Question

【題目】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，氣體的制備是其中一種重要的實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有如下儀器供選。

（實(shí)驗(yàn)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(xiàn)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(nèi)形成穩(wěn)定的水柱；

B．向長頸漏斗中注水使下端形成液封，在右側(cè)導(dǎo)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(cè)導(dǎo)管口連接注射器，緩緩?fù)谱⑸淦骰钊�，長頸漏斗中液面上升；

D．將導(dǎo)管浸入水中，雙手捂住錐形瓶外壁，觀察到導(dǎo)管口沒有氣泡；

（4）實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體的化學(xué)方程式為____，用向上排空法收集CO2氣體驗(yàn)滿的操作是____。

（5）選擇氣體的制取裝置時，需要考慮反應(yīng)物的狀態(tài)、____和氣體的性質(zhì)。

（實(shí)驗(yàn)二）實(shí)驗(yàn)室制取O2并進(jìn)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(xué)方程式為____；能用排水法收集氧氣是因?yàn)檠鯕?/span>___；選用排水集氣法，組裝整套裝置時，伸入集氣瓶口的導(dǎo)管應(yīng)選擇上圖中的________。

（2）某同學(xué)組裝了發(fā)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(jīng)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生氧氣的濃度只有80%左右

C．當(dāng)觀察到帶火星木條復(fù)燃時，集氣瓶內(nèi)還有空氣

D．當(dāng)氧氣進(jìn)入集氣瓶時，瓶內(nèi)空氣與進(jìn)入的氧氣相互擴(kuò)散

（4）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣，加熱一段時間后停止實(shí)驗(yàn)（氯酸鉀未完全分解），他測得剩余物質(zhì)中兩種金屬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：錳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.0%，鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)39.0%，請問剩余物質(zhì)中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jìn)行定量對比探究

（小資料）海藻酸鈉是一種天然高分子物質(zhì)，在本實(shí)驗(yàn)中性質(zhì)穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)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(zhì)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。改用其他三種微球，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到如圖的錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)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(xué)方程式為___，該反應(yīng)屬于___反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。

（2）每次實(shí)驗(yàn)時，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因_____。

（3）用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60 s左右時壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是________。

（4）從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)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(yīng)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(zhì)量相等 反應(yīng)劇烈，裝置內(nèi)氣壓過大，使錐形瓶上的橡皮塞彈出 CuO

【解析】

實(shí)驗(yàn)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(nèi)形成穩(wěn)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(cè)導(dǎo)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(cè)導(dǎo)管口連接注射器，緩緩?fù)谱⑸淦骰钊�，長頸漏斗中液面上升，說明裝置不漏氣，故正確；

D、將導(dǎo)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(dǎo)管口有氣泡，故不能驗(yàn)證氣密性，故錯誤。故選ABC。

（4）實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水來制取二氧化碳，該反應(yīng)的方程式為: CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。用向上排空法收集CO2氣體驗(yàn)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(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件和氣體的性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)二：

（1）氯酸鉀在二氧化錳做催化劑的條件下反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)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(dǎo)管應(yīng)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(dǎo)管應(yīng)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(chǎn)生氣體只有氧氣，故氧氣的濃度大于80%，故錯誤；

C．當(dāng)觀察到帶火星木條復(fù)燃時，集氣瓶內(nèi)還有空氣，故正確；

D．當(dāng)氧氣進(jìn)入集氣瓶時，瓶內(nèi)空氣與進(jìn)入的氧氣相互擴(kuò)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(shí)驗(yàn)（氯酸鉀未完全分解），則剩余物質(zhì)為氯酸鉀和二氧化錳、氯化鉀，而鉀元素和氯元素的質(zhì)量比為39：35.5，則剩余物質(zhì)中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.0%×=35.5%；則剩余物質(zhì)中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)生成水和氧氣，反應(yīng)的方程式為：2 H2O2 2 H2O + O2↑。該反應(yīng)是由一種物質(zhì)反應(yīng)生成兩種物質(zhì)，故是分解反應(yīng)。

（2）根據(jù)控制變量法，每次實(shí)驗(yàn)時，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因控制催化劑質(zhì)量相等。

（3）用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60 s左右時壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是反應(yīng)劇烈，裝置內(nèi)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(yīng)溫和的催化劑是氧化銅。