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12. (10分)请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”和“水”。
(1) 从分类角度:空气属于(填“混合物”或“纯净物”)。
(2) 从微观角度:用“○”表示氮原子，“⊗”表示氧原子。
① 用“○○”可表示的微观粒子是(填名称，下同)。
② 构成氧气的微观粒子是。
(3) 从变化角度:
① 已知:常压下，氮气沸点$-196°\mathrm{C}$，氧气沸点$-183°\mathrm{C}$。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，观察到的现象是燃着的木条熄灭。将该烧杯放置一段时间后，液态物质剩余约$\frac{1}{5}$体积，其主要成分是。
② 水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的符号表达式:。
(1) 从分类角度:空气属于(填“混合物”或“纯净物”)。
(2) 从微观角度:用“○”表示氮原子，“⊗”表示氧原子。
① 用“○○”可表示的微观粒子是(填名称，下同)。
② 构成氧气的微观粒子是。
(3) 从变化角度:
① 已知:常压下，氮气沸点$-196°\mathrm{C}$，氧气沸点$-183°\mathrm{C}$。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，观察到的现象是燃着的木条熄灭。将该烧杯放置一段时间后，液态物质剩余约$\frac{1}{5}$体积，其主要成分是。
② 水在自然环境中不易分解，但在通电的条件下可以分解，写出该反应的符号表达式:。
答案
解：
(1) 混合物
(2) ① 氮分子
② 氧分子
(3) ① 氧气（或液氧）
② $\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
(1) 混合物
(2) ① 氮分子
② 氧分子
(3) ① 氧气（或液氧）
② $\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电} H_{2} + O_{2}}$
13.(10分)如下图所示是测定空气中氧气含量实验的装置图,请回答有关问题。
(1)根据提供的实验数据,完成下表:
(2)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数约为21%),可能的原因有;。(列举两条)
(3)装置中气球的作用是;实验结束如果没有将气球内气体挤入玻璃管,测定的氧气的体积分数会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)如果硬质玻璃管中空气的体积为20 mL,则注射器内空气体积至少达到mL才能完成该实验。
(1)根据提供的实验数据,完成下表:
(2)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数约为21%),可能的原因有;。(列举两条)
(3)装置中气球的作用是;实验结束如果没有将气球内气体挤入玻璃管,测定的氧气的体积分数会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)如果硬质玻璃管中空气的体积为20 mL,则注射器内空气体积至少达到mL才能完成该实验。
答案
(1) $\boldsymbol{15\%}$
(2) 铜粉量不足；装置漏气（合理即可）
(3) 平衡气压，使氧气与铜粉充分接触反应；偏大
(4) $\boldsymbol{5}$
(2) 铜粉量不足；装置漏气（合理即可）
(3) 平衡气压，使氧气与铜粉充分接触反应；偏大
(4) $\boldsymbol{5}$
解析
解：
(1) 空气中氧气的体积分数为：$\frac{15\ \mathrm{mL}-9\ \mathrm{mL}}{25\ \mathrm{mL}+15\ \mathrm{mL}} × 100\% = 15\%$
(2) 铜粉的量不足；装置气密性不好（或未冷却至室温就读数，合理即可）
(3) 缓冲装置内气压，使空气流通，让氧气与铜粉充分反应；偏大
(4) 空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$，设注射器内空气体积至少为$x$，则消耗的氧气体积为$\frac{20\ \mathrm{mL}+x}{5}$，反应后注射器内气体体积不能为负，即$x-\frac{20\ \mathrm{mL}+x}{5} \ge 0$，解得$x\ge5\ \mathrm{mL}$，即至少达到$5\ \mathrm{mL}$。
(1) 空气中氧气的体积分数为：$\frac{15\ \mathrm{mL}-9\ \mathrm{mL}}{25\ \mathrm{mL}+15\ \mathrm{mL}} × 100\% = 15\%$
(2) 铜粉的量不足；装置气密性不好（或未冷却至室温就读数，合理即可）
(3) 缓冲装置内气压，使空气流通，让氧气与铜粉充分反应；偏大
(4) 空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$，设注射器内空气体积至少为$x$，则消耗的氧气体积为$\frac{20\ \mathrm{mL}+x}{5}$，反应后注射器内气体体积不能为负，即$x-\frac{20\ \mathrm{mL}+x}{5} \ge 0$，解得$x\ge5\ \mathrm{mL}$，即至少达到$5\ \mathrm{mL}$。
14.(7分)学习了“过氧化氢溶液制取氧气使用二氧化锰作催化剂”的实验，化学兴趣小组在“寻找新的催化剂”的活动中，意外发现氧化铜加入过氧化氢溶液中产生气泡速率也会变快，于是对“氧化铜能否作为过氧化氢分解的催化剂”进行了一下探究：
【实验探究】甲同学按如下步骤进行实验：
【评价反思】该同学进行步骤⑤⑥⑦的目的是。
【继续探究】乙同学认为过氧化氢溶液制取氧气时，氧化铜作催化剂比二氧化锰效果更好，在锥形瓶内加入等量的二氧化锰和氧化铜，分别注入等质量等浓度的过氧化氢溶液，得到相关曲线如图B。
【讨论与交流】乙同学通过分析B图得出，(填“二氧化锰”或“氧化铜”)催化效果更好。
【拓展延伸】乙同学观察到A图中烧杯内也产生气泡，原因是。
【实验探究】甲同学按如下步骤进行实验：
【评价反思】该同学进行步骤⑤⑥⑦的目的是。
【继续探究】乙同学认为过氧化氢溶液制取氧气时，氧化铜作催化剂比二氧化锰效果更好，在锥形瓶内加入等量的二氧化锰和氧化铜，分别注入等质量等浓度的过氧化氢溶液，得到相关曲线如图B。
【讨论与交流】乙同学通过分析B图得出，(填“二氧化锰”或“氧化铜”)催化效果更好。
【拓展延伸】乙同学观察到A图中烧杯内也产生气泡，原因是。
答案
解：
【实验探究】
步骤③：带火星的木条复燃
步骤⑥称量固体的质量为：0.2
反应的符号表达式：$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{CuO} H_{2}O + O_{2}}$
【评价反思】验证氧化铜在过氧化氢分解反应前后的质量和化学性质都没有发生改变
【讨论与交流】二氧化锰
【拓展延伸】过氧化氢分解反应放热，使锥形瓶内的空气受热膨胀，沿导管逸出进入烧杯中，产生气泡
【实验探究】
步骤③：带火星的木条复燃
步骤⑥称量固体的质量为：0.2
反应的符号表达式：$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{CuO} H_{2}O + O_{2}}$
【评价反思】验证氧化铜在过氧化氢分解反应前后的质量和化学性质都没有发生改变
【讨论与交流】二氧化锰
【拓展延伸】过氧化氢分解反应放热，使锥形瓶内的空气受热膨胀，沿导管逸出进入烧杯中，产生气泡
