Question

【題目】化學是一門以實驗為基礎的學科，氣體的制備是其中一種重要的實驗。現有如下儀器供選。

（實驗一）用大理石（或石灰石）和稀鹽酸制取CO2。

（1）儀器A的名稱是______，儀器F的名稱是______。

（2）組裝整套裝置時，可選用圖中的A、B、C、I、J、L、P和______。

（3）組裝的裝置在加入藥品前要檢查氣密性，方法有多種，下列方法和現象能說明該裝置不漏氣的是___________（填字母序號填空）。

A．用彈簧夾夾緊橡膠管，向長頸漏斗中加水，長頸漏斗內形成穩定的水柱；

B．向長頸漏斗中注水使下端形成液封，在右側導管口連接注射器，緩緩拉注射器活塞，長頸漏斗下端冒氣泡；

C．向長頸漏斗中注水使下端形成液封，在右側導管口連接注射器，緩緩推注射器活塞，長頸漏斗中液面上升；

D．將導管浸入水中，雙手捂住錐形瓶外壁，觀察到導管口沒有氣泡；

（4）實驗室制取CO2氣體的化學方程式為____，用向上排空法收集CO2氣體驗滿的操作是____。

（5）選擇氣體的制取裝置時，需要考慮反應物的狀態、____和氣體的性質。

（實驗二）實驗室制取O2并進行一系列探究。

〖探究1〗用氯酸鉀、二氧化錳為原料制取并收集氧氣

（1）該方法制取氧氣的化學方程式為____；能用排水法收集氧氣是因為氧氣___；選用排水集氣法，組裝整套裝置時，伸入集氣瓶口的導管應選擇上圖中的________。

（2）某同學組裝了發生裝置如圖1所示，錯誤是____，若要改正錯誤，需要操作的旋鈕是____（填字母）。

（3）某小組經實驗測定，排水法收集的氧氣平均濃度為89.7%，向上排空氣法收集的氧氣平均濃度為79.7%，對比排水法和向上排空氣法，________法收集的氧氣更純凈，用向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右的原因有_______（填字母編號）。

A．氧氣的密度略大于空氣的密度

B．加熱氯酸鉀和二氧化錳固體產生氧氣的濃度只有80%左右

C．當觀察到帶火星木條復燃時，集氣瓶內還有空氣

D．當氧氣進入集氣瓶時，瓶內空氣與進入的氧氣相互擴散

（4）某同學在實驗室用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣，加熱一段時間后停止實驗（氯酸鉀未完全分解），他測得剩余物質中兩種金屬元素的質量分數分別為：錳元素質量分數11.0%，鉀元素的質量分數39.0%，請問剩余物質中氧元素的質量分數為______。

A．4% B．14.5% C．25.5% D．50%

〖探究2〗對H2O2分解的各種催化劑的催化效果進行定量對比探究

（小資料）海藻酸鈉是一種天然高分子物質，在本實驗中性質穩定。實驗方案如下：

I．用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球，備用。

II．取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球，采用左下圖裝置進行實驗。改用其他三種微球，分別重復上述實驗，得到如圖的錐形瓶內壓強隨時間變化的曲線圖。

（1）用雙氧水、二氧化錳為原料制取氧氣的化學方程式為___，該反應屬于___反應（填基本反應類型）。

（2）每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因_____。

（3）用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60 s左右時壓強瞬間回落，其原因是________。

（4）從實驗曲線看，催化效果較好、反應溫和的催化劑是________。

Answer 1

【答案】錐形瓶 酒精燈 H ABC CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 將燃燒的木條放在集氣瓶口，熄滅即滿（合理即可） 反應條件 2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑ 不易溶于水 K 試管口向上傾斜了 AB 排水 ACD B 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 分解 控制催化劑質量相等 反應劇烈，裝置內氣壓過大，使錐形瓶上的橡皮塞彈出 CuO

【解析】

實驗一：

（1）儀器A是錐形瓶，儀器B是酒精燈。

（2）該裝置中缺少雙孔膠塞，故選H。

（3）A、用彈簧夾夾緊橡膠管，向長頸漏斗中加水，長頸漏斗內形成穩定的水柱，說明裝置不漏氣，故正確；

B、向長頸漏斗中注水使下端形成液封，在右側導管口連接注射器，緩緩拉注射器活塞，長頸漏斗下端冒氣泡，說明裝置不漏氣，故正確；

C、向長頸漏斗中注水使下端形成液封，在右側導管口連接注射器，緩緩推注射器活塞，長頸漏斗中液面上升，說明裝置不漏氣，故正確；

D、將導管浸入水中，雙手捂住錐形瓶外壁，由于長頸漏斗的下端沒入液面，故受熱膨脹后不會有氣體流入燒杯中，故不能觀察到導管口有氣泡，故不能驗證氣密性，故錯誤。故選ABC。

（4）實驗室用碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水來制取二氧化碳，該反應的方程式為: CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。用向上排空法收集CO2氣體驗滿的操作是將燃燒的木條放在集氣瓶口，熄滅即滿。

（5）選擇氣體的制取裝置時，需要考慮反應物的狀態、反應條件和氣體的性質

實驗二：

（1）氯酸鉀在二氧化錳做催化劑的條件下反應生成氯化鉀和氧氣，反應的方程式為：2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑。氧氣不易溶于水，故可以選排水法收集。選用排水集氣法，組裝整套裝置時，伸入集氣瓶口的導管應選擇圖中的K。

（2）加熱固體藥品時，試管口要略向下傾斜。選用排水集氣法，組裝整套裝置時，伸入集氣瓶口的導管應選擇上圖中的A和B。

（3）由題可知，用排水法收集的氧氣更純。用向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右的原因有：A．氧氣的密度略大于空氣的密度，用向上排空氣法收集氧氣時可能有部分空氣不能排干凈，故正確；

B．加熱氯酸鉀和二氧化錳固體產生氣體只有氧氣，故氧氣的濃度大于80%，故錯誤；

C．當觀察到帶火星木條復燃時，集氣瓶內還有空氣，故正確；

D．當氧氣進入集氣瓶時，瓶內空氣與進入的氧氣相互擴散使空氣不能被排干凈，故正確。故選ACD。

（4）用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣，加熱一段時間后停止實驗（氯酸鉀未完全分解），則剩余物質為氯酸鉀和二氧化錳、氯化鉀，而鉀元素和氯元素的質量比為39：35.5，則剩余物質中氯元素的質量分數為39.0%×=35.5%；則剩余物質中氧元素的質量分數為1-11.0%-39.0%-35.5%=14.5%．故選B。

小資料：

（1）過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下反應生成水和氧氣，反應的方程式為：2 H2O2 2 H2O + O2↑。該反應是由一種物質反應生成兩種物質，故是分解反應。

（2）根據控制變量法，每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因控制催化劑質量相等。

（3）用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60 s左右時壓強瞬間回落，其原因是反應劇烈，裝置內氣壓過大，使錐形瓶上的橡皮塞彈出。

（4）由題可知，催化效果較好、反應溫和的催化劑是氧化銅。