第二单元 课题3 制取氧气-九年级化学上册实验探究专练（人教版）

课题3制取氧气（35道题）；考试时间：自主安排；1．如图是实验室制取氧气的装置图，据图回答问题。（1）指出仪器的名称：X_______，Y_______。（2）加热高锰酸钾制取氧气，用排水法收集需用到的装置组合是_______(填序号)，反应的文字表达式为_______，反应类型属于_______。步骤有：①装入药品；②检查气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥取出导气管；⑦固定试管，这几步正确的操作顺序为_______(填序号)。（3）装置②能用作实验室制取氧气的发生装置，请写出反应的符号表达式_______，装置②中X仪器的优点是_______。（4）取三份等量的过氧化氢溶液分别放入甲中的小试管，分别将0.2g、0.4g、0.6g、0.8g二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，倾斜装置使试剂充分混合，接上传感器，绘制出了图乙所示的气体体积变化曲线。从图中可以看出：相同质量过氧化氢中加入二氧化锰质量越多，那么_____，但是生成氧气的总体积_______。（5）固体过氧化钠(Na2O2)与水在常温下反应除了生成氧气还有一种碱，如果用这种方法制取氧气，可选用_______(填序号)装置作气体发生装置。【答案】（1）分液漏斗集气瓶（2）①④分解反应②①⑦④③⑥⑤（3）可以控制反应速率（4）反应速率越快(或反应时间越短等)相同(或不变)（5）②【分析】（1）X是分液漏斗；Y是集气瓶。（2）高锰酸钾制取氧气，是固体加热型，要排水法收集氧气，则用①④组合；高锰酸钾受热产生锰酸钾、二氧化锰和氧气：；该反应是一种物质分解产生两种或两种以上物质的反应，是分解反应；实验的步骤是：②检查气密性；①装入药品；⑦固定试管，④加热；③收集气体；⑥取出导气管；⑤停止加热；即：②①⑦④③⑥⑤。（3）装置②是固体、液体常温型，即是过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气：；分液漏斗可以控制反应的速率。（4）根据图示分析，相同质量过氧化氢中加入二氧化锰质量越多，反应速率越快(或反应时间越短等)；由于催化剂只能改变速率，则生成氧气的总体积相同(或不变)。（5）反应是固体液体常温型，则选择装置②。2．“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体。化学兴趣小组欲制取“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。实验一：制取“富氧空气”：（1）用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气：①写出反应的化学方程式___________，此反应类型为___________反应；②写出仪器的名称E___________。③组装发生装置所需的仪器：___________。（选填标号）（2）制取“富氧空气”如图H，用纯氮气及上述实验制取的氧气，制取一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置中的管__________（选“a”或“b”）通入，先通入氮气排出120mL水，再通入氧气排出___________mL水。实验二：测定“富氧空气”中氧气的含量：用图G装置测定“富氧空气”中氧气的含量（该集气瓶中“富氧空气”体积为100mL，底部残留少量水，燃烧匙内有红磷）。操作如下：①往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为V1mL；②用电点火装置点燃红磷，充分反应；③打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为V2mL。回答问题：（3）本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为_______（用含V1、V2的式子表示）。（4）若读取V1时俯视，读取v2时仰视，则测得实验结果______（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（5）如果最终实验结果偏小，你认为导致这一结果可能的原因有（填两条）：①________。②________。【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑分解分液漏斗AEG（2）b80mL（3）（V1-V2）%（4）偏大（5）装置漏气红磷量不足（或装置未冷却至室温就打开止水夹）【分析】（1）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；反应符合一变多的特点，所以为分解反应；②E为加热液体的分液漏斗；③装置需要A为发生容器，E加入反应液体，G密封装置并导出气体；（2）氧气不易溶于水，且密度比水小，所以从管口b进气；250mL体积通入120mL氮气，此时氮气充满了120mL，此时再通入氧气，氧气体积分数为40%，设通入氧气体积为x，，x=80mL；（3）氧气消耗的体积=（V1-V2）mL，而原本气体总结为100mL，所以氧气含量=；（4）若读取V1时俯视，体积读取偏大，读取v2时仰视，读数偏小，则计算结果偏大；（5）此时说明内部压强变化差减小，造成此现象可能是，装置漏气，使内部压强增大，造成压强变化差值减少；另外若红磷量不足，氧气不能完全消耗，也会造成内部压强增大，压强差变化减少；还有若温度未降至室温，内部温度较高，造成压强增大，也会造成压强差减小；故答案为：装置漏气；红磷量不足（或装置未冷却至室温就打开止水夹）。3．某兴趣小组围绕“实验室制取氧气”进行了一系列探究活动：（1）药品选择：下列物质中不能作为实验室制取氧气反应物的是___________(填序号)，原因是___________。A水B．过氧化氢C．氯化钾D．高锰酸钾(KMnO4)（2）装置连接，所需的一些实验装置如图1所示，仪器a的名称是___________。（3）选择气体收集方法时，气体的下列性质，必须考虑的是___________(填序号)。A．颜色 B．可燃性 C．溶解性 D．密度（4）制取并收集一瓶较纯净的氧气，所选装置的连接顺序为___________(填装置字母序号)。（5）气体检验：用B装置检验氧气收集满的方法是___________。（6）实验探究：如图2所示，向三支试管中分别滴加浓度相同的三种溶液，观察可见：实验①中无明显现象，实验②中产生气泡，实验③中产生气泡更快，据悉你能得出的结论是___________；___________。（7）如图装置是模拟氢氧焰加热铁丝的实验，关闭K，通入氢气，点燃，铁丝网只发红，不熔断。打开K，火焰更明亮，铁丝熔断(控制反应在安全范围内)，说明氢气燃烧的剧烈程度与氧气的___________有关，用微粒的观点解释其原因___________。（8）将盛满氧气的两个集气瓶，按如右图所示的方式放置，用带火星的木条分别快速伸入两个集气瓶中，观察到两根木条都复燃了，且甲中木条燃烧比乙中更旺。上述实验说明氧气具有的性质是：___________；___________。【答案】（1）C氯化钾中不含氧元素（2）分液漏斗（3）CD（4）AC（5）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满（6）硫酸铜和氯化铁都能加快过氧化氢的分解氯化铁的催化效果更好（7）浓度单位体积里氧分子越多，氢分子与氧分子发生有效碰撞的几率越大，反应越剧烈（8）氧气支持燃烧(氧气能助燃)氧气的密度比空气的密度大【分析】（1）氯化钾中不含氧元素，故不能用于制取氧气，故选C。（2）仪器a的名称是分液漏斗。（3）选择气体收集方法时，有排空气法和排水法，必须考虑的是C.溶解性、D.密度；故选CD。（4）由图可知，制取氧气发生装置选A；氧气不易溶于水排水法收集气体较为纯净，故收集一瓶较纯净的氧气，收集装置选C；所选装置的连接顺序为AC。（5）氧气具有助燃性；用B装置检验氧气收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满。（6）实验①中无明显现象，实验②中产生气泡，实验③中产生气泡更快，通过实验现象对比，能得出的结论是硫酸铜和氯化铁都能加快过氧化氢的分解；氯化铁的催化效果更好。（7）氢气在空气中燃烧，铁丝网只发红，不熔断；通入氧气后氢气燃烧，火焰更明亮，铁丝熔断；说明氢气燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，原因是单位体积里氧分子越多，氢分子与氧分子发生有效碰撞的几率越大，反应越剧烈。（8）带火星木条均复燃且甲中木条燃烧比乙中更旺，说明氧气支持燃烧(氧气能助燃)、氧气的密度比空气的密度大。4．根据下列装置，回答问题：（1）写出图中标号仪器的名称：①______。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用______（填装置序号）。（3）因为氧气不易溶于水，所以可以利用装置______（填装置序号）收集，如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用这种装置收集氧气时应注意______，这样做的目的是______。（4）下面是利用装置收集气体的操作，正确的实验操作顺序是______（填序号）。①待收集瓶内充满气体后，盖上玻璃片再移出水槽；②等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶；③将集气瓶注满水，用玻璃盖盖上瓶口，倒立在盛水的水槽中。（5）已知：实验室常用亚硫酸钠固体与稀硫酸液体在常温下反应制取二氧化硫（SO2）。SO2是无色、有刺激性气味、有毒的气体，它的密度比空气大，易溶于水并能和水反应生成亚硫酸，亚硫酸能使pH试纸变红。①实验室收集SO2的收集装置是______（填字母编号），实验结束后，剩余的SO2常用氢氧化钠溶液吸收，需要处理的目的是______。②若用如图所示装置来收集SO2，收集时，SO2应从______（填左/右）端进入。③检验SO2收集满的方法是：______。【答案】（1）分液漏斗（2）B（3）F在集气瓶底部保留少量水防止高温熔化物溅落下来炸裂瓶底（4）③②①（顺序错误不得分）（5）E防止SO2污染空气左把湿润pH试纸放在集气瓶口，若试纸变红则证明收集满【分析】（1）仪器①的名称是分液漏斗；（2）A、B、C装置都可以用过氧化氢制氧气，但是A和C不能控制反应速率，所以发生装置要选B；（3）氧气不易溶于水可以用排水法收集，所以选F装置收集，铁丝在氧气中燃烧会生成四氧化三铁，以防高温熔化的四氧化三铁掉落炸裂集气瓶需要在集气瓶底部留些水；（4）用排水法收集气体的顺序是先将集气瓶注满水，然后倒扣在水槽中，待气泡连续均匀在收集气体，气体收集满后盖上玻璃片再移出水槽正放在桌子上，所以是③②①；（5）因为SO2易溶于水，不能用排水法，密度比空气大，所以用向上排空气法，选择的收集装置是E，SO2有刺激性气味，有毒会污染空气，SO2密度比空气大所要从长导管进气，这样才能排干净空气，因SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能使pH试纸变红，所以可以把湿润pH试纸放在集气瓶口，若试纸变红则证明收集满。5．实验室制取氧气并进行相关实验。①双氧水和二氧化锰制氧气的化学方程式是__________。②探究带火星的木条在不同体积分数氧气中的复燃情况，部分实验数据记录如下：氧气体积分数（%）30406070带火星的木条不变稍亮复燃复燃根据上述实验数据得出的结论是__________。在集气瓶中注入占其容器50%的水（如图所示），用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，推测实验现象并说明理由_______。③双氧水分解也可用氧化铜作催化剂。在0.5g氧化铜中滴加双氧水，反应结束后固体仍为0.5g且呈____色。设计一个实验，证明在双氧水分解反应后，氧化铜化学性质没有发生改变。步骤现象结论______________________氧化铜化学性质没有改变【答案】①②能使带火星的小木条复燃的不一定是纯氧带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度③黑将反应后的混合物过滤，向盛有该滤渣的试管中重新加入2ml过氧化氢溶液试管中有大量气泡冒出，且能使带火星的木条复燃【分析】①根据反应的原理来书写化学方程式，根据粉末状药品的取用方法来分析；②根据表格数据以及实验现象来分析；③根据催化剂的性质以及物质的颜色来分析。【解析】①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为：；②根据表格中反应的信息可知：氧气的体积分数达到60%时能使带火星的木条复燃，所以能使带火星的木条复燃不一定是纯净的氧气；在集气瓶中注入占其容器50%的水，用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，可能会观察到带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度；③氧化铜在该反应中是催化剂，其质量与化学性质在反应前后不变，在0.5g氧化铜中滴加双氧水，反应结束后固体仍为0.5g且呈黑色；催化剂反应前后化学性质不变，将反应后的混合物过滤，向盛有该滤渣的试管中重新加入2mL过氧化氢溶液后，试管中有大量气泡冒出，且能使带火星的木条复燃；得出结论：氧化铜的化学性质在化学反应前后没有发生改变。【点睛】催化剂的特点概括起来说有三个：1．“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变。2．“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。3．“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。

而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。6．氧气是一种非常重要的化学物质，请回忆初中化学知识，根据所学知识填写下列内容。（一）氧气的测定：实验室常用图1装置测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量，由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有15mL空气，玻璃管的容积是40mL。（1）为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该___________。气球的作用是：___________。（2）实验中你所看到的硬质玻璃管内的现象是___________。发生反应的化学方程式为___________。（3）瑞典化学家舍勒曾用图2装置对空气中的氧气含量进行测定：将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧（如图2所示），产生___________现象，成分为___________，一段时间后观察到钟罩内水面大约上升___________。

（二）制取氧气（4）仪器a的名称是___________。（5）选择过氧化氢溶液制取氧气，反应的方程式是___________。若选择C装置作为发生装置，优点是___________，若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好选择___________。（6）混制“富氧空气”用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，可使用H装置，先在上图H装置中装满水，再从导管___________（填“b”或“c”）通入氮气，排出___________mL水，后再通入氧气排出80mL水。【答案】（1）过量使铜粉与氧气充分反应（2）红色粉末变成黑色（3）大量白烟五氧化二磷五分之一（或百分之二十）（4）铁架台（5）可以控制反应的速度G（6）c120【解析】（一）（1）连接好装置后，需要检查装置气密性，再加入药品，为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该过量；通过缓慢推拉注射器活塞，使装置内的气体进入气球和排出气球，使空气中的氧气与铜粉充分接触，铜粉与氧气充分反应，故分别填：过量；使铜粉与氧气充分反应。（2）铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，铜为紫红色金属，氧化铜为黑色，故实验现象为：红色粉末变成黑色；铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，其化学方程式为：。故分别填：红色粉末变成黑色；。（3）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，故实验现象为，产生大量白烟。红磷燃烧消耗氧气，待冷却至室温后，装置内压强减小，在压强差的作用下，钟罩内水面上升约五分之一，故实验现象为：产生大量白烟，一段时间后，钟罩内水面上升约五分之一。故分别填：大量白烟；五氧化二磷；五分之一。（二）（4）通过图示信息，仪器a的名称是：铁架台；故填：铁架台。（5）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下，生成水和氧气，其化学方程式为：；C装置使用的是分液漏斗，可以通过控制分液漏斗的活塞，控制液体加入的速度，从而可以控制反应的速度；铁丝燃烧放出大量的热，能使固体熔化为液体落到集气瓶底部而造成瓶底炸裂，需要在集气瓶底部加一些水，若需制取一瓶氧气做铁丝燃烧的实验，收集装置最好选择排水法，选择G装置。故分别填：；可以控制反应的速度；G。（6）通过题干信息，先在上图H装置中装满水，再从导管c通入氮气，利用气体的压力将H装置中的水排出，再通入氧气排出80ml水，氧气体积分数为40%的“富氧空气”，所以富氧空气的总体积为：，则通入氮气需排出水的体积为：200mL-80mL=120mL；故分别填：c；120。人体有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解，在37℃左右催化效果较好。（1）过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果谁更好呢？同学们设计了如图装置进行实验。检查该装置气密性方法是______，按照下表进行了两次实验请你完成表格上的空格。表中的待测数据可能是______。实验序号药品H2O2溶液温度待测数据115mL3%H2O2溶液，1g过氧化氢酶37℃A2______37℃B（2）在（1）试验中一同学误将KMnO4当做MnO2进行了实验，同样剧烈反应产生氧气，在清洗仪器时有部分黑色固体不溶于水。该同学说KMnO4也是过氧化氢分解的催化剂，但同学们在思考后否定了他的猜想，理由是______。（3）土豆中含有过氧化氢酶。将不同数量、厚薄大小相同的土豆片，分别放入相同体积和浓度的过氧化氢溶液中、一段时间后，能体现生成气体量与时间关系的曲线是______（填序号）。（图中“实线”、“虚线”分别表示4片土豆、8片土豆产生气体量与时间的关系）。【答案】（1）连接仪器，把导管一端放入水中，打开止水夹，向外拉动注射器活塞，导管内形成一段液柱，说明不漏气是收集相同体积气体所需的时间或相同时间收集的气体体积15mL3%H2O2溶液，1g二氧化锰（2）高锰酸钾反应后发生了改变（3）c【解析】（1）检查该装置气密性方法是连接仪器，把导管一端放入水中，打开止水夹，向外拉动注射器活塞，导管内形成一段液柱，说明不漏气。比较过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果，故实验中待测数据可能是收集相同体积气体所需的时间或相同时间收集的气体体积。比较过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果，需要控制的变量为催化剂种类，其它因素要完全相同，故实验2所选药品为：15mL3%H2O2溶液，1g二氧化锰。（2）催化剂本身质量和化学性质在反应前后不变，高锰酸钾能溶于水，而反应后有部分黑色固体不溶于水，说明高锰酸钾发生了改变，不是反应的催化剂。（3）催化剂改变化学反应速率，不改变生成物质量；故两者最终生成气体体积相同，所以图像c正确。8．84消毒液和H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。（查阅资料）84消毒液的有效成分是次氯酸钠，化学式为（NaClO）（实验1）取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生，然后____，（填写实验操作和现象）,证明产生的气体是氧气。（提出问题）在上述反应中，NaClO的作用是什么？（作出猜想）猜想一：做反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；猜想二：作_______，类似分解H2O2溶液制氧气时二氧化锰的作用。（实验2）①按如图所示，组装实验装置，并__________________。②向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入30mLH2O2溶液③将注射器中的H2O2溶液平均分6次推入锥形瓶中；每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），见下表。实验编号第一次第二次第三次第四次第五次第六次收集气体体积/mL103206257262267X（分析讨论）（1）X的值为_________。分析表中数据得出“______”正确（填“猜想一或猜想二”），（2）次氯酸钠与H2O2溶液反应，除生成氧气外，还生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为____。【答案】（实验1）将带火星的木条伸入试管，木条复燃催化剂（实验2）检验装置的气密性272猜想一【分析】氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，催化剂在反应前后质量和化学性质均不变，次氯酸钠与H2O2溶液反应生成氧气、氯化钠和水。【解析】[实验1]氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生，然后将带火星的木条伸入试管，木条复燃，证明产生的气体是氧气。[作出猜想]H2O2溶液制氧气时，二氧化锰是催化剂，起到催化作用，故猜想二：作催化剂。[实验2]①该反应有气体生成，故实验前先要检查装置气密性，则按如图所示，组装实验装置，并检验装置的气密性。[分析讨论]（1）由第三、四、五次实验数据可知，收集的气体体积每次增加5mL，则X的值为272。第一次、第二次，每加入5mL的H2O2溶液，产生103mL氧气，而第三次加入5mL的H2O2溶液，产生51mL氧气，而第四次、第五次，每加入5mL的H2O2溶液，分别产生5mL氧气，说明一开始次氯酸钠参与了反应，催化剂在反应前后质量不变，如果次氯酸钠是催化剂，每次加入5mL过氧化氢溶液，产生氧气的体积应该相同，则分析表中数据得出猜想一正确。（2）次氯酸钠与H2O2溶液反应，除生成氧气外，还生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为。9．研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。（1）利用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为______，该反应的基本类型为______。（2）如图中收集氧气的方法是向上排空气法，检验氧气是否收集满方法是______。（探究实验）为了比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，用如下左图所示的装置进行两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有5mL5%的过氧化氢注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到的氧气体积和时间的关系如下右图所示。

（3）通过右图图像得出的结论是______（写一条）。（4）根据氧化铜做催化剂的变化曲线，回答下列问题：①t0~t1时间段反应速率逐渐变快，原因是______。②t1~t2时间段反应速率逐渐变慢，原因是______。【答案】（1）分解反应（2）将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则表明收集满（3）二氧化锰比氧化铜的催化效果好或催化剂不能改变生成氧气的质量等（4）反应放热，溶液温度升高过氧化氢被消耗，溶液浓度降低【解析】（1）过氧化氢在氧化铜作催化剂作用下生成水和氧气，化学方程式，该反应一变多属于分解反应，故填：；分解反应。（2）如图中收集氧气的方法是向上排空气法，氧气具有助燃性，检验氧气是否收集满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则表明收集满，故填：将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则表明收集满。（3）通过右图图像发现当二氧化锰作催化剂时，反应速度要比氧化铜作催化剂时，反应速度快，且无论那种催化剂生成氧气质量最终相等，故填：二氧化锰比氧化铜的催化效果好或催化剂不能改变生成氧气的质量等。（4）反应刚开始，反应放热，溶液温度升高，所以最初反应速度逐渐加快，后期过氧化氢被消耗，溶液浓度降低，所以反应速度，逐渐减慢，故填：反应放热，溶液温度升高；过氧化氢被消耗，溶液浓度降低。10．某兴趣小组做了关于氧气的实验，他们开展如下探究。（1）探究影响双氧水分解速率的因素。实验数据记录如下：双氧水的质量双氧水的浓度MnO2的质量相同时间产生O2体积Ⅰ50.0g1%0.1g9mLⅡ50.0g2%0.1g16mLⅢ50.0g4%m31mL①第Ⅲ次实验中，二氧化锰的质量m的值为___________；②乙同学用如图装置进行实验，通过比较___________也能达到实验目的；③实验结论：在相同条件下，___________，双氧水分解速率越快；（2）探究空气中氧气含量测定实验（实验与交流）为了更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，兴趣小组利用传感器技术测定了实验装置（如图1）内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图2所示。其中X曲线表示的是___________（填“温度”或“氧气的浓度”）（反思拓展）①结合X、Y两条曲线，解释如图2中BC段气压变化的原因是___________；②图2中CD段气压变化的原因是___________；【答案】（1）0.1g整个体系的质量减少速率双氧水浓度越大（2）温度温度上升，导致分子间间隔增大，而体积不变导致压强增大装置内氧气被消耗，且反应结束后温度下降，导致压强减小【解析】（1）①探究影响双氧水分解速率的因素，需要控制实验中除双氧水浓度外其它变量要相同；结合实验Ⅰ、Ⅱ，第Ⅲ次实验中二氧化锰的质量m的值为0.1g；②反应中生成氧气逸出，剩余物质总质量减小，乙同学用如图装置进行实验，通过比较整个体系的质量减少速率也能达到实验目的；③分析图表可知，在相同条件下，双氧水浓度越大，双氧水分解速率越快；（2）实验与交流：实验中氧气被消耗，反应后氧气浓度减小；反应中放出热量，温度升高，反应结束一段时间后温度恢复至室温，观察X曲线，可知表示的是温度。反思拓展：①BC段气压变化的原因是实验中反应燃烧放出大量热，温度升高，导致分子间间隔增大，气体膨胀而体积不变导致压强增大。②CD段气压变化的原因是装置内氧气被消耗，且反应结束后温度下降，导致压强减小。某校化学兴趣小组通过实验探究分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰的作用，该反应的化学方程式为____。（设计实验）用图1所示Y型试管进行实验，步骤如下：步骤Ⅰ：_______。步骤Ⅱ：装入药品；步骤Ⅲ：加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体；步骤Ⅳ：冷却后，将裝置倾斜，使左侧支管中的药品进入右侧支管，再加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体。（实验现象）步骤Ⅲ和步骤Ⅳ中，一段时间后都能观察到带火星的木条复燃，但不同的是_______。（交流反思）要想确认分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰是催化剂，还需通过实验证明二氧化锰的____和____在反应前后都没有发生变化。（拓展探究）在老师的指导下，该小组同学利用图2所示装置继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵坐标，温度为横坐标，得到图3所示曲线(图中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：1”、“4：1”、“5：1”指氯酸钾和二氧化锰的质量比)。（实验分析）根据图3，氯酸钾的分解温度随氯酸钾和二氧化锰的质量比变化的大致规律是_______；分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰起催化作用，可能是因为二氧化锰能_______。（交流应用）图3中为什么随着氯酸钾的增多其分解温度不断增大原因可能是_______。【答案】（设计实验）检查装置气密性（实验现象）步骤Ⅳ中带火星木条复燃较快（交流反思）质量化学性质（实验分析）氯酸钾与二氧化锰质量比越小，氯酸钾分解的温度越低降低氯酸钾的分解温度（交流应用）可能随着氯酸钾的增多，导致氯酸钾与二氧化锰的接触面积越小【解析】在二氧化锰的催化作用下，加热氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，故填：。[设计实验]制备气体时，连接好装置要先检查装置的气密性，故填：检查装置的气密性。[实验现象]步骤Ⅲ中是单独加热氯酸钾制取氧气，需要加热的温度较高，加热时间长，所以带火星的木条复燃较慢；步骤Ⅳ中氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，需要的温度较低，分解速率快，所以带火星的木条复燃较快，故填：步骤Ⅳ中带火星木条复燃较快。[实验分析]通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，KClO3分解温度随物质配比变化的规律是：氯酸钾和二氧化锰的质量比越小，氯酸钾的分解温度越低，故填氯酸钾与二氧化锰质量比越小，氯酸钾分解的温度越低。通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰起催化作用，可能是因为二氧化锰能降低氯酸钾的分解温度；故填：降低氯酸钾的分解温度。[交流应用]通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，KClO3分解温度随物质配比变化的规律是配比越大，分解温度越高，可能是随着氯酸钾的增多，导致氯酸钾与二氧化锰的接触面积越小使其分解温度不断增大，故填可能随着氯酸钾的增多，导致氯酸钾与二氧化锰的接触面积越小。12．84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。（查阅资料）84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）。（实验1）取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生；然后_____（填写实验操作和现象），证明产生的气体是氧气。（提出问题）在上述反应中，NaClO的作用是什么？（作出猜想）猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；猜想二：作_____，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。（实验2）①按如图所示组装实验装置，并检查装置的气密性；②向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液；③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表。第1次第2次第3次第4次第5次收集气体的总体积/mL140280365x365（1）表中的数据x＝_____。（2）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是_____。（分析讨论）NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成_____和水。（拓展反思）生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！生活中下列使用消毒剂的做法正确的是_____。A不同的消毒剂可随意混合使用B使用84消毒液的浓度越高越好C使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾D84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存【答案】（实验1）将带火星的木条伸入试管中，木条复燃催化剂（实验2）365第1、2次产生气体体积相等，第3次产生气体比第1、2次产生气体少，第4、5次不产生气体氯化钠（或NaCl）CD【解析】[实验1]取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生；然后将带火星的木条伸入气体中，木条复燃，证明产生的气体是氧气。[作出猜想]猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；由“类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用”，二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，所以做出猜想二：NaClO作过氧化氢分解的催化剂，；[实验2]（1）由表格中数据可知，第1次、第2次均生成140mL气体，而第三次生成气体的量为365mL-280mL=85mL，说明第三次反应已经结束，再加入过氧化氢溶液时，由于反应不再发生，气体不再增加，表中的数据x＝365；（2）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是表中第1、2次产生气体体积相等，第3次产生气体比第1、2次产生气体少，第4、5次不产生气体，说明次氯酸钠是反应物，不是催化剂；[分析讨论]据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠（或NaCl）和水。[拓展反思]A.不同的消毒剂不可随意混合使用，以免产生对人体有害的或污染环境的物质，该选项说法不正确；

B.使用“84”消毒液的浓度不是越高越好，该选项说法不正确；

C.使用75%的酒精消毒应远离明火，防止火灾，是因为酒精易燃，该选项说法正确；

D.“84”消毒液、75%的酒精等消毒剂均应密封保存，该选项说法正确。

故选CD。13．小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题，他设计并完成了如表所示的探究实验：实验操作实验现象实验结论或总结结论总结实验一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条有气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生O2，但是______二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂实验二向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条没有明显现象______实验三向盛有5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入二氧化锰，伸入带火星的木条______二氧化锰能加快过氧化氢的分解（1）请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。（2）在小明的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是______。（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：______。第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作是：______。其目的是：______。【答案】（1）反应速率很慢二氧化锰不能和水产生氧气木条迅速复燃（2）对照作用（3）证明反应前后二氧化锰的质量不变将剩余固体加入到盛有5ml5%的过氧化氢溶液的试管中证明二氧化锰的化学性质在反应前后没有改变【解析】（1）二氧化锰只是改变化学反应的速率，所以在设计实验时设计了三个对比实验，一个实验在试管中只放双氧水，双氧水能分解产生氧气和水，但产生氧气的速度太慢。第二个实验，即放水和二氧化锰，没有明显现象，表明二氧化锰不能和水产生氧气。实验三中，向上述试管中加入5ml5%过氧化氢溶液放二氧化锰，伸入带火星的木条，有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，剩余物中二氧化锰仍能加快过氧化氢的分解。故分别填：反应速率很慢；二氧化锰不能和水产生氧气；木条迅速复燃。（2）过氧化氢中有少量的水，我们要得到二氧化锰加快了过氧化氢的分解速度这一结论，就要先知道过氧化氢自身的分解速度，以及水在二氧化锰存在的情况下是否分解，然后我们完成过氧化氢在二氧化锰存在的条件下的实验，对照得出正确的答案。故填：对照作用。（3）催化剂的作用是，加快了反应的速度，自身的质量和化学性质不发生变化，我们要确定二氧化锰的催化作用，还要知道二氧化锰在反应过程中的质量和化学性质没有发生变化，所以，我们要进行试验。①比较二氧化锰在过氧化氢溶液分解前后的质量。②验证二氧化锰的化学性质是否改变。第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：证明反应前后二氧化锰的质量不变。第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物可以继续实验，目的是为了验证二氧化锰的化学性质是否改变，具体操作为：向“实验三”反应后试管内加入5ml5%的过氧化氢溶液，伸入带火星的木条。故分别填：证明反应前后二氧化锰的质量不变；将剩余固体加入到盛有5ml5%的过氧化氢溶液的试管中；证明二氧化锰的化学性质在反应前后没有改变。14．某兴趣小组的同学对过氧化氢溶液制取氧气的实验进行如下探究。实验一：探究氧化铁能否作为过氧化氯分解的催化剂（实验过程如图所示）。（1）图中实验能否证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂？并说明理由：____________。（2）请写出过氧化氢溶液用二氧化锰作催化剂制取氧气的文字表达式：____________。实验二：探究过氧化氢分解快慢的影响因素，实验过程如下表所示，实验编号过氧化氢溶液浓度过氧化氢溶液质量温度二氧化锰粉末用量氧气体积反应所需时间①5%12g20℃0.2g125ml20s②30%12g20℃0.2g125ml2s③30%12g40℃无125ml148s（3）实验①和实验②中的变量是__________，得出的结论是____________。（4）小明对比实验②和实验③得出结论：温度越高，过氧化氯分解速率越慢。你认为该结论是否可靠？___________（填“是”或“否”），理由是________________。实验三：探究带火星的木条在不同体积分数的氧气中的复燃情况，部分实验数据记录如下表所示：氧气体积分数（%）30406070带火星的木条不变稍亮复燃复燃（5）根据上述实验数据得出的结论是__________。在集气瓶中注入占其容积50%的水，用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，并用带火星的木条在该集气瓶中进行实验。推测实验现象，并说明理由：______。【答案】（1）不能，没有证明氧化铁在反应前后的质量和化学性质是否改变（2）过氧化氢水+氧气（3）过氧化氢溶液的浓度其他条件相同的情况下，过氧化氢浓度越大，反应速率越快（4）否实验②中加了催化剂，实验③中没有加催化剂（5）能使带火星的木条复燃的不一定是纯氧带火星的木条复燃，因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度【解析】（1）图中实验不能证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，因为没有证明氧化铁在反应前后的质量和化学性质是否改变。故填：没有证明氧化铁在反应前后的质量和化学性质是否改变；（2）过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，反应的文字表达式：过氧化氢水+氧气。故填：过氧化氢水+氧气；（3）实验①和实验②中的变量是过氧化氢溶液的浓度，得出的结论是其他条件相同的情况下，过氧化氢浓度越大，反应速率越快。故填：过氧化氢溶液的浓度；其他条件相同的情况下，过氧化氢浓度越大，反应速率越快；（4）小明对比实验②和实验③得出结论：温度越高，过氧化氯分解速率越慢。该结论不可靠，理由是：实验②中加了催化剂，实验③中没有加催化剂。故填：否；实验②中加了催化剂，实验③中没有加催化剂；（5）根据表格中反应的信息可知：能使带火星的木条复燃不一定是纯净的氧气；故填：能使带火星的小木条复燃的不一定是纯氧。

在集气瓶中注入占其容器50%的水，用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，此时集气瓶中氧气的体积分数为：50%+50%×21%=60.05%，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，可能会观察到带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度；故填：带火星的木条复燃，这是因为氧气的浓度达到了使其复燃的纯度。15．某实验小组对过氧化氢分解反应进行探究：（探究一）探究影响过氧化氢分解快慢的因素。实验步骤及现象如下：分别取5mLH2O2溶液进行实验，测定产生4mLO2所需时间，实验结果记录如下：实验序号H2O2溶液的浓度温度℃MnO2粉末用量/g反应时间①30350t1②30550t2③5200.1t3④15200.1t4（1）对比①②两个实验，若t1>t2，则可得出的结论是:_____。（2）能说明过氧化氢分解快慢与其浓度有关的实验是_____（填实验序号）。（探究二）探究氧化铁（Fe2O3）能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果如何?实验步骤及现象如下：实验步骤实验现象Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入0.5g氧化铁粉末，并将带火星的木条分别伸入A、B两支试管中，观察现象。A试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃；_____Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管中，观察现象。试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃；Ⅲ.待实验Ⅱ中没有现象时，将试管中的反应剩余物过滤，并将滤渣洗涤、干燥、称量。所得固体质量为_____g；Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入0.5g氧化铁粉末，向D试管中加入0.5g二氧化锰粉末，观察现象。——（1）补充完成上述实验探究中表格的实验现象：①_____。②_____g。（2）继续完成以下问题：（实验结论）①实验II、Ⅲ证明_____。综上所述：氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。②写出氧化铁催化过氧化氢分解的符号表达式_____。（实验评价）③实验设计IV的目的是_____；（实验拓展）④查阅资料得知，氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是_____。A二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化剂B同一个化学反应可以有多种催化剂C催化剂只能加快化学反应的速率D用作催化剂的物质也可能是其他反应的反应物或生成物【答案】（探究一）温度会影响过氧化氢溶液的分解，温度越高，分解速率越快③④（探究二）B试管中产生少量气泡，带火星的木条没有复燃0.5氧化铁在反应前后质量和化学性质没有改变③比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢溶液分解的催化效果④BD【解析】探究一：（1）对比①②两个实验，若t1>t2，则可得出的结论是温度会影响过氧化氢溶液的分解，温度越高，分解速率越快。（2）③④实验过氧化氢浓度不一样，其他条件一样，故能说明过氧化氢分解快慢与其浓度有关的实验是③④。探究二：（1）Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入0.5g氧化铁粉末，B中未加入催化剂，故A试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃，B试管中产生少量气泡，带火星的木条没有复燃。Ⅲ.待实验Ⅱ中没有现象时，将试管中的反应剩余物过滤，并将滤渣洗涤、干燥、称量，催化剂在反应前后质量不变，所得固体质量为0.5g.（2）实验结论：①Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管中，试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃，说明氧化铁的化学性质未改变，Ⅲ中氧化铁质量未改变，故实验II、Ⅲ证明氧化铁在反应前后质量和化学性质没有改变，综上所述：氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。②氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，反应的符号表达式为。实验评价：③实验设计IV的目的是比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢溶液分解的催化效果；实验拓展：④A二氧化锰不只能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还可以做氯酸钾分解的催化剂，说法错误；B同一个化学反应可以有多种催化剂，说法正确；C催化剂能加快化学反应的速率，也能减慢化学反应的速率，说法错误；D用作催化剂的物质也可能是其他反应的反应物或生成物，如二氧化锰可以是催化剂，也是高锰酸钾分解的产物，说法正确。故填：BD。16．催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。探究一：验证MnO2在过氧化氢分解前后的质量没有改变。某同学用电子天平称取1.0gMnO2于试管中，加入适量过氧化氢溶液，写出发生反应的化学方程式_____________。反应结束后，过滤、洗涤、称量，发现所得固体质量大于1.0g，其可能原因是____________。小强针对上述原因提出烘干后再称量的方案，结果得到了准确的实验结果。探究二：温度对过氧化氢反应速率的影响。某同学用如图所示装置进行实验，发现加热后产生气泡速率明显加快，但用带火星的木条检验产生的氧气时，木条很难复燃，其可能原因是____________。经实验测定，受热液体的温度与得到氧气的体积分数之间存在一定关系（如图所示）。若能使带火星木条复燃所需氧气的体积分数最低为49%（只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响），现欲使带火星的木条复燃，应将加热过氧化氢溶液的最高温度控制在_________℃以下。探究三：红砖粉是否也能作过氧化氢分解的催化剂？效果怎样？小雨以收集等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。编号过氧化氢其他物质待测数据实验120mL5%过氧化氢溶液无实验220mL5%过氧化氢溶液1g红砖粉实验320mL5%过氧化氢溶液1g二氧化锰（1）上表中的“待测数据”是_____________。（2）如图可用于此实验收集O2的装置是_________（填字母）。一开始导管排出的气体是否收集？其理由是____________。（3）通过实验1与实验____________的待测数据对比，可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率。（4）如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂，还需通过实验证明_______。【答案】探究一：2H2O22H2O+O2↑固体表面有水分（洗涤后没有将固体进行干燥）探究一：水蒸气含量较高，降低了氧气的体积分数82(±1内均可)探究三：（1）收集等体积的氧气所需的时间（或时间）（2）C需要收集，因为排出的空气不影响氧气体积的测定（3）2（4）红砖粉在反应前后的质量和化学性质不变【解析】探究一：过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式2H2O22H2O+O2↑。反应结束后，过滤、洗涤、称量，发现所得固体质量大于1.0g，其可能原因是固体表面有水分（洗涤后没有将固体进行干燥）；探究二：某同学用如图所示装置进行实验，发现加热后产生气泡速率明显加快，但用带火星的木条检验产生的氧气时，木条很难复燃，其可能原因是水蒸气含量较高，降低了氧气的体积分数；现欲使带火星的木条复燃，根据受热液体的温度与得到氧气的体积分数关系图可知，应将加热过氧化氢溶液的最高温度控制在82(±1内均可)℃以下；探究三：（1）由表格数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是得到相同体积的氧气所需要的时间；（2）该实验是收集一定体积的氧气，可用于此实验收集O2的装置是C；进入集气瓶中氧气的体积等于排出水的体积，一开始导管排出的气体需要收集，因为排出的空气不影响氧气体积的测定；（3）通过实验1与实验2的待测数据对比，可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率。（4）催化剂是能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变的物质。如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂，还需通过实验证明红砖粉在反应前后的质量和化学性质不变。17．在化学学习过程中，我们常常需要通过科学探究来认识物质，研究物质的化学变化，请你一起参与下列实验探究。（探究Ⅰ：以过氧化氢分解为研究对象进行实验，探究影响化学反应速率的因素）三个小组均可采用如图装置进行实验，记录收集10mL氧气的时间，实验室可供选择的试剂有：2.5%、5%、10%三种浓度的H2O2溶液、MnO2、CuO、红砖粉末。A组：探究催化剂对化学反应速率的影响取5mL10%H2O2溶液，三次实验分别加入0.5gMnO2、红砖粉末、CuO进行实验，记录数据如下：试剂MnO2红砖粉末CuOt/s106020由此可出结论：MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用，某同学对该结论提出疑问。补充对比实验，操作为_____________________。结果：长时间（大于100s），收集到很少量气体。更正结论：红砖粉末有催化作用，三者中MnO2催化效率最高。B组：探究浓度对化学反应速率的影响甲同学：取10mL5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2为催化剂，进行实验，记录时间t1。乙同学：取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gCuO为催化剂，进行实验，记录时间t2。实验结果t1______t2（填“＞”或“＜”）。结论：浓度越大，反应速率越快。丙同学：对实验设计提出疑问，并补充实验___________________，记录时间t3，且t1＜t3＜t2。更正结论为：当催化剂种类及质量相同时，反应物浓度越大，____________。C组：探究__________对化学反应速率的影响。取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水浴和50℃热水浴记录时间t4、t5，且t4＞t5。结论：当反应物浓度和催化剂相同时，_____________________。综上所述：为了研究某一因素对化学反应速率的影响，必须只允许有一个变量，其他量必须相同。（探究Ⅱ：二氧化碳的性质探究）铁丝（含碳量0.69%）在氧气中燃烧，铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是___________（填名称）。查阅资料：①CO2和SO2溶于水后具有相似的化学性质②硫是淡黄色固体实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2_____（填“＞”或“＜”）CO2，试管内溶液变成____________色。实验二：已知镁条可以在CO2中剧烈燃烧，反应为：Mg+CO2MgO+C，试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧、放出热量________________。【答案】探究Ⅰ：取5mL10%H2O2溶液，不放催化剂进行实验＜取10mL5%H2O2溶液，加入0.5gCuO为催化剂，进行实验（或取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2为催化剂，进行实验）反应速率越快温度温度越高，反应速率越快探究Ⅱ：二氧化碳＞红产生白色和淡黄色固体【解析】[探究Ⅰ：以过氧化氢分解为研究对象进行实验，探究影响化学反应速率的因素]A组：由实验步骤和结论可知，MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用，要想得出此结论，则需要补充一次不加催化剂的对照组，比较时间的长短，来比较。故补充的实验操作为：取5mL10%H2O2溶液，不放催化剂进行实验。故填：取5mL10%H2O2溶液，不放催化剂进行实验。B组：由甲同学和乙同学的实验对比，若t1＜t2，则可得出结论：浓度越大，反应速率越快。故填：＜。由于甲乙同学实验时，采用的是不同的催化剂，没有做到控制单一变量，因此不能得出正确结论，丙同学：对实验设计提出疑问，并补充的实验为：取10mL5%H2O2溶液，加入0.5gCuO为催化剂，进行实验（或取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2为催化剂，进行实验），此时记录时间t3，且t1＜t3＜t2。可将结论更正为：当催化剂种类及质量相同时，反应物浓度越大，反应速率越快。C组：由实验步骤：取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水浴和50℃热水浴记录时间t4、t5，可知探究的是温度对化学反应速率的影响。故填：温度。根据时间t4＞t5。可以得出结论为：当反应物浓度和催化剂相同时，温度越高，反应速率越快。故填：温度越高，反应速率越快。[探究Ⅱ：二氧化碳的性质探究]日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质，含碳细铁丝燃烧时，其中的碳会生成的CO2气体；故填：二氧化碳。实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示进入二氧化硫试管中液体更多，说明相同条件下的溶解性：SO2＞CO2，由资料：①CO2和SO2溶于水后具有相似的化学性质，二氧化硫和二氧化碳溶于水会与水反应生成相应的酸，使得溶液呈酸性，故试管内溶液变成红色。故填：＞；红。实验二：已知镁条可以在CO2中剧烈燃烧，反应为：2Mg+CO22MgO+C，由于CO2和SO2溶于水后具有相似的化学性质，因此可以试推测镁条在SO2中燃烧的化学方程式为：2Mg+SO22MgO+S，硫是淡黄色固体，因此现象为：剧烈燃烧、放出热量，产生白色和淡黄色固体。故填：产生白色和淡黄色固体。18．为了探究催化剂种类对氯酸钾分解速度的影响,某兴趣小组在相同的加热条件下以生成等体积的氧气为标准,设计了下列四组实验：试验编号氯酸钾质量/g催化剂催化剂质量/g收集50mL氧气所需时间/s15__________1712X二氧化锰0.54935氧化铁0.55845氯化钾0.5154（1）写出氯酸钾在二氧化锰的催化作用下发生反应的文字表达式_____。（2）实验②中,X的值为_____对比实验②和实验③,可以得出的结论是:_____的催化效果更好。（3）对比实验①和实验④可知氯化钾_____（填“有”或“无”）催化作用。维持加热条件不变,用实验①再继续收集50mL氧气,所需时间明显小于171s,原因是_____。（4）要比较催化剂种类对氯酸钾分解速度的影响,除了测量收集50mL氧气所需的时间，还可以测量_____。【答案】无0（1）（2）5二氧化锰（3）有反应生成的氯化钾起到了催化作用（4）相同的时间内产生气体的体积【解析】（1）第一组实验是对照组，所以不加入催化剂，故催化剂质量为0g；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，发生反应的文字表达式；（2）实验②中氯酸钾的质量是5g；对比实验②和实验③，②所用的时间更少，所以二氧化锰的催化效果更好；（3）对比实验①和实验④可知，加入氯化钾之后所需要的时间比不加催化剂时间更少，所以氯化钾具有催化作用；维持加热条件不变,用实验①再继续收集50mL氧气,所需时间明显小于171s，原因是反应生成的氯化钾起到了催化作用，加快了反应速率；（4）要比较催化剂种类对氯酸钾分解速度的影响,除了测量收集50mL氧气所需的时间，还可以测量相同的时间内产生气体的体积。19．某班化学兴趣小组对催化剂的问题做了以下两类探究，请你一起参与他们的探究年活动，并填写下列空白：（1）甲同学探究“催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响”，设计了以下两组对比实验：I将3.0g氯酸钾和0.5g二氧化锰粉末均匀混合加热；II将3.0g氯酸钾和Xg氧化铜粉末均匀混合加热；在相同条件下比较上述两组实验产生氧气的快慢。写出实验I中发生反应的文字表达式________________；实验Ⅱ中X的值应为_____________。（2）乙同学探究“红砖粉末是否也可以作为氧化氢分解的催化剂”（提出问题）红砖粉末能不能做氧化氢分解的催化剂呢？（做出猜想）红砖粉末能做氧化氢分解的催化剂（实验验证）实验步骤实验现象实验结论①将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中木条不复燃常温下过氧化氢很难分解②在上述试管中加入0.2g红砖粉末，然后将带火星的木条伸入试管中木条复燃________________________③待上述试管反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管红砖粉末的_______没有改变（实验讨论）有同学认为：仅凭上述实验还不能证明红砖粉末能做氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个实验“将实验后剩余固体提纯后称量，如果所得固体的质量_____0.2g（选填“大于、小于或者等于”），则说明红砖粉末可以作为氧化氢分解的催化剂”。（实验拓展）查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、土豆等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是______________。A催化剂能增加生成物的量B酶一种重要的生物催化剂，在工农业生产中起到极大的作用C催化剂只能加快化学反应的速率D同一个化学反应可以有多种催化剂【答案】（1）氯酸钾氯化钾+氧气0.5（2）红砖粉末加速了过氧化氢的分解化学性质等于BD【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下分解成氯化钾和氧气，反应的文字表达式是：氯酸钾氯化钾+氧气；控制催化剂的质量相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，所以x的值应为0.5；故填：氯酸钾氯化钾+氧气；0.5.[实验验证]②木条复燃，说明有氧气生成，所以红砖粉末加速了过氧化氢的分解；③待上述试管反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明红砖粉末的化学性质没有改变；故填：红砖粉末加速了过氧化氢的分解；化学性质。[实验讨论]有同学认为：仅凭上述实验还不能证明红砖粉末能做氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个实验“将实验后剩余固体提纯后称量，如果所得固体的质量等于0.2g，则说明红砖粉末可以作为氧化氢分解的催化剂。故填：等于。[实验拓展]A催化剂能改变化学反应的速率，不能增加生成物的量，错误；B酶一种重要的生物催化剂，在工农业生产中起到极大的作用，正确；C催化剂能化学反应的速率，包括加快和减慢化学反应速率，故错误；D同一个化学反应可以有多种催化剂，正确；故选：BD。20．我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。..一、空气及其成分探究（1）图Ⅰ用于粗略研究空气的组成，发生反应的文字或符号表达式为___________________。（2）拉瓦锡用图Ⅱ所示装置研究了空气的组成。他把少量汞放在密闭的容器中连续加热，得到了红色氧化汞粉末，同时钟罩内的汞液面上升。该反应的文字或符号表达式是：____________。（3）某学习小组用图Ⅲ装置进行镁条在空气中燃烧的实验。燃烧、冷却后打开止水夹，有水进入了集气瓶。（问题）实验操作正确，但实验后发现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%。（猜想）镁除了与氧气反应外，还与空气中的其他气体（X）发生了反应。对该气体提出猜想：猜想1：只是二氧化碳猜想2：只是氮气猜想3：氮气和二氧化碳等（资料）镁是一种化学性质活泼的金属，能在氮气燃烧生成氮化镁，能在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁。①经讨论一致认为猜想1不正确，理由是___________；②镁在二氧化碳中燃烧的文字或符号表达式_______________。（结论）猜想3正确（4）（改进实验）小明同学利用如图装置测定空气中氧气含量，步骤如下（装置气密性良好，部分操作已略去，因导管产生的误差忽略不计）：Ⅰ．打开止水夹a、b，向集气瓶中通入一定量的空气，使盛有白磷的燃烧匙在水面上方，测得进入量筒中水的体积为V1。Ⅱ．关闭止水夹a，用强光照射引燃白磷。白磷熄灭并冷却至室温，至液面不再变化，测得量筒内水的体积是V2。根据实验记录V1、V2，得出空气中氧气的体积分数的计算式是_______________。二、氧气的制备和性质实验一：用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧实验。（5）铁丝在氧气中燃烧的文字或符号表达式___________。（6）用B收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶壁炸裂，分析原因：___________。（7）小组同学改进了实验一（如图E），优点是__________。A氧气无需提前制备和收集，操作更方便。B塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全。C装置集氧气的制取、干燥、性质于一体，实验更优化。（8）潜水艇要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。有以下几种制氧气的方法：①加热高锰酸钾；②双氧水催化分解；③常温下用过氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。写出方法③反应的文字表达式________。同学们认为③最合适在潜水艇里制氧气，与其他两种方法相比，这种方法的优点是______。实验二：粗略测定加热2.0g高锰酸钾所收集到的氧气体积。（9）装置正确连接顺序是：(填接口字母)a→（________）→（________）→（________）（10）收集氧气的最佳时机是________________（填“加热后立刻收集”或“加热一段时间后”）。实验三：小江为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器则定收集到的氧气浓度，数据见表。收集方法向上排空气法排水法氧气浓度%79.679.779.990.089.889.3氧气平均浓度%79.789.7①小江用向上排空气法收集氧气时，以能使在集气瓶瓶口带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到______________________为氧气集满的标准。②向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有_______。A当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气B氧气的密度略大于空气的密度C加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右D当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散③不考虑操作因素，排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是_____________。【答案】（1）磷+氧气五氧化二磷（或P+O2P2O5）（2）汞+氧气氧化汞（或Hg+O2HgO）（3）空气中二氧化碳太少，即使全部反应完，进入集气瓶中的水也不会达到70%镁+二氧化碳氧化镁和碳（或Mg+CO2MgO+C）（5）铁+氧气四氧化三铁或Fe+O2Fe3O4（6）实验时燃烧的铁丝靠到集气瓶（7）ABC（8）过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气生成氧气的同时，能去除二氧化碳（9）cbd（10）加热一段时间后实验三：集气瓶中水被排尽或气泡冒出瓶外ABD氧气中混有水蒸气【解析】（1）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，文字表达式（或符号表达式）为：磷+氧气五氧化二磷（或P+O2P2O5）；（2）汞和氧气反应生成氧化汞，文字表达式（或符号表达式）为：汞+氧气氧化汞（或Hg+O2HgO）；

（3）①在空气中二氧化碳只占空气体积的0.03%，空气中二氧化碳太少，即使全部反应完，进入集气瓶中的水也不会达到70%；②镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，文字表达式（或符号表达式）为：镁+二氧化碳氧化镁和碳（或Mg+CO2MgO+C）；

（4）空气中氧气的体积分数的计算式=；（5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字或符号表达式为：铁+氧气四氧化三铁或Fe+O2Fe3O4；（6）用B收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶壁炸裂，原因是：实验时燃烧的铁丝靠到集气瓶内壁；（7）实验装置改进后，氧气无需提前制备和收集，操作更方便；塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全；装置集氧气的制取、干燥和性质验证一体，实验更优化。故填：ABC；（8）已知过氧化钠与二氧化碳在常温下反应生成碳酸钠和氧气，反应的文字表达式：过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气；方法③不用加热，不用通电，操作简单，还能将人呼出的二氧化碳转化为氧气；（9）氧气不易溶于水，氧气密度比水小，所以对于装置B应该是长进短出，正确连接顺序是：a→c→b→d；（10）为了收集较纯的氧气，收集氧气的最佳时机加热一段时间后；实验三：①用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到集气瓶中水排空或集气瓶口有气泡冒出为氧气集满的标准；②用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多，如：当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气；氧气密度只是略大于空气，很容易出现排不净空气或少量混合的情况；当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散；这些都会造成氧气浓度的减小；加热高锰酸钾制取的是纯净氧气，加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右的说法是错误的。故选ABD；③不考虑操作因素，排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是氧气中混有水蒸气。21．小亮通过学习知道了氧气的验满方法，即将带火星的木条伸到集气瓶口处，若带火星的木条复燃，则证明氧气已收集满了。那么，使带火星的木条复燃的氧气一定是纯氧吗？小亮对此展开探究：取5只集气瓶，编号为①②③④⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中，记录实验现象。小亮又在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。第一组第二组第三组集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①收集的氧气占容器的体积分数（%）1020304050313335373934带火星木条微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮请根据实验回答下列问题：（1）写出一个实验室制取氧气的文字表达式_____。（2）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：_____（填“是”或“否”）。

（3）收集的氧气占容积的体积分数最低为_____时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是_____（计算结果百分号内保留一位数小数）。（4）用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在_____℃以下。（5）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间，从而省去编号为①②⑤的实验。同理，