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1.制氧机在生产生活中的应用非常广泛。某兴趣小组对便携式家用制氧机开展探究。
Ⅰ.定性探究反应原理
(1)该制氧机中有一包过碳酸钠粉末和一包二氧化锰,向盛有过碳酸钠的烧杯中加入水,观察到产生气泡非常缓慢,向其中加入二氧化锰,立即有大量气泡产生。检验该气体是氧气的方法是
(2)过氧化氢溶液与二氧化锰在常温下也可以快速制氧,反应的化学方程式为
(3)从便于携带的角度分析,上述两组试剂中
Ⅰ.定性探究反应原理
(1)该制氧机中有一包过碳酸钠粉末和一包二氧化锰,向盛有过碳酸钠的烧杯中加入水,观察到产生气泡非常缓慢,向其中加入二氧化锰,立即有大量气泡产生。检验该气体是氧气的方法是
将带有火星的木条伸入装置内,带有火星的木条复燃,说明产生的气体是氧气
。(2)过氧化氢溶液与二氧化锰在常温下也可以快速制氧,反应的化学方程式为
2H₂O₂$\stackrel{MnO_2}{=\!=\!=}$2H₂O+O₂↑
。(3)从便于携带的角度分析,上述两组试剂中
过碳酸钠和二氧化锰
更适合用作制氧机中的制氧剂。答案
1.(1)将带有火星的木条伸入装置内,带有火星的木条复燃,说明产生的气体是氧气 (2)$2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{=\!=\!=} 2H_2O+O_2↑$ (3)过碳酸钠和二氧化锰
解析
【分析】
本题围绕制氧机的制氧原理展开探究，需结合氧气的检验方法、实验室制氧气的反应原理，以及物质的性质对用途的影响来解题。首先，检验氧气利用其助燃性，通过带火星木条的变化判断；其次，过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，需正确书写化学方程式；最后从便于携带的角度对比两种制氧试剂的状态，选择更适合的制氧剂。
【解析】
(1) 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此检验氧气的方法是将带有火星的木条伸入装置内，若木条复燃，说明产生的气体是氧气。
(2) 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下常温分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：$2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{=\!=\!=} 2H_2O + O_2↑$。
(3) 过碳酸钠是固体粉末，过氧化氢溶液是液体，从便于携带的角度分析，固体试剂更易储存和携带，因此过碳酸钠和二氧化锰更适合用作制氧机中的制氧剂。
【答案】
(1) 将带有火星的木条伸入装置内，带有火星的木条复燃，说明产生的气体是氧气
(2) $2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{=\!=\!=} 2H_2O + O_2↑$
(3) 过碳酸钠和二氧化锰
【知识点】
氧气的检验、化学方程式书写、物质的性质与用途
【点评】
本题结合生活中的制氧机实际应用，考查基础化学知识点，难度较低，注重知识与实际生活的联系，帮助学生理解化学的实用性。
【难度系数】
0.8
本题围绕制氧机的制氧原理展开探究，需结合氧气的检验方法、实验室制氧气的反应原理，以及物质的性质对用途的影响来解题。首先，检验氧气利用其助燃性，通过带火星木条的变化判断；其次，过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，需正确书写化学方程式；最后从便于携带的角度对比两种制氧试剂的状态，选择更适合的制氧剂。
【解析】
(1) 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此检验氧气的方法是将带有火星的木条伸入装置内，若木条复燃，说明产生的气体是氧气。
(2) 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下常温分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：$2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{=\!=\!=} 2H_2O + O_2↑$。
(3) 过碳酸钠是固体粉末，过氧化氢溶液是液体，从便于携带的角度分析，固体试剂更易储存和携带，因此过碳酸钠和二氧化锰更适合用作制氧机中的制氧剂。
【答案】
(1) 将带有火星的木条伸入装置内，带有火星的木条复燃，说明产生的气体是氧气
(2) $2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{=\!=\!=} 2H_2O + O_2↑$
(3) 过碳酸钠和二氧化锰
【知识点】
氧气的检验、化学方程式书写、物质的性质与用途
【点评】
本题结合生活中的制氧机实际应用，考查基础化学知识点，难度较低，注重知识与实际生活的联系，帮助学生理解化学的实用性。
【难度系数】
0.8
Ⅱ.定量探究实际制氧效率
【资料】理论上生成150 mL氧气,分别需要5%的过氧化氢溶液7.6 mL,过碳酸钠1.4 g。
(4)该小组同学取上述两种试剂分别加入0.2 g二氧化锰进行对比实验,比较过氧化氢溶液和过碳酸钠制取氧气的效率。测得数据如下图(20 min后几乎不产生氧气),请分析制氧剂选择过碳酸钠的依据：
【资料】理论上生成150 mL氧气,分别需要5%的过氧化氢溶液7.6 mL,过碳酸钠1.4 g。
(4)该小组同学取上述两种试剂分别加入0.2 g二氧化锰进行对比实验,比较过氧化氢溶液和过碳酸钠制取氧气的效率。测得数据如下图(20 min后几乎不产生氧气),请分析制氧剂选择过碳酸钠的依据：
20 min 内,生成氧气的量比过氧化氢多
答案
(4)20 min 内,生成氧气的量比过氧化氢多
解析
【分析】
要判断选择过碳酸钠作为制氧剂的依据，需结合题目中“20 min后几乎不产生氧气”的条件，分析图像中0~20 min内两种制氧剂生成氧气的体积，比较两者的产氧量差异即可得出结论。
【解析】
根据图像，横坐标为反应时间，纵坐标为生成气体的体积，且题目说明20 min后几乎不再产生氧气，因此只需对比0~20 min内两种试剂的产氧量。观察图像可知，在20 min时，过碳酸钠生成的氧气体积明显多于5%过氧化氢溶液生成的氧气体积，说明相同时间内过碳酸钠的制氧效率更高，因此选择过碳酸钠。
【答案】
20 min内，生成氧气的量比过氧化氢多
【知识点】
化学实验探究、氧气制取、图像分析
【点评】
本题通过图像对比两种制氧剂的制氧效率，重点考查学生对图像信息的解读能力，结合题目给定的时间限制分析即可，难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断选择过碳酸钠作为制氧剂的依据，需结合题目中“20 min后几乎不产生氧气”的条件，分析图像中0~20 min内两种制氧剂生成氧气的体积，比较两者的产氧量差异即可得出结论。
【解析】
根据图像，横坐标为反应时间，纵坐标为生成气体的体积，且题目说明20 min后几乎不再产生氧气，因此只需对比0~20 min内两种试剂的产氧量。观察图像可知，在20 min时，过碳酸钠生成的氧气体积明显多于5%过氧化氢溶液生成的氧气体积，说明相同时间内过碳酸钠的制氧效率更高，因此选择过碳酸钠。
【答案】
20 min内，生成氧气的量比过氧化氢多
【知识点】
化学实验探究、氧气制取、图像分析
【点评】
本题通过图像对比两种制氧剂的制氧效率，重点考查学生对图像信息的解读能力，结合题目给定的时间限制分析即可，难度适中。
【难度系数】
0.5
Ⅲ.探究反应的装置
(5)化学制氧机内缸如下图。为保证制氧的效果稳定,制氧机反应仓的加水量在夏季比冬季的高,原因是
(提示:温度和溶液浓度均会影响化学反应速率)
(6)该小组同学利用饮料瓶、吸管、输液管等日常用品设计并制作了简易制氧机,如下图。他们想为鱼缸中的鱼供氧,能达到目的的是
(5)化学制氧机内缸如下图。为保证制氧的效果稳定,制氧机反应仓的加水量在夏季比冬季的高,原因是
夏季温度高,反应速率快,多加水,可减缓生成氧气的速率
(提示:温度和溶液浓度均会影响化学反应速率)
(6)该小组同学利用饮料瓶、吸管、输液管等日常用品设计并制作了简易制氧机,如下图。他们想为鱼缸中的鱼供氧,能达到目的的是
甲
(填“甲”或“乙”)。该装置与化学制氧机相比,优点是制作材料易得、造价低
答案
(5)夏季温度高,反应速率快,多加水,可减缓生成氧气的速率 (6)甲 制作材料易得、造价低
解析
【分析】
对于第(5)问，题目提示温度和溶液浓度会影响化学反应速率，夏季温度较高，制氧的反应速率会加快，为保证制氧效果稳定，需控制反应速率，加水可降低反应物浓度从而减缓反应速率，因此夏季加水量比冬季高；对于第(6)问，简易制氧机需将产生的氧气通入鱼缸水中为鱼供氧，甲装置能实现该功能，乙装置不能；该简易装置使用日常用品制作，优点是材料易得、成本低。
【解析】
(5) 化学反应速率受温度和溶液浓度影响，夏季温度高，制氧反应速率加快，若加水量少，反应物浓度高，反应速率会更快，导致氧气生成速率过快，制氧效果不稳定；多加水可降低反应物浓度，减缓反应速率，使制氧效果稳定，故夏季加水量更高。
(6) 甲装置能将产生的氧气通入鱼缸水中，为鱼供氧；该简易制氧机使用饮料瓶、吸管等日常用品制作，优点是制作材料易得、造价低。
【答案】
(5)夏季温度高，反应速率快，多加水，可减缓生成氧气的速率 (6)甲 制作材料易得、造价低
【知识点】
化学反应速率的影响因素、氧气的制备
【点评】
本题结合实际制氧装置考查化学反应速率的影响因素及简易装置的评价，联系生活实际，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
对于第(5)问，题目提示温度和溶液浓度会影响化学反应速率，夏季温度较高，制氧的反应速率会加快，为保证制氧效果稳定，需控制反应速率，加水可降低反应物浓度从而减缓反应速率，因此夏季加水量比冬季高；对于第(6)问，简易制氧机需将产生的氧气通入鱼缸水中为鱼供氧，甲装置能实现该功能，乙装置不能；该简易装置使用日常用品制作，优点是材料易得、成本低。
【解析】
(5) 化学反应速率受温度和溶液浓度影响，夏季温度高，制氧反应速率加快，若加水量少，反应物浓度高，反应速率会更快，导致氧气生成速率过快，制氧效果不稳定；多加水可降低反应物浓度，减缓反应速率，使制氧效果稳定，故夏季加水量更高。
(6) 甲装置能将产生的氧气通入鱼缸水中，为鱼供氧；该简易制氧机使用饮料瓶、吸管等日常用品制作，优点是制作材料易得、造价低。
【答案】
(5)夏季温度高，反应速率快，多加水，可减缓生成氧气的速率 (6)甲 制作材料易得、造价低
【知识点】
化学反应速率的影响因素、氧气的制备
【点评】
本题结合实际制氧装置考查化学反应速率的影响因素及简易装置的评价，联系生活实际，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
