置漏气 B．乙装置用于进行KMnO4制取O2时，一定程度上可降低试管炸裂的风险 C．丙装置用于除去CO中混有的少量CO2 D．丁装置中冷凝管进出水的方向是A进B出 13．下列有关实验操作先后顺序操作错误的是（　　） A．用排水法收集氧气后，先将导管移离水槽，后熄灭酒精灯 B．连接玻璃管和胶皮管时，应先把玻璃管口用冰润湿，然后稍用力插入胶皮管 C．给物质加热时，先预热再集中加热 D．用排水法收集氧气时，先将导管伸入集气瓶中.再用酒精灯对准药品加热 14．实验室用制取并用排水集气法收集较纯净的。下列实验操作的先后顺序合理的是（   ） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 15．如图是某同学设计的实验室制取氧气的装置图。 (1)指出仪器名称：①____________，②____________，③____________。 (2)若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是______（填字母）。 (3)给试管中的高锰酸钾加热时试管口要____________，目的是__________________。 (4)若用排水法收集氧气的适宜时间是____________，收集满的标志是__________________。 (5)若要收集比较干燥的氧气，可选用的收集装置是____________，验满的方法是__________________。 (6)若用过氧化氢制取氧气，还需要用到____________（填化学式），其起__________________作用，制取气体时，组装好仪器后，应先____________再添加药品。写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式__________________。 (7)氢气是一种无色无味、密度比空气小，且难溶于水的气体；实验室常用锌粒与稀硫酸常温下反应制取氢气。你认为制取氢气应选择的发生装置是____________；若用装置F来收集氢气，则应从______（填“b”或“c”）通入氢气；若要判断制取氢气的快慢，可在装置F中装半瓶水，此时氢气应从______（填“b”或“c”）通入。 16．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气。为制取氧气并探究其相关性质，小科设计了如图1所示的制取装置和如图2所示的性质实验。 (1)小科不选用A装置，而选用B装置作为发生装置，B装置的优点是：_______。 (2)收集氧气应选用图1中的_______装置（填字母）。 (3)为验证二氧化锰为催化剂，需检验反应前后二氧化锰的_______不变。 (4)如图2所示，将集气瓶内氧气缓慢倒入烧杯右侧，移除隔板后，带火星的木条自下而上依次复燃。由此可以得出氧气具有的性质有：_______（写出两点）。 17．实践小组的同学以“氧气的制备”为课题开展了探究实践活动。 活动一：探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响 小组同学设计了以下实验：选用50.0 g不同浓度（1%、2%、4%）的双氧水，分别与0.1 g二氧化锰混合，利用如图1所示装置进行实验，记录相同时间内产生氧气的体积。 (1)按图1连接装置，用弹簧夹夹紧a处橡皮管，向下压注射器的活塞，松手后，若观察到________________________________，则证明装置气密性良好。 (2)实验数据记录如下表： 双氧水的质量 双氧水的浓度 的质量 相同时间内产生体积 Ⅰ 50.0 g 1% 0.1 g 9 Ⅱ 50.0 g 2% 0.1 g 16 Ⅲ 50.0 g 4% 0.1 g 31 该实验中，过氧化氢的分解速率是通过_______________来判断的。 ②分析表中数据，可以得出的结论是：__________________________________。 活动二：自制简易制氧机 (3)小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，设计了图2所示的4套简易制氧机（右瓶中所装液体为水，向左瓶中加入制氧试剂）。其中不合理的装置有_______________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”，可多选）。 18．在学习双氧水制取氧气的实验时，教材建议先在锥形瓶中加入一定量的水。小实认为，加水可以降低双氧水浓度，从而减缓反应速率。为探究双氧水浓度对反应速率的影响，小实设计如下实验： ①如图甲连接装置，检验装置气密性； ②向锥形瓶中加入0.5g的二氧化锰，注射器抽取30mL2%双氧水，组装仪器； ③打开压强传感器，记录反应前初始压强； ④注入双氧水，记录压强随时间的变化（如图乙），直至压强稳定不变，停止记录； ⑤分别用等量4%、6%双氧水重复上述实验。 (1)请写出步骤①中气密性检验的方法：____________。 (2)本实验中通过____________反映双氧水分解的速率。 (3)请结合实验数据解释，一定浓度双氧水溶液在反应过程中反应速率逐渐减慢的原因____________。 19．某科学小组的同学对“含氧化合物制氧气”提出如下观点： Ⅰ．只有含氧化合物才能作为反应物制氧气； Ⅱ．任意一种含氧化合物都可以作为反应物制氧气。 [已知]实验室制氧气的反应原理如下： ① ② ③ 对于以上观点，该小组同学决定用学过的科学知识和科学方法加以证明。请你一同参与探究并完成下列问题。 [探究一]针对观点Ⅰ，大家一致认为不需要设计验证实验就可直接判定该观点是正确的。 (1)他们判定观点Ⅰ正确的理论依据是________________________。 (2)除上述实验室制氧气的三种反应物以外，请你再列举一种能分解产生氧气的非金属氧化物：________（填化学式）。 [探究二]现有氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾三种物质以及试管（主要成分是）、酒精灯、铁架台等必要的仪器。请从中选择合适的药品及仪器，从含氧物质加热能否产生氧气的角度，设置一组对照实验，证明观点Ⅱ错误。 (3)上述对照实验的方案是________________________________________（要求写出操作方法、实验现象及结论）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 空气的成分 第3课时（分层作业） 目 录 A组 巩固过关 知识点1：氧气的制取 B组 能力进阶 C组 思维拔高 ( 知识点 1 )氧气的制取 1．工业上采用蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气和氩气的沸点不同（氮气-196°C ，氩气 -185°C，氧气-183°C），使其在不同的温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来（如图所示）。在蒸发液化空气时，最后被汽化的气体是（　　） A．氧气 B．氩气 C．氮气 D．无法确定 【答案】A 【详解】氧气沸点是-183℃，氩气沸点是-185℃，氮气沸点是-196℃，-183℃＞-185℃＞-196℃，由于沸点低的先汽化，沸点高的最后汽化，空气汽化时，依次汽化的是氮气、氩气、氧气，故A正确。故选A。 2．高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是（    ） A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 【答案】B 【详解】A、将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞，容易使试管底部破碎，故选项错误； B、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管炸裂，故选项正确； C、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管引起试管炸裂，故选项错误； D、加热后的试管，不能立即用冷水清洗，否则会引起试管炸裂，故选项错误。 故选B。 3．某同学利用H2O2溶液在MnO2作用下的反应，探究化学反应前后物质的质量关系。下列操作或现象错误的是（　　） A．加入固体 B．倾倒溶液 C．称量质量 D．有气泡产生 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、向锥形瓶中加入固体二氧化锰时，应将锥形瓶横放，用药匙或纸槽将固体送到锥形瓶底部，然后将锥形瓶慢慢竖起，操作正确，不符合题意； B、倾倒液体时，瓶塞应倒放，标签应向着手心，试剂瓶口应紧挨试管口，图中瓶塞正放，操作错误，符合题意； C、用托盘天平称量物质质量时，应遵循 “左物右码” 的原则， 操作正确，不符合题意； D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解会产生氧气，所以会观察到有气泡产生， 现象正确，不符合题意。 故选B。 4．a、b两支试管，b试管内有少量二氧化锰，现同时在两个试管内滴加相同的过氧化氢溶液，能正确表示a、b两支试管放出氧气的量（纵坐标）与反应时间（横坐标）关系的图是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．二氧化锰能加快过氧化氢分解，但不改变过氧化氢完全分解后生成氧气的总量。A图中a反应更快、b反应更慢，与b试管中含二氧化锰不符，故A错误； B．B图中b反应更快并先达到平台，而a反应较慢，且二者最终生成氧气的量相等，故B正确； C．C图中a、b最终生成氧气的量不同，不符合两支试管中加入相同过氧化氢溶液时最终生成氧气总量相等的规律，故C错误； D．D图中a、b最终生成氧气的量不同，且表示b最终生成的氧气更多，催化剂不能改变生成物的总量，故D错误。 故选B。 5．下图所示的装置中，收集氧气时可选用（　　） A．①② B．②③ C．①⑤ D．①④ 【答案】C 【详解】根据氧气不易溶于水，可用排水法收集，根据氧气密度比空气密度大，可用向上排空气法收集，排空气法导管一定要插到集气瓶的底部，有利于空气的排出。②和④的导管太短了，无法达到收集气体的效果，装置③一般用于收集密度小于空气的气体，与题意不符，综上可以用装置①和⑤来收集氧气。 故选C。 6．工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述正确的是（　　） A．有新物质氧气生成 B．分离液态空气是化学变化 C．是利用氮气和氧气沸点不同 D．工业制氧制得的是纯净的氧气 【答案】C 【详解】A、工业上是从液化空气法利用空气中各成分的沸点不同制氧气，没有新物质产生，故错误； B、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故错误； C、分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，故正确； D、工业制氧制得的氧气中会混有稀有气体等，故错误。 故选C。 7．实验室可用二氧化锰作催化剂，加热分解氯酸钾制氧气。许多金属氧化物对氯酸钾分解有催化作用。用下表中物质作催化剂，氯酸钾开始分解和剧烈分解时的温度如表所示。若用氯酸钾来制氧气，如果没有二氧化锰，最好选用的替代物是（     ） 使用的催化剂 氧化镁 氧化铜 氧化铁 氧化铝 开始反应（℃） 490 305 470 515 剧烈反应（℃） 545 350 490 540 A．氧化铝 B．氧化铜 C．氧化铁 D．氧化镁 【答案】B 【详解】A．氧化铝作催化剂时，氯酸钾开始反应温度为515°C、剧烈反应温度为540°C。与氧化铜相比，两种反应温度均较高，说明氯酸钾需要在更高温度下才能开始并剧烈分解，催化效果较差，故A不符合题意； B．氧化铜作催化剂时，氯酸钾开始反应温度为305°C、剧烈反应温度为350°C，均为四种催化剂中最低，说明氯酸钾在较低温度下就能开始并剧烈分解，催化效果相对最好，最适合作为二氧化锰的替代物，故B符合题意； C．氧化铁作催化剂时，氯酸钾开始反应温度为470°C、剧烈反应温度为490°C，均高于氧化铜，说明达到相同反应状态所需温度更高，催化效果不如氧化铜，故C不符合题意； D．氧化镁作催化剂时，氯酸钾开始反应温度为490°C、剧烈反应温度为545°C，均高于氧化铜，说明达到相同反应状态所需温度更高，催化效果不如氧化铜，故D不符合题意。 故选B。 8．富氧空气是指氧气含量高于普通空气的气体。它可以在一定压力下，让空气通过氧气分离膜得到，如图所示。下列有关空气通过氧气分离膜时的说法正确的是（     ） A．只有氧气分子才能顺利通过 B．分子的化学性质发生了改变 C．整个装置中的氮分子减少了 D．氮分子渗透速率小于氧分子 【答案】D 【详解】A．从图中可以看到，得到的富氧空气中存在氮分子，说明氮气也可以通过分离膜，并非只有氧气分子能通过，故A错误； B．该过程只是对空气中的氮气、氧气进行分离，分子本身没有发生改变，因此分子的化学性质不变，故B错误； C．氮分子只是部分留在分离膜左侧，整个装置内的氮分子总数并没有减少，故C错误； D．原空气中氮气比例远高于氧气，经过分离膜后，右侧富氧空气的氧气占比升高，说明相同时间内透过分离膜的氧分子更多，即氮分子渗透速率小于氧分子，故D正确。 故选D。 9．下列关于氧气的说法正确的是（    ） A．液氧用于火箭发射时利用了氧气的可燃性 B．空气从气态变成液态后氧气的质量分数增大 C．苹果削皮后会变色是由于氧气具有氧化性 D．工业上利用氧气和氮气的凝固点不同，从空气中分离获得氧气 【答案】C 【详解】A.液氧用于火箭发射是利用氧气的助燃性，氧气不具有可燃性，说法错误； B.空气从气态变成液态是物理变化，各成分的质量不变，氧气的质量分数不变，说法错误； C.苹果削皮后变色是苹果中的物质跟空气中的氧气发生了缓慢氧化，说法正确； D.工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，从而得到氧气，说法错误。 10．工业上制取氧气，常用的有空气冷冻分离法、变压吸附法等。 (1)如上左图，空气冷冻分离法的原理是先将空气液化，再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。由步骤“低温蒸发”可以推测氮气的沸点比氧气的__________________（填“高”或“低”）。 (2)如上右图，变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者分离，通过增压与减压的交替循环，可以使氧气、氮气从不同通道出去。分子筛可重复使用。分子筛中发生的变化属于__________________（填“物理”或“化学”）变化。 【答案】(1)低 (2)物理 【详解】（1）在低温蒸发时，温度达到-196℃氮气就先从液态空气中汽化分离出来，此时氧气还保持液态状态，说明氮气更容易沸腾变为气体，因此氮气的沸点比氧气低。 （2）分子筛吸附氮气的过程中，没有产生新的物质，仅仅是利用吸附能力的差异分离两种气体，分子筛还可以重复使用，该变化没有生成新物质，属于物理变化。 11．小敏准备在实验室里制取一定量的氧气，用于做细铁丝在纯氧中燃烧的实验。根据要求回答下列问题： （1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是—_________。 （2）图乙氧气收集装置的不足之处是_________。 （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴_________（选填“燃得最旺”或“快燃尽”）时将铁丝伸入集气瓶内。 【答案】 预热（使试管受热均匀） 伸入集气瓶中的导管太短 快燃尽 【详解】（1）图甲是制取氧气的发生装置，点燃酒精灯后，需在试管底部来回移动酒精灯，目的是—预热（使试管受热均匀），防止试管炸裂； （2）图乙氧气收集装置的不足之处是伸入集气瓶中的导管太短，不利于空气的排出； （3）小敏改进实验装置后，收集了一瓶氧气，准备完成细铁丝燃烧实验，如图丙。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后，接下去的操作是等到火柴快燃尽”时将铁丝伸入集气瓶内，以减少火柴消耗氧气，确保氧气的浓度，使实验现象更明显。 12．用下列装置开展实验，相关说法正确的是（     ） A．甲装置进行气密性检查时，缓慢向里推活塞，若长颈漏斗内液面上升，则装置漏气 B．乙装置用于进行KMnO4制取O2时，一定程度上可降低试管炸裂的风险 C．丙装置用于除去CO中混有的少量CO2 D．丁装置中冷凝管进出水的方向是A进B出 【答案】B 【详解】A．推动注射器活塞后，若装置不漏气，内部压强增大，长颈漏斗内液面会上升，故A错误； B．乙装置的试管口略向下倾斜，可避免加热时冷凝水倒流至受热的试管底部，从而在一定程度上降低试管炸裂的风险，故B正确； C．灼热的氧化铜能与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，因而该装置不能用来除去一氧化碳中混有的二氧化碳，故C错误； D．冷凝管应从下端通入冷却水，从上端流出，使冷凝管内充满冷却水，图中所述进出水方向与这一要求不符，故D错误。 故选B。 13．下列有关实验操作先后顺序操作错误的是（　　） A．用排水法收集氧气后，先将导管移离水槽，后熄灭酒精灯 B．连接玻璃管和胶皮管时，应先把玻璃管口用冰润湿，然后稍用力插入胶皮管 C．给物质加热时，先预热再集中加热 D．用排水法收集氧气时，先将导管伸入集气瓶中.再用酒精灯对准药品加热 【答案】D 【详解】A．用排水法收集氧气结束时，若先熄灭酒精灯，试管温度骤降，内部压强减小，水槽中的水会倒吸入试管，导致试管炸裂，正确操作是先移导管后熄灯，故A不符合题意； B．连接玻璃管与胶皮管时，用水润湿玻璃管口可减少摩擦，便于插入且密封性更好，此操作符合规范，故B不符合题意； C．给物质加热时，先均匀预热再集中加热，可避免试管因受热不均而破裂，此操作正确，故C不符合题意； D．用排水法收集氧气时，需先加热，待导管口气泡连续均匀冒出（排出内部空气）后，再将导管伸入集气瓶，若立即伸入导管，收集的氧气会混入空气导致不纯。选项D顺序错误，故D符合题意。 14．实验室用制取并用排水集气法收集较纯净的。下列实验操作的先后顺序合理的是（   ） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】D 【详解】A．检查装置的气密性时，应先将导管的一端伸入水中，然后用手紧握试管，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，故A不符合题意； B．应先检查装置的气密性，然后向试管中加入高锰酸钾固体，防止装置漏气，浪费药品，故B不符合题意； C．实验时，先点燃酒精灯，待导管口气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶中开始收集氧气，因为一开始排出的是空气，故C不符合题意； D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，故D符合题意。 故选D。 15．如图是某同学设计的实验室制取氧气的装置图。 (1)指出仪器名称：①____________，②____________，③____________。 (2)若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是______（填字母）。 (3)给试管中的高锰酸钾加热时试管口要____________，目的是__________________。 (4)若用排水法收集氧气的适宜时间是____________，收集满的标志是__________________。 (5)若要收集比较干燥的氧气，可选用的收集装置是____________，验满的方法是__________________。 (6)若用过氧化氢制取氧气，还需要用到____________（填化学式），其起__________________作用，制取气体时，组装好仪器后，应先____________再添加药品。写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式__________________。 (7)氢气是一种无色无味、密度比空气小，且难溶于水的气体；实验室常用锌粒与稀硫酸常温下反应制取氢气。你认为制取氢气应选择的发生装置是____________；若用装置F来收集氢气，则应从______（填“b”或“c”）通入氢气；若要判断制取氢气的快慢，可在装置F中装半瓶水，此时氢气应从______（填“b”或“c”）通入。 【答案】(1) 试管 酒精灯 长颈漏斗 (2)A (3) 略向下倾斜 防止冷凝水倒流回热的试管底部，使试管炸裂 (4) 导管口有连续均匀的气泡冒出时再开始收集 集气瓶口有大气泡向外冒出时证明已收集满 (5) C 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满 (6) MnO2 催化 检查装置的气密性 过氧化氢水+氧气 (7) B c b 【详解】（1）对应图中①②③的仪器分别为试管、酒精灯、长颈漏斗。 （2）高锰酸钾制取氧气需要加热，要选用固固加热型的发生装置A。 （3）加热固体药品时试管口略向下倾斜，是为了避免加热产生的冷凝水倒流回高温的试管底部，防止试管骤冷炸裂。 （4）排水法收集氧气时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，立刻收集会导致气体不纯，因此要等导管口出现连续均匀气泡时再收集；排水法收集满氧气时，多余的气体会从集气瓶口逸出，表现为瓶口有大气泡向外冒出。 （5）要收集干燥的氧气不能用排水法，氧气密度比空气大，因此选用向上排空气法的装置C；利用氧气支持燃烧的性质，将带火星木条放在集气瓶口验满，木条复燃则说明已集满。 （6）过氧化氢制取氧气需要二氧化锰作催化剂，起到催化作用；组装好仪器后必须先检查装置气密性，防止装置漏气导致收集不到气体；反应的文字表达式为过氧化氢在二氧化锰催化下分解为水和氧气。 （7）锌粒和稀硫酸常温下反应制取氢气，选固液常温型的发生装置B；用装满水的F装置排水收集氢气时，氢气密度远小于水，要从短管c通入，将水从长管压出；若F中装半瓶水来观察气泡速率判断反应快慢，需要让氢气从长管b通入水中，通过直观观察水中气泡的产生速度，判断生成氢气的速率。 16．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气。为制取氧气并探究其相关性质，小科设计了如图1所示的制取装置和如图2所示的性质实验。 (1)小科不选用A装置，而选用B装置作为发生装置，B装置的优点是：_______。 (2)收集氧气应选用图1中的_______装置（填字母）。 (3)为验证二氧化锰为催化剂，需检验反应前后二氧化锰的_______不变。 (4)如图2所示，将集气瓶内氧气缓慢倒入烧杯右侧，移除隔板后，带火星的木条自下而上依次复燃。由此可以得出氧气具有的性质有：_______（写出两点）。 【答案】(1)可控制反应速率 (2)D (3)质量和化学性质 (4)密度比空气大，不可燃，可以助燃 【详解】（1）B装置使用分液漏斗，可通过活塞控制过氧化氢溶液的滴加速率与滴加量，从而控制反应速率，这是B相对A（长颈漏斗）的优点。 （2）氧气密度比空气大，不能用向下排空气法的C装置收集；氧气不易溶于水，可用排水法的D装置收集，因此选D。 （3）根据催化剂的定义：催化剂改变反应速率，且反应前后自身的质量和化学性质都不变，因此验证二氧化锰为催化剂，需要检验这两个性质不变。 （4）氧气倒入后先聚集在烧杯下方，使木条自下而上复燃，说明氧气密度比空气大；带火星木条复燃，说明氧气能支持燃烧（助燃性）。 17．实践小组的同学以“氧气的制备”为课题开展了探究实践活动。 活动一：探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响 小组同学设计了以下实验：选用50.0 g不同浓度（1%、2%、4%）的双氧水，分别与0.1 g二氧化锰混合，利用如图1所示装置进行实验，记录相同时间内产生氧气的体积。 (1)按图1连接装置，用弹簧夹夹紧a处橡皮管，向下压注射器的活塞，松手后，若观察到________________________________，则证明装置气密性良好。 (2)实验数据记录如下表： 双氧水的质量 双氧水的浓度 的质量 相同时间内产生体积 Ⅰ 50.0 g 1% 0.1 g 9 Ⅱ 50.0 g 2% 0.1 g 16 Ⅲ 50.0 g 4% 0.1 g 31 该实验中，过氧化氢的分解速率是通过_______________来判断的。 ②分析表中数据，可以得出的结论是：__________________________________。 活动二：自制简易制氧机 (3)小组同学利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，设计了图2所示的4套简易制氧机（右瓶中所装液体为水，向左瓶中加入制氧试剂）。其中不合理的装置有_______________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”，可多选）。 【答案】(1)注射器的活塞回到原来的位置 (2) 相同时间内产生氧气的体积 在其他条件相同时，双氧水的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快 (3)乙、丁 【详解】（1）夹紧弹簧夹后装置形成密闭体系，向下压注射器活塞时装置内气压增大，松手后若装置气密性良好，气压会将活塞推回至初始位置，因此观察到注射器的活塞回到原来的位置，即可证明装置气密性良好。 （2）该实验通过测量相同时间内收集到的氧气体积来反映反应快慢，这种方法属于转换法，因此过氧化氢的分解速率是通过相同时间内产生氧气的体积来判断的； 分析表格数据可知：双氧水质量、二氧化锰质量均相同，仅双氧水浓度不同，浓度越高，10s内产生的氧气体积越大，因此可得出结论：在其他条件相同时，双氧水的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快。 （3）制氧机的右瓶加水的作用是通过气泡观察氧气生成速率、湿润氧气，氧气需要从长导管通入水中，再从短导管导出； 甲：氧气从长导管进入右瓶的水中，再从短导管导出，设计合理； 乙：左右瓶通过侧面连通，左瓶反应生成氧气后，氧气通过导管进入右瓶，右瓶上方压强增大，会将水压入导管，无法正常导出氧气，设计不合理； 丙：氧气从左瓶的短导管导出后，通过长导管通入右瓶的水中，再从短导管导出，设计合理； 丁：左瓶的长导管伸入制氧试剂中，生成氧气后左瓶内压强增大，会将制氧试剂直接通过导管压入右瓶，无法顺利导出氧气，设计不合理。 因此不合理的装置是 乙、丁。 18．在学习双氧水制取氧气的实验时，教材建议先在锥形瓶中加入一定量的水。小实认为，加水可以降低双氧水浓度，从而减缓反应速率。为探究双氧水浓度对反应速率的影响，小实设计如下实验： ①如图甲连接装置，检验装置气密性； ②向锥形瓶中加入0.5g的二氧化锰，注射器抽取30mL2%双氧水，组装仪器； ③打开压强传感器，记录反应前初始压强； ④注入双氧水，记录压强随时间的变化（如图乙），直至压强稳定不变，停止记录； ⑤分别用等量4%、6%双氧水重复上述实验。 (1)请写出步骤①中气密性检验的方法：____________。 (2)本实验中通过____________反映双氧水分解的速率。 (3)请结合实验数据解释，一定浓度双氧水溶液在反应过程中反应速率逐渐减慢的原因____________。 【答案】(1)向外拉动注射器活塞，压强传感器示数减小，松开手后压强恢复至初始值，则装置气密性良好 (2)相同时间内装置内压强变化的大小（压强上升的快慢） (3)随着反应进行，过氧化氢不断被消耗，过氧化氢溶液浓度降低，反应速率减慢 【详解】（1）该装置带有压强传感器，气密性检验的方法为：将注射器活塞向外拉动（或者向内推），观察压强传感器示数，若压强数值发生改变，一段时间后压强恢复到初始数值，说明气密性良好。 （2）实验使用压强传感器，相同时间内装置内压强增大的快慢，反映生成氧气的快慢，也就是双氧水分解速率。即相同时间内装置中压强变化的大小（压强上升的快慢）。 （3）随着反应不断进行，过氧化氢不断被消耗，过氧化氢的浓度不断降低，反应物浓度变小，化学反应速率就逐渐减慢。 19．某科学小组的同学对“含氧化合物制氧气”提出如下观点： Ⅰ．只有含氧化合物才能作为反应物制氧气； Ⅱ．任意一种含氧化合物都可以作为反应物制氧气。 [已知]实验室制氧气的反应原理如下： ① ② ③ 对于以上观点，该小组同学决定用学过的科学知识和科学方法加以证明。请你一同参与探究并完成下列问题。 [探究一]针对观点Ⅰ，大家一致认为不需要设计验证实验就可直接判定该观点是正确的。 (1)他们判定观点Ⅰ正确的理论依据是________________________。 (2)除上述实验室制氧气的三种反应物以外，请你再列举一种能分解产生氧气的非金属氧化物：________（填化学式）。 [探究二]现有氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾三种物质以及试管（主要成分是）、酒精灯、铁架台等必要的仪器。请从中选择合适的药品及仪器，从含氧物质加热能否产生氧气的角度，设置一组对照实验，证明观点Ⅱ错误。 (3)上述对照实验的方案是________________________________________（要求写出操作方法、实验现象及结论）。 【答案】(1)质量守恒定律 (2)H2O (3)操作方法：分别取5g氯酸钾、二氧化锰和高锰酸钾于三支试管中，用酒精灯加热，并分别用带火星的木条检验生成的气体。实验现象：加热一段时间后，高锰酸钾和氯酸钾均能使带火星的木条复燃，说明均有氧气生成；二氧化锰加热后不能使带火星的木条复燃，说明没有氧气生成。结论：观点Ⅱ错误 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。氧气由氧元素组成，因此若反应能生成氧气，反应物中必须含有氧元素，故观点Ⅰ正确，其理论依据是质量守恒定律。 （2）水是非金属氧化物，水在一定条件下分解可以生成氢气和氧气，因此可填H2O。 （3）为形成对照，应控制其他条件相同，仅改变含氧物质的种类。分别取5g氯酸钾、二氧化锰和高锰酸钾放入三支试管中，用酒精灯加热，并分别用带火星的木条检验生成的气体。加热高锰酸钾和氯酸钾时，带火星的木条复燃，说明有氧气生成；加热二氧化锰时，带火星的木条始终不复燃，说明没有氧气生成。因此并非任意一种含氧化合物加热都能产生氧气，观点Ⅱ错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $