专练05 制取气体的反应原理探究-中考科学实验探究题提分专练（学生版）

专练05制取气体的反应原理探究1．某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法，进行了一系列实验探索。(1)小组用锌和稀盐酸反应制取氢气，该反应的化学方程式为。(2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率，老师提示了可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加快的原因，小组同学提出了以下猜想。猜想一：起促进作用的是硫酸根离子猜想二：起促进作用的是铜离子猜想三：生成物起到促进作用为了验证上述猜想是否正确。①小明将硫酸铜换成硫酸钠，发现反应速率几乎没有变化，小明得出猜想不正确。②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想，小刘认为不需要替换试剂，只需通过观察加入硫酸铜固体后的现象就可以验证，该反应的现象为，发生反应的化学方程式为。此反应发生后速率加快依然较明显，小刘得出猜想正确。(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净，原因是。2．航天科技飞速发展，密闭的飞船舱中是如何获得氧气并净化舱里的空气呢？为探究其反应原理，某化学兴趣小组的同学，在老师的指导下．进行了如下实验探究．【查阅资料】常温下，过氧化钠(Na2O2)固体与水反应，生成氢氧化钠和氢气，过氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气．【实验目的】探究二氧化碳与过氧化钠反应成氧气，并收集干燥纯净的氧气【实验步骤】该小组同学根据实验目的，作出了如下实验设计，请你参与并回答下列问题：(1)写出标号仪器的名称：a；，b．．(2)实验室常用装置B来制取二氧化碳，反应的化学方程式为：，现要得到纯净干燥的CO2与Na2O2反应，选择装置的组合顺序是B→→→F(填装置编号)，你选择该装置的目的是：．(3)若要收集到纯净干燥的氧气，还需将上述所得氧气先通装置C、E，最后用装置G来收集，其中装置C中反应的化学方程式为．装置E的作用是：，证明气G中氧气你收满的方法是：．【反思与评价】(4)反应后装置F中的过氧化钠固体是否完全反应？取少量该固体与试管中，加入水后观察到有产生，说明过氧化钠没有完全反应．(5)某同学还想到实验室用装置A也能制得氧气，反应的化学方程式为：，但小组同学讨论后一致认为，飞船舱内不能用此法提供氧气请说明理由：(合理即可)．3．如图为家庭制氧机内桶构造示意图，桶上设有制氧剂投药口和出气口。已知：i．制氧剂的主要成分是过碳酸钠和催化剂ii．本产品用于人体保健吸氧，产生的氧气需通入水中净化。(1)制氧时，从投药口中投入药品后，立即将其关闭。①过碳酸钠加入水中后，分解产生过氧化氢；过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气。过氧化氢发生反应的化学方程式为。②氧气的出口为(填“a”或“b”)。(2)若在装置的Ⅰ、Ⅱ中放入其它试剂，可进行以下实验。①检验碳酸盐：实验过程中，从a或b处加入试剂后，需将产生气体的一侧(a或b)密闭。其中，Ⅰ中盛放的试剂是。②研究金属性质：I中加入铁屑和过量稀盐酸，II中只加入锌粒，关闭a口。一段时间后，II中可以观察到的现象有。4．已知，过氧化钠(化学式为Na2O2)是一种浅黄色固体粉末，可用作呼吸面具里的供氧剂，利用人呼出的二氧化碳与过氧化钠反应放出氧气，供给人的正常生命活动，该反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2．某同学利用该反应原理制取氧气，设计实验装置如图1所示：(1)装置①中CO2的制取方法有多种：若用稀盐酸和碳酸钠制取CO2，该反应的化学方程式为：；若用稀盐酸和大理石制取CO2，该反应的化学方程式为：；若用加热NaHCO3固体制取CO2，应该选用的发生装置为(填如图2字母)，该反应的化学方程式为：．(2)装置③中盛装的试剂为，作用是．(3)④为O2的收集装置，若想得到较为纯净的O2，应选用装置(填图2字母)．组装装置完毕，装药品前要；若用AE装置组合制取氧气，实验中观察到水槽中气泡时开始收集，写出用该装置制取氧气的化学反应方程式：．5．神舟七号载人飞船成功返航，标志着我国已跨入航天领域国际领先行列．某研究性学习小组查阅资料得知，宇宙飞船中可用超氧化钾(KO2)作为氧气再生剂．超氧化钾是一种固体，它与人呼出的二氧化碳反应生成氧气：4KO2+2CO2═2K2CO3+3O2，为了验证这个反应能够产生氧气，该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与KO2反应制取O2，设计了如下实验装置：(1)C处应从A、B两种装置中选择作CO2发生装置．检验G中集气瓶内收集的气体是否为氧气，可以在取出集气瓶后，用检验．(2)已知CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，D装置的作用是．(3)为了除去O2中可能混有的CO2，F中可盛放过量溶液．(4)有同学提出，上述实验能生成氧气可能与CO2中混有的水蒸气有关．若要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气，你对上述实验装置的改进方法是．6．氨气是制备铵态氮肥的主要原料，制备氨气有多种方法，现提供二种方法制取氨气，A、氢气、氮气在高温高压催化剂作用下生成氨气；B、氯化铵与氢氧化钠反应生成氨气．你认为实验室选用的方法是(填序号)，理由是．如图1：浓氨水和氢氧化钠固体也可用于实验室制取氨气，已知一定温度下，饱和浓氨水中铵根离子和氢氧根离子浓度的乘积是一个定值．则该制氨气的原理是：(1)，(2)，如何检查该装置的气密性，图1中，如何验证氨气已收集满了．图2中的烧瓶是图一中收集氨气后的烧瓶，胶头滴管中挤入酚酞试液后，产生的现象是．7．小明参观某养鱼池时，好奇地发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量．小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想是否可以用过氧化钙制取氧气．【提出问题】过氧化钙是否可以用于制取氧气？【查阅资料】部分内容如下：过氧化钙(CaO2)室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，可作增氧剂、杀菌剂等．【猜想与验证】(1)小明依据提出猜想加热过氧化钙可制取氧气．(2)小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想过氧化钙与水反应可制取氧气．实验装置实验主要过程①检验装置气密性；②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出【实验结论】过氧化钙与水反应可得到氧气，但反应很慢．【分析与反思】①虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明认为农民用过氧化钙作增氧剂的主要原因是．②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议：．以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证．8．(1)请你与小明和他的同学一起进行实验室制取二氧化碳的探究．小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别药品实验现象①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为；不选择第③组药品的原因是．(2)老师为他们提供的如图1所示的实验仪器(导管、橡皮塞等未画出)．小明根据提供的实验仪器分别设计了如图2所示四套制取和收集二氧化碳的装置．对上面的设计方案小明和他的同学进行了交流讨论．其中可能收集不到二氧化碳气体的装置是；能够使反应随时停止和发生的装置是．用澄清石灰水可鉴定CO2气体，请写出其化学方程式为．反思小结：气体制取和收集装置的选择依据．9．过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用，它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95g过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如下实验装置：(1)A中制取CO2的装置，应从下列图①、②、③中选哪个图：。B装置的作用是，C装置内可能出现的现象是，为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用的木条伸入集气瓶内，木条会出现若E中的石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因：反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250mL，又知氧气的密度为1.43g/L，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值(答小或小)，相差约g(取两位有效数值)10．某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO2．请你参与探究并回答问题．【提出问题】上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2？【方案设计】大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO2，你认为原因是．讨论后大家设计了如图1三个实验进行对比分析．【实验与结论】(1)请你填写实验报告中①、②处的内容．实验实验现象实验结论A剧烈反应，迅速放出大量气泡反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳B产生气泡，速率迅速减慢，反应几乎停止．无法持续产生CO2，不能用于实验室制取CO2C①②(2)根据探究结论，实验室制取二氧化碳所发生反应的化学方程式为．【拓展与迁移】(1)由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等．请你再写出一种需要考虑的因素：．(2)实验室制取二氧化碳，为了控制反应速率，可以采用哪种方式向反应容器中加入酸？．(3)图2是一种灭火器的工作原理示意图，其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO2的理由是．练习题一、单选题（共17题；共34分）1.你认为下列反应中，最适合在核潜艇内发生的是（

）A.

水→通电氢气+氧气

B.

过氧化钠+二氧化碳﹣﹣碳酸钠+氧气

C.

过氧化氢→催化剂水+氧气

D.

高锰酸钾→2.实验室制备二氧化硫气体，下列方法最适合的是（）A.

Na2SO3（固）+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O

B.

4FeS2（固）+11O22Fe2O3+8SO2

C.

C+2H2SO4（浓）=△CO2↑+2SO2↑+2H2O

D.

2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑3.下列关于实验操作中先后顺序的叙述错误的是（

）

A.

用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量

B.

检查装置气密性时，先用手捂住试管一会儿，再将导管伸入烧杯内水中

C.

使用胶头滴管吸取液体时，先将胶头滴管伸入液体中，后挤压胶头吸入液体。

D.

制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品4.据报道，我国“蛟龙”号载人潜水器于2012年6月27日成功下潜至7062米深度，再创世界纪录．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水器里供给氧气的反应是（）A.

2KMnO4=△K2MnO4+MnO2+O2↑

B.

2H2O2H2↑+O2↑

C.

2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2

D.

2H2O2=MnO22H2O+O25.鱼苗在长途运输中，通常将鱼苗养在相对密闭的容器内，加入某种药品，使容器内满足下列条件才能保持鱼苗的存活：充足的氧气、及时除去鱼苗呼出的CO2水的pH调节在8左右，碱性不能太强．现有以下四种物质供选择：双氧水、过氧化钙（CaO2）．过氧化钠（Na2O2）、氯酸钾．它们的有关化学性质如下：①2H2O2═2H2O+O2↑②2Na2O2+2H20═4NaOH十O2↑③2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2④2CaO2+2H2O═2Ca（OH）2+O2↑⑤2CaO2+2CO2═2CaCO3↓+O2⑥KClO3不与H2O，CO2反应在鱼苗长途运输中你认为最适合加入的物质是（

）A.

双氧水

B.

过氧化钙

C.

过氧化钠

D.

氯酸钾6.下列实验方法正确的是（

）A.

用pH试纸测定溶液pH时，应先将试纸用蒸馏水润湿

B.

做蒸发溶液实验时，需要将蒸发皿中的溶液完全蒸干后再停止加热

C.

实验室制备气体时，装药品前要先检验装置的气密性

D.

进行过滤操作时，为加快速度，可以用玻璃棒搅拌漏斗内液体7.实验室制取氧气时，必须满足的条件是（）A.

必须使用催化剂

B.

必须用含氧元素的物质作反应物

C.

必须加热

D.

必须用排水法收集8.已知草酸(H2C2O4)晶体与浓硫酸共热发生化学反应:H2C2O4A.

装置的连接顺序依次为混合气体→E→C→B→D→A→尾气处理

B.

实验时应先通混合气体后点燃酒精喷灯

C.

计算CO的质量时，既能根据A中燃烧管内固体减少的质量计算，也可根据A中澄清石灰水增加的质量计算，二种方法均准确

D.

通过装置B、C、D在反应前后增加的总质量可以得出CO2的质量9.在潜水艇里要配备氧气再生装置，现有以下几种制氧气的方法，其中最适合于潜水艇里氧气再生的方法（）A.

使利用绿色植物的光合作用

B.

氧化汞汞+氧气

C.

水氢气+氧气

D.

过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气10.下列实验室制取气体的方法不可行的是（）A.

加热高锰酸钾制取氧气

B.

用锌与稀硫酸反应制取氢气

C.

用锌与稀硝酸反应制取氢气

D.

用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳11.鱼苗在长途运输中，通常将鱼苗养在相对密闭的容器内，加入某种药品，使容器内满足下列条件才能保持鱼苗的存活：充足的氧气、及时除去鱼苗呼出的CO2水的pH调节在8左右，碱性不能太强．现有以下四种物质供选择：双氧水、过氧化钙（CaO2）．过氧化钠（Na2O2）、氯酸钾．它们的有关化学性质如下：

（1）2H2O=2H2O+O2↑

（2）2Na2O2+2H20=4NaOH十O2↑

（3）2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2

（4）2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑

（5）2CaO2＋2CO2=2CaCO3↓＋O2

(6)KClO3不与H2O、CO2反应

在鱼苗长途运输中你认为最适合加入的物质是（）A.

双氧水

B.

过氧化钙

C.

过氧化钠

D.

氯酸钾12.过氧化钠(Na2O2)能与二氧化碳反应生成氧气，可作为呼吸面具中氧气的来源。潜水艇遇到紧急情况时，也使用过氧化钠来供氧，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。以下从该反应获取的信息中，正确的是（

）①过氧化钠属于氧化物

②该反应属于置换反应

③反应前后部分氧元素化合价发生了变化

④实验室可利用这一原理制取纯净的氧气。A.

①③④

B.

①③

C.

①④

D.

①②③13.据报道，我国“蛟龙”号载人潜水器于2012年6月27日成功下潜至7062米深度，再创世界纪录．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水器里供给氧气的反应是（

）A.

2KMnO4△_K2MnO4+MnO2+O2↑

B.

2H2O通电_2H2↑+O2↑

C.

2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2

D.

2H2O2MnO2_2H14.你认为下列反应中，最适合在核潜艇内发生的是（）A.

水氢气+氧气

B.

过氧化钠+二氧化碳﹣﹣碳酸钠+氧气

C.

过氧化氢水+氧气

D.

高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气15.2010年8月26日上午，我国载人潜水艇“蛟龙号”突破3759米的深度大关，跻身世界五强．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是（）A.

高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

B.

分离液态空气

C.

过氧化钠（固体）+二氧化碳→碳酸钠（固体）+氧气

D.

过氧化氢水+氧气16.下列有关气体的制取装置或实验操作，错误的是（

）A.

制取氧气的发生装置

B.

收集氧气

C.

检验二氧化碳是否收集满

D.

验证二氧化碳的水溶液显酸性17.2010年8月26日上午，我国载人潜水艇“蛟龙号”突破3759米的深度大关，跻身世界五强．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是（

）A.

高锰酸钾→点燃锰酸钾+二氧化锰+氧气

B.

分离液态空气

C.

过氧化钠（固体）+二氧化碳→碳酸钠（固体）+氧气

D.

过氧化氢MnO2二、填空题（共2题；共10分）18.氢气是一种极其理想的新能源，它燃烧后只产生________，对环境没有污染，实验室我们常用________和________反应来制取氢气，化学方程式________．19.在实验室中制备氢气常用的药品是________和________，这两种药品相遇后所发生的现象有：________，________．收集较纯净的氢气可用________法，收集较干燥的氢气可用________法．三、实验探究题（共5题；共44分）20.如图为实验室制取气体的常用装置。据图回答下列问题：（1）仪器①的名称是________。（2）用B为发生装置制取氧气的化学方程式为________。试管口稍向下倾斜的目的是________。（3）既能收集氧气也能收集二氧化碳气体的装置是________（填序号）。用该装置收集二氧化碳，检验二氧化碳气体是否收集满的方法是________。（4）实验室常用块状硫化亚铁固体和稀疏酸在常温下反应制取硫化氢气体，实验室制取硫化氢气体可选用的发生装置是________，理由是________。21.探究氯酸钾和二氧化锰制氧气实验中反应物与催化剂的最佳质量比．实验中采用如图实验装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中．在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所用的时间．实验记录的数据如表所示：实验编号12345678910二氧化锰的质量/g0.10.20.330.40.50.6611.323二氧化锰与氯酸钾的质量比1：201：101：61：51：41：31：22：31：13：2生成200mL氧气时间/秒235186162147133117143160211244请回答下列问题：（1）实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字表达式：________．（2）此实验中收集一定体积的氧气宜采取的收集方法是排水法．原因是________，收集气体前集气瓶内未装满水，对实验结果________（填“有”或“没有”）影响．（3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为________．（4）利用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气比加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气更好．请写出前者的两个优点________、________．（5）催化剂能影响化学反应速率，温度、反应物的浓度、接触面积等也会对化学反应速率带来影响．分析上表数据，结合影响化学反应速率的因素分析：①当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：________．②当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：________．22.通过一个学期的化学学习，我们已经了解了实验室制取气体的某些规律，以下是老师提供的一些实验装置。请结合如图回答问题：（1）写出图中标号的仪器名称：a________；

b________。（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是________（填字母编号），管口放棉花的作用是________，反应的化学方程式是________；如果用F装置收集CO2，则CO2应从________端进入（填c或d）。（3）通过查阅资料得知：①氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；②实验室通过加热氯化铵（NH4Cl）和氢氧化钙的固体混合物制取氨气。则实验室制取氨气应选择的发生和收集装置是________。（填字母编号）23.化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题：（1）写出图中带标号仪器的名称：①________②________。（2）某同学想用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取一瓶氧气，他应选的发生装置是