23.(8分)如图甲所示为小乐制作的一台简易制氧机。使用时,先在洗气室中加入适量水,然后从制气室加料口加入一定量的水、过碳酸钠($2\ce{Na_{2}CO_{3} • 3H_{2}O_{2}}$)和二氧化锰。加料完毕后,可观察到制气室内的水中有黑色粉末翻腾,水变得浑浊,器壁变得温热,洗气室下部管口有气泡冒出。请回答下列问题:
(1)该简易制氧机制取氧气的原理有两步:①$2\ce{Na_{2}CO_{3} • 3H_{2}O_{2}=2Na_{2}CO_{3} +\_\_\_\_\_\_3H_{2}O_{2}}$。②$\underline{\hspace{5cm}}$(用化学方程式表示)。

(2)如果在实验室用上述试剂制取氧气,那么制气室可用图乙所示的装置$\underline{\hspace{5cm}}$(填“①”或“②”)替代;洗气室可用图乙所示的装置③替代,制得的氧气应从$\underline{\hspace{5cm}}$(填“a”或“b”)端通入。
(3)洗气室中的水起到的作用是$\underline{\hspace{5cm}}$(写出一点)。

$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
①
a
观察氧气产生的快慢(合理即可)

【分析】
本题围绕简易制氧机的制氧原理、装置选择及洗气作用展开，解题思路如下：
1. 问题（1）：过碳酸钠分解生成过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，据此书写对应的化学方程式；
2. 问题（2）：根据反应物状态（固体+液体）和反应条件（不需要加热）选择发生装置；洗气装置中，气体需从长导管通入才能与水充分接触，据此判断进气端；
3. 问题（3）：结合洗气室的结构，分析水的作用，如观察氧气产生速率等。
【解析】
（1）过碳酸钠分解生成过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
（2）实验室用过碳酸钠和二氧化锰制取氧气，反应物为固体和液体，反应不需要加热，属于固液不加热型，应选用装置①；洗气装置（装置③）中，氧气需从长导管a端通入，才能使氧气与水充分接触，起到洗气作用；
（3）洗气室中的水可以通过观察气泡产生的快慢，判断氧气产生的速率（也可湿润氧气、冷却氧气等，合理即可）。
【答案】
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；①；a；观察氧气产生的快慢（合理即可）
【知识点】
氧气的制取、化学方程式书写、气体的净化
【点评】
本题结合简易制氧装置考查氧气制取的相关知识，涉及发生装置选择、洗气装置的使用，难度较低，需掌握固液不加热型发生装置的特点和洗气装置的进气原则。
【难度系数】
0.3

24. (8分)多酶片属于助消化类药物，内含胃蛋白酶和胰酶。小乐对多酶片进行了如下研究：
【研究1】探究pH对胃蛋白酶活性的影响，实验过程如下：①取规格相同的5支洁净试管，依次编号为A、B、C、D、E。②向5支试管中各加入5mL含等量胃蛋白酶溶液但pH分别为1、2、3、4、5的溶液。③将5支试管置于37℃的恒温水浴锅中保温5min。④向5支试管中各加入一块1cm³的正方体蛋白块。⑤观察5支试管中蛋白块的体积变化，并记录蛋白块消失的时间。蛋白块消失的时间如下表所示。


(1)在本实验中，胃蛋白酶活性最强时，胃蛋白酶溶液的pH是。
(2)为确认蛋白块的消失是由胃蛋白酶催化导致的，请写出实验改进的思路：。
【研究2】多酶片的结构和服用方法。
(3)多酶片为糖衣(可溶于胃液)与肠溶衣(不易溶于胃液，但可溶于肠液)的双层包衣片，胰酶和胃蛋白酶分别处于a、b中的一处，其结构如图所示，则胰酶处于(填“a”或“b”)处。为了充分发挥多酶片的作用，服用时应(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)。

2
增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果
b
整片吞服

【分析】
本题围绕多酶片的相关研究，需结合酶活性的影响因素、对照实验设计、消化酶的作用环境等知识解题：
1. 问题（1）：酶活性越高，分解底物的速度越快，蛋白块消失时间越短，需找到蛋白块消失时间最短对应的pH，即为胃蛋白酶活性最强的pH；
2. 问题（2）：要确认蛋白块消失由胃蛋白酶催化导致，需遵循对照实验原则，设置变量为胃蛋白酶的对照组，其他条件保持一致，通过对比实验结果验证；
3. 问题（3）：需明确胃蛋白酶在胃液中发挥作用、胰酶在肠液中发挥作用，结合糖衣和肠溶衣的溶解特性，判断胰酶的位置，再根据肠溶衣的作用确定服用方式。
【解析】
（1）酶的活性与底物分解速度正相关，蛋白块消失时间越短，说明胃蛋白酶活性越强，实验中对应活性最强的pH为2；
（2）对照实验需控制单一变量，增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其余条件（pH、温度、蛋白块体积等）与实验组完全相同，若对照组蛋白块不消失，即可确认蛋白块消失是胃蛋白酶催化导致；
（3）胃蛋白酶在胃液（酸性环境）中发挥作用，对应可溶于胃液的糖衣包裹处；胰酶在肠液（碱性环境）中发挥作用，对应不易溶于胃液、可溶于肠液的肠溶衣包裹处，故胰酶在b处；若嚼碎服用，肠溶衣被破坏，胰酶会在胃液中失活，因此需整片吞服，保证肠溶衣到达肠液后再释放胰酶，充分发挥作用。
【答案】
2；增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果；b；整片吞服
【知识点】
酶的活性影响因素；对照实验设计；消化酶的作用环境
【点评】
本题结合实际药物多酶片，考查酶的特性、实验设计及消化酶的作用特点，侧重考查学生的实验探究能力和知识应用能力，是生物学科中实验与实际应用结合的典型题目。
【难度系数】
0.5

25.(8分)小乐利用“叶圆片上浮法”探究二氧化碳浓度对菠菜光合作用的影响。实验步骤如下:①取5个大小相同的烧杯,分别编号为1、2、3、4、5,并在1~5号烧杯中分别加入100mL的蒸馏水、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的碳酸氢钠溶液(碳酸氢钠溶液可提供二氧化碳,且随碳酸氢钠溶液浓度的增大,溶液中二氧化碳的浓度也增大)。②用直径为8mm的圆形打孔器打出100片菠菜叶圆片,并通过抽真空处理去除叶圆片中的空气。③将处理后的叶圆片均分到5个烧杯中(叶圆片全部沉入烧杯底部);然后将5个烧杯依次放在如图所示的透明玻璃罩上,用LED灯照射8min,观察并记录叶圆片浮起的数量。④重复步骤①~③三次,计算叶圆片浮起数量的平均值(结果如表所示)。

(1)叶圆片通过光合作用产生的气体吸附在叶圆片上,导致其受到的浮力增大而上浮,该气体为。
(2)实验步骤④的目的是。
(3)分析实验结果,可得出的结论是。
(4)为什么在3.5%的碳酸氢钠溶液中,叶圆片浮起的数量反而减少了?小乐通过进一步研究发现,该组叶圆片下表皮的气孔大部分处于关闭状态。由此推测,叶圆片浮起数量减少的原因可能是。

氧气
减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性
在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强
碳酸氢钠溶液的浓
度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱

【分析】
本题围绕“叶圆片上浮法探究二氧化碳浓度对菠菜光合作用的影响”实验展开，需结合光合作用的产物、实验设计原则、实验结论推导及气孔功能等知识分析各问题：
1. 第(1)题：叶圆片上浮是因浮力增大，光合作用的产物中能吸附在叶圆片表面增加浮力的气体是氧气，据此判断气体种类。
2. 第(2)题：实验步骤重复操作并取平均值，是为了避免单次实验的偶然误差，提升实验结果的可靠性，明确该操作的目的。
3. 第(3)题：根据实验中碳酸氢钠溶液提供二氧化碳，结合不同浓度下叶圆片上浮数量的变化，推导二氧化碳浓度与光合作用强度的关系。
4. 第(4)题：3.5%碳酸氢钠溶液中叶圆片气孔关闭，需结合气孔功能、光合作用原料的供应，分析上浮数量减少的原因。
【解析】
(1) 光合作用的产物是有机物和氧气，氧气会吸附在叶圆片表面，增大叶圆片受到的浮力，使其上浮，因此该气体为氧气。
(2) 多次重复实验并计算平均值，可减小偶然因素对实验结果的影响，降低实验误差，从而提高实验结论的准确性。
(3) 实验中碳酸氢钠溶液浓度越大，提供的二氧化碳浓度越高，在一定范围内，叶圆片上浮数量越多，说明光合作用越强，因此结论为：在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强。
(4) 3.5%的碳酸氢钠溶液浓度过大，会导致叶圆片的保卫细胞失水，进而使气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱，产生的氧气减少，因此浮起的叶圆片数量减少。
【答案】
氧气；减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性；在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强；碳酸氢钠溶液的浓度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱
【知识点】
光合作用、实验探究、气孔与光合作用
【点评】
本题以探究实验为载体，结合光合作用的核心知识，考查学生的实验分析、逻辑推理能力，需掌握实验设计原则、光合作用的原料和产物等内容，是生物学科中典型的实验类题目。
【难度系数】
0.5