6.化学是一门以实验为基础的科学。实验室制取氧气常用到下列装置,请回答下列问题。

(1)实验室用装置 A 制取氧气,其反应的文字表达式为
可以选择装置 D 收集氧气的原因是
(2)实验室制取气体时,选择装置 B 作为发生装置的依据是
(3)实验时,装置 B 中长颈漏斗下端管口要伸入液面下的目的是
(4)实验室检验氧气的方法是
(1)实验室用装置 A 制取氧气,其反应的文字表达式为
高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
。可以选择装置 D 收集氧气的原因是
氧气的密度比空气的密度略大
。(2)实验室制取气体时,选择装置 B 作为发生装置的依据是
反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)
。(3)实验时,装置 B 中长颈漏斗下端管口要伸入液面下的目的是
防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
。(4)实验室检验氧气的方法是
将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气
。答案
6.(1)高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾+二氧化锰+氧气 氧气的密度比空气的密度略大
(2)反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)
(3)防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
(4)将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气
(2)反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)
(3)防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
(4)将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气
解析
【分析】
本题围绕实验室制取氧气的装置相关知识展开,需结合发生装置、收集装置的选择依据,实验操作注意事项及氧气的检验方法逐一分析:
1. 装置A为固体加热型发生装置,对应加热高锰酸钾制氧气,据此书写反应的文字表达式;装置D是向上排空气法,收集气体的依据是气体密度与空气密度的相对大小,氧气密度比空气略大,故可用该装置收集。
2. 发生装置的选择取决于反应物状态和反应条件,装置B适用于固液不加热型反应,据此明确选择依据。
3. 长颈漏斗下端伸入液面下是为了形成液封,避免气体逸出,保证反应产生的气体从导管导出。
4. 利用氧气的助燃性,用带火星的木条检验氧气,观察木条是否复燃。
【解析】
(1) 装置A是加热固体制取气体的发生装置,实验室用该装置制取氧气时,通常选用高锰酸钾,反应的文字表达式为:$\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$;装置D为向上排空气法收集装置,选择该装置收集氧气的原因是氧气的密度比空气的密度略大。
(2) 发生装置的选择依据是反应物的状态和反应条件,装置B适用于反应物为固体和液体(或液体和液体)、反应不需要加热的情况,因此选择装置B的依据是反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热。
(3) 实验时,装置B中长颈漏斗下端管口伸入液面下,可形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出,确保气体从导管顺利导出。
(4) 氧气具有助燃性,实验室检验氧气的方法是:将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气。
【答案】
(1) $\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$;氧气的密度比空气的密度略大
(2) 反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)
(3) 防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
(4) 将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气
【知识点】
氧气的制取;气体发生装置选择;氧气的检验
【点评】
本题考查实验室制取氧气的核心基础知识点,涵盖发生装置、收集装置的选择依据,实验操作注意事项及氧气的检验方法,是化学实验的常考内容,难度适中,需学生掌握基础实验的原理和操作要点。
【难度系数】
0.7
本题围绕实验室制取氧气的装置相关知识展开,需结合发生装置、收集装置的选择依据,实验操作注意事项及氧气的检验方法逐一分析:
1. 装置A为固体加热型发生装置,对应加热高锰酸钾制氧气,据此书写反应的文字表达式;装置D是向上排空气法,收集气体的依据是气体密度与空气密度的相对大小,氧气密度比空气略大,故可用该装置收集。
2. 发生装置的选择取决于反应物状态和反应条件,装置B适用于固液不加热型反应,据此明确选择依据。
3. 长颈漏斗下端伸入液面下是为了形成液封,避免气体逸出,保证反应产生的气体从导管导出。
4. 利用氧气的助燃性,用带火星的木条检验氧气,观察木条是否复燃。
【解析】
(1) 装置A是加热固体制取气体的发生装置,实验室用该装置制取氧气时,通常选用高锰酸钾,反应的文字表达式为:$\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$;装置D为向上排空气法收集装置,选择该装置收集氧气的原因是氧气的密度比空气的密度略大。
(2) 发生装置的选择依据是反应物的状态和反应条件,装置B适用于反应物为固体和液体(或液体和液体)、反应不需要加热的情况,因此选择装置B的依据是反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热。
(3) 实验时,装置B中长颈漏斗下端管口伸入液面下,可形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出,确保气体从导管顺利导出。
(4) 氧气具有助燃性,实验室检验氧气的方法是:将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气。
【答案】
(1) $\mathrm{高锰酸钾}\xrightarrow{\mathrm{加热}}\mathrm{锰酸钾}+\mathrm{二氧化锰}+\mathrm{氧气}$;氧气的密度比空气的密度略大
(2) 反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)
(3) 防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
(4) 将带火星木条伸入集气瓶中,若木条复燃则证明是氧气
【知识点】
氧气的制取;气体发生装置选择;氧气的检验
【点评】
本题考查实验室制取氧气的核心基础知识点,涵盖发生装置、收集装置的选择依据,实验操作注意事项及氧气的检验方法,是化学实验的常考内容,难度适中,需学生掌握基础实验的原理和操作要点。
【难度系数】
0.7
7.(选做题)学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”,化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中,对“红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。
【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- |
|
| 步骤①木条不复燃;
步骤②产生气泡;
步骤③
【讨论与反思】乙同学认为:仅凭上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂,还需探究反应前后红砖粉末质量是否变化。
【实验步骤】
Ⅰ.称量红砖粉末质量为$m_1$;
Ⅱ.完成上述表格中甲同学的实验;
Ⅲ.反应结束后,分离出红砖粉末,烘干,称量红砖粉末质量为$m_2$。
【分析】若$m_1$
【评价】丙同学认为,还需再补充一个实验:探究
【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- |
|
步骤②产生气泡;
步骤③
木条复燃
| 红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂,反应的文字表达式为过氧化氢$\xrightarrow{红砖粉末}$水+氧气
|【讨论与反思】乙同学认为:仅凭上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂,还需探究反应前后红砖粉末质量是否变化。
【实验步骤】
Ⅰ.称量红砖粉末质量为$m_1$;
Ⅱ.完成上述表格中甲同学的实验;
Ⅲ.反应结束后,分离出红砖粉末,烘干,称量红砖粉末质量为$m_2$。
【分析】若$m_1$
=
(填“>”“=”或“<”)$m_2$,则说明红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂。【评价】丙同学认为,还需再补充一个实验:探究
红砖粉末在反应前后化学性质是否不变
。答案
7. 木条复燃 过氧化氢$\xrightarrow{红砖粉末}$水+氧气 = 红砖粉末在反应前后化学性质是否不变
解析
【分析】
本题探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解的催化剂,解题思路为:首先,催化剂能加快反应速率,过氧化氢分解产生的氧气可使带火星木条复燃,据此判断步骤③的现象;其次,根据反应物、催化剂、生成物书写反应的文字表达式;最后,依据催化剂“一变两不变”(改变反应速率,反应前后质量和化学性质不变)的特征,分析需验证的质量和化学性质是否变化。
【解析】
步骤③中,加入红砖粉末后过氧化氢快速分解产生大量氧气,氧气能使带火星的木条复燃,因此步骤③的现象是带火星的木条复燃;过氧化氢在红砖粉末的催化作用下分解生成水和氧气,反应的文字表达式为:$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{红砖粉末}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;催化剂反应前后质量不变,因此若反应前后红砖粉末质量相等,即$m_1=m_2$,说明质量不变;还需补充实验探究红砖粉末在反应前后的化学性质是否不变,才能完全证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂。
【答案】
木条复燃;$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{红砖粉末}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;$=$;红砖粉末在反应前后的化学性质是否不变
【知识点】
催化剂的概念、过氧化氢分解反应、实验探究的设计
【点评】
本题围绕催化剂的核心特征展开实验探究,考查学生对催化剂“一变两不变”的理解,需学生掌握实验设计的完整性,难度适中,是常见的实验探究类基础题。
【难度系数】
0.6
本题探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解的催化剂,解题思路为:首先,催化剂能加快反应速率,过氧化氢分解产生的氧气可使带火星木条复燃,据此判断步骤③的现象;其次,根据反应物、催化剂、生成物书写反应的文字表达式;最后,依据催化剂“一变两不变”(改变反应速率,反应前后质量和化学性质不变)的特征,分析需验证的质量和化学性质是否变化。
【解析】
步骤③中,加入红砖粉末后过氧化氢快速分解产生大量氧气,氧气能使带火星的木条复燃,因此步骤③的现象是带火星的木条复燃;过氧化氢在红砖粉末的催化作用下分解生成水和氧气,反应的文字表达式为:$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{红砖粉末}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;催化剂反应前后质量不变,因此若反应前后红砖粉末质量相等,即$m_1=m_2$,说明质量不变;还需补充实验探究红砖粉末在反应前后的化学性质是否不变,才能完全证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂。
【答案】
木条复燃;$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{红砖粉末}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;$=$;红砖粉末在反应前后的化学性质是否不变
【知识点】
催化剂的概念、过氧化氢分解反应、实验探究的设计
【点评】
本题围绕催化剂的核心特征展开实验探究,考查学生对催化剂“一变两不变”的理解,需学生掌握实验设计的完整性,难度适中,是常见的实验探究类基础题。
【难度系数】
0.6
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