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4.结合下图所示的实验装置,完成下列习题。
(1)写出图1中a、b仪器的名称:a.
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,应选择的发生装置和收集装置的组合是
(3)与用高锰酸钾制取氧气相比,用过氧化氢溶液制取氧气的优点是
①生成物只有氧气 ②反应不需要加热 ③对环境污染小
(4)学生制作的简易供氧器如图2所示。在使用其供氧时,左瓶中可放置的试剂是
A.高锰酸钾 B.氧化汞 C.过氧化氢溶液和二氧化锰
(1)写出图1中a、b仪器的名称:a.
锥形瓶
,b. 集气瓶
。(2)用过氧化氢溶液制取氧气,应选择的发生装置和收集装置的组合是
BC(或BD)
(填序号),反应的文字表达式为过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
。(3)与用高锰酸钾制取氧气相比,用过氧化氢溶液制取氧气的优点是
②③
(填序号,双选)。①生成物只有氧气 ②反应不需要加热 ③对环境污染小
(4)学生制作的简易供氧器如图2所示。在使用其供氧时,左瓶中可放置的试剂是
C
(填序号)。简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的一个作用是湿润氧气(或便于观察氧气的流速、净化氧气)
。A.高锰酸钾 B.氧化汞 C.过氧化氢溶液和二氧化锰
答案
4.(1)锥形瓶 集气瓶
(2)BC(或BD) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(3)②③
(4)C 湿润氧气(或便于观察氧气的流速、净化氧气)
(2)BC(或BD) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(3)②③
(4)C 湿润氧气(或便于观察氧气的流速、净化氧气)
解析
【分析】
要解决这道题，需先识别常见实验仪器，再根据反应物状态、反应条件选择气体发生装置，根据气体溶解性和密度选择收集装置；对比不同制氧方法的差异，结合简易供氧器的原理分析试剂选择和水的作用，逐步推导各问题答案。
【解析】
(1) 观察图1装置，仪器a为锥形瓶，b为集气瓶。
(2) 过氧化氢溶液制取氧气，反应物是固体（二氧化锰）和液体，反应不需要加热，故发生装置选B；氧气不易溶于水可用排水法（C）收集，密度比空气大可用向上排空气法（D）收集，因此组合为BC或BD；反应的文字表达式为：$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$。
(3) 高锰酸钾制取氧气需要加热，而过氧化氢制取氧气不需要加热，且生成物为水和氧气，对环境无污染，故优点是②③（①错误，生成物还有水）。
(4) 简易供氧器需要制取氧气，高锰酸钾需要加热、氧化汞分解产物有毒，因此左瓶选C（过氧化氢溶液和二氧化锰）；右瓶中水的作用可以是湿润氧气、便于观察氧气流速或净化氧气。
【答案】
(1) 锥形瓶 集气瓶
(2) BC(或BD) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(3) ②③
(4) C 湿润氧气(或便于观察氧气的流速、净化氧气)
【知识点】
常见仪器名称、氧气的制取装置、过氧化氢制氧的优缺点
【点评】
本题围绕氧气的制取展开，涵盖仪器识别、装置选择、反应表达式书写、方法对比及简易装置分析，是初中化学氧气制取的基础重点题型，注重对核心知识点的应用考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先识别常见实验仪器，再根据反应物状态、反应条件选择气体发生装置，根据气体溶解性和密度选择收集装置；对比不同制氧方法的差异，结合简易供氧器的原理分析试剂选择和水的作用，逐步推导各问题答案。
【解析】
(1) 观察图1装置，仪器a为锥形瓶，b为集气瓶。
(2) 过氧化氢溶液制取氧气，反应物是固体（二氧化锰）和液体，反应不需要加热，故发生装置选B；氧气不易溶于水可用排水法（C）收集，密度比空气大可用向上排空气法（D）收集，因此组合为BC或BD；反应的文字表达式为：$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{二氧化锰}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$。
(3) 高锰酸钾制取氧气需要加热，而过氧化氢制取氧气不需要加热，且生成物为水和氧气，对环境无污染，故优点是②③（①错误，生成物还有水）。
(4) 简易供氧器需要制取氧气，高锰酸钾需要加热、氧化汞分解产物有毒，因此左瓶选C（过氧化氢溶液和二氧化锰）；右瓶中水的作用可以是湿润氧气、便于观察氧气流速或净化氧气。
【答案】
(1) 锥形瓶 集气瓶
(2) BC(或BD) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(3) ②③
(4) C 湿润氧气(或便于观察氧气的流速、净化氧气)
【知识点】
常见仪器名称、氧气的制取装置、过氧化氢制氧的优缺点
【点评】
本题围绕氧气的制取展开，涵盖仪器识别、装置选择、反应表达式书写、方法对比及简易装置分析，是初中化学氧气制取的基础重点题型，注重对核心知识点的应用考查。
【难度系数】
0.6
5.为探究过氧化氢分解制取氧气反应中的适宜催化剂，某化学小组的同学在老师的指导下，用$\ce{MnO_{2}}$、$\ce{CuO}$、$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、$\ce{Cr_{2}O_{3}}$四种物质分别与海藻酸钠溶液混合，制成含量相等、大小相同的海藻酸钠微球，将其分别放入下图所示的装置中进行实验，并用数字化实验技术得到锥形瓶内压强随时间变化的如下曲线图。
(1)每次实验时，海藻酸钠微球的数量应相同，原因是
(2)根据曲线判断，催化效果较好、反应较温和的催化剂是
(3)本实验通过测定
实验三
过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
(4)用含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球进行实验时，发现约65 s时压强瞬间回落，其原因可能是
(1)每次实验时，海藻酸钠微球的数量应相同，原因是
确保催化剂的用量一致
。(2)根据曲线判断，催化效果较好、反应较温和的催化剂是
CuO
（填化学式）。(3)本实验通过测定
相同时间内压强的变化大小
比较几种催化剂的催化效果。实验三
过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
(4)用含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球进行实验时，发现约65 s时压强瞬间回落，其原因可能是
产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出
。答案
5.(1)确保催化剂的用量一致
(2)CuO
(3)相同时间内压强的变化大小
(4)产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出
(2)CuO
(3)相同时间内压强的变化大小
(4)产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出
解析
【分析】
本题为过氧化氢分解制取氧气的催化剂探究实验，核心是运用控制变量法进行实验设计与分析。(1) 实验探究催化剂种类对反应的影响时，需控制除催化剂种类外的其他变量一致，海藻酸钠微球数量相同是为了保证催化剂用量相同，避免用量差异影响实验结果；(2) 催化效果可通过压强曲线分析，反应温和且催化效果好的催化剂对应压强变化平稳、速率适中的曲线；(3) 实验中通过测定锥形瓶内压强随时间的变化反映反应速率，因此用相同时间内压强的变化大小比较催化效果；(4) 压强瞬间回落说明气压突然减小，结合MnO₂催化时反应速率快，推测是气压过大冲开橡胶塞导致。
【解析】
(1) 该实验的变量是催化剂的种类，根据控制变量原则，需保证催化剂的用量一致，因此海藻酸钠微球数量应相同，故答案为确保催化剂的用量一致；
(2) 分析压强曲线，CuO对应的曲线压强变化平稳，反应速率适中，催化效果较好且反应温和，而MnO₂催化时压强上升过快，易出现异常，故答案为CuO；
(3) 实验中利用数字化技术测定锥形瓶内压强随时间的变化，压强变化反映单位时间内产生氧气的量，因此通过相同时间内压强的变化大小比较催化效果，故答案为相同时间内压强的变化大小；
(4) 用MnO₂催化时，反应速率过快，短时间内产生大量氧气，使锥形瓶内气压急剧增大，导致橡胶塞被冲出，因此压强瞬间回落，故答案为产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出。
【答案】
(1) 确保催化剂的用量一致；(2) CuO；(3) 相同时间内压强的变化大小；(4) 产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出
【知识点】
控制变量法、催化剂的催化效果、过氧化氢分解反应
【点评】
本题以过氧化氢分解制取氧气的催化剂探究为载体，考查控制变量法的应用、催化效果的判断及实验异常分析，注重实验思维的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为过氧化氢分解制取氧气的催化剂探究实验，核心是运用控制变量法进行实验设计与分析。(1) 实验探究催化剂种类对反应的影响时，需控制除催化剂种类外的其他变量一致，海藻酸钠微球数量相同是为了保证催化剂用量相同，避免用量差异影响实验结果；(2) 催化效果可通过压强曲线分析，反应温和且催化效果好的催化剂对应压强变化平稳、速率适中的曲线；(3) 实验中通过测定锥形瓶内压强随时间的变化反映反应速率，因此用相同时间内压强的变化大小比较催化效果；(4) 压强瞬间回落说明气压突然减小，结合MnO₂催化时反应速率快，推测是气压过大冲开橡胶塞导致。
【解析】
(1) 该实验的变量是催化剂的种类，根据控制变量原则，需保证催化剂的用量一致，因此海藻酸钠微球数量应相同，故答案为确保催化剂的用量一致；
(2) 分析压强曲线，CuO对应的曲线压强变化平稳，反应速率适中，催化效果较好且反应温和，而MnO₂催化时压强上升过快，易出现异常，故答案为CuO；
(3) 实验中利用数字化技术测定锥形瓶内压强随时间的变化，压强变化反映单位时间内产生氧气的量，因此通过相同时间内压强的变化大小比较催化效果，故答案为相同时间内压强的变化大小；
(4) 用MnO₂催化时，反应速率过快，短时间内产生大量氧气，使锥形瓶内气压急剧增大，导致橡胶塞被冲出，因此压强瞬间回落，故答案为产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出。
【答案】
(1) 确保催化剂的用量一致；(2) CuO；(3) 相同时间内压强的变化大小；(4) 产生气体的速率过快，导致气压过大，橡胶塞被冲出
【知识点】
控制变量法、催化剂的催化效果、过氧化氢分解反应
【点评】
本题以过氧化氢分解制取氧气的催化剂探究为载体，考查控制变量法的应用、催化效果的判断及实验异常分析，注重实验思维的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
