3 化学实验技能是化学学习的基础和保证,请结合装置图回答下列问题。

(1)实验室用装置A制取氧气时,发生反应的化学方程式为。实验中试管口要略向下倾斜的目的是。
(2)小星同学用大理石和稀盐酸制备一瓶二氧化碳,若用装置C收集二氧化碳,检验气体集满的方法是。
(3)实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液的方法制取$\ce{N_{2}}$时,应选择的发生装置是(填字母)。
(4)创新实验 小星利用塑料瓶等用品设计如图装置制取并检验二氧化碳。

①F中塑料瓶相当于实验室中的(填仪器名称)。
②用稀盐酸与大理石制取二氧化碳,反应的化学方程式为。
③用装置E检验二氧化碳,应盛放的试剂是。
④用装置F收集二氧化碳并验满,此过程体现二氧化碳的性质有。
⑤你认为塑料羽毛球有什么作用? 。

(1)2KMnO₄ △ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑ 防止冷凝水倒流使试管炸裂
(2)将燃着的木条放在导管a口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满
(3)B
(4)①集气瓶 ②CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O ③澄清石灰水 ④密度比空气大,不燃烧,也不支持燃烧 ⑤类似于多孔隔板,可以使固液分离(合理即可)
【解析】 (2)若用装置C收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从导管b端通入,二氧化碳不燃烧,且不支持燃烧,则检验二氧化碳气体集满的方法是将燃着的木条放在导管a口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
(3)实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液的方法制取N₂,反应物均为液体,需要加热,则应选择的发生装置是B。

【分析】
本题围绕初中化学常见气体的制取、收集、检验及实验装置作用展开，需结合气体制取的反应原理、装置选择依据、气体性质等知识逐一分析各小问：
1. 装置A为固体加热型发生装置，制取氧气时若用高锰酸钾需加热分解，试管口略向下倾斜是为避免冷凝水倒流；
2. 二氧化碳密度比空气大，用装置C收集时需长管进短管出，验满需在短管口操作；
3. 制取氮气的反应物为液体且需加热，据此选择对应发生装置；
4. 结合实验装置用途、二氧化碳性质及实验设计原理，分析各小问答案。
【解析】
(1) 装置A是固体加热型发生装置，实验室用高锰酸钾制取氧气时，反应的化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；加热固体时试管口略向下倾斜，目的是防止加热产生的冷凝水倒流回热的试管底部，使试管炸裂。
(2) 二氧化碳密度比空气大，用装置C收集时气体从长导管b端通入，空气从短导管a端排出；二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此验满方法为将燃着的木条放在导管a口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
(3) 实验室制取$\ce{N_{2}}$的反应物为亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液（均为液体），反应需要加热，因此选择液体加热型发生装置B。
(4) ①装置F用于收集气体，相当于实验室中的集气瓶；②大理石（主要成分$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；③检验二氧化碳常用澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；④用向上排空气法收集二氧化碳体现其密度比空气大，验满时木条熄灭体现其不燃烧、也不支持燃烧的性质；⑤塑料羽毛球可起到类似多孔隔板的作用，使固体和液体分离，便于控制反应的发生与停止（合理即可）。
【答案】
(1)$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；防止冷凝水倒流使试管炸裂
(2)将燃着的木条放在导管a口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满
(3)B
(4)①集气瓶；②$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$；③澄清石灰水；④密度比空气大，不燃烧，也不支持燃烧；⑤类似于多孔隔板，可以使固液分离（合理即可）
【知识点】
气体制取与收集装置、二氧化碳的性质、化学方程式书写
【点评】
本题考查初中化学实验核心基础内容，涵盖常见气体的制取原理、装置选择、收集验满及性质检验，是实验题的典型基础题型，需学生熟练掌握气体制取的装置选择依据（反应物状态和反应条件）、二氧化碳性质应用等知识点，难度适中，适合巩固实验基础。
【难度系数】
0.6

4 数字化实验 小星同学探究用平菇(一种可食用菌)催化过氧化氢的分解(如图1),使用传感器测定装置中压强的变化并用数据采集器记录数据,如图2所示。


(1)塑料瓶B中所发生反应的化学方程式是。塑料瓶A与开关K₁的组合类似于实验室中的。
(2)分析曲线a、b,说明影响化学反应速率的因素是。
(3)用图3中装置收集满一支试管的氧气,其中正确的是(填字母)。
(4)图4中装置也可用于收集二氧化碳,小星在实验过程中选用该装置进行排空气法收集气体,气体应从(填“a”或“b”)端通入。

(1)2H₂O₂ 平菇 2H₂O + O₂ ↑ 分液漏斗
(2)催化剂的量
(3)C
(4)a
【解析】 (1)过氧化氢在平菇作催化剂的条件下分解生成水和氧气,化学方程式为2H₂O₂ 平菇 2H₂O + O₂ ↑。
(2)根据题图2可知,增加平菇的量可以加快化学反应速率。
(3)用排水法收集气体时,导管应略伸入试管口即可,不能过长,也不能放在试管口外,故选C。
(4)因为二氧化碳密度比空气大,气体应从长管进入。

【分析】
针对各小问逐一梳理解题思路：
1. 第(1)问：塑料瓶B中是过氧化氢在平菇（催化剂）作用下分解，需正确书写反应的化学方程式；塑料瓶A与开关K₁的组合功能类似实验室添加液体的分液漏斗，据此作答。
2. 第(2)问：对比图2中曲线a、b，控制其他变量相同，仅平菇（催化剂）的量不同，反应速率存在差异，据此确定影响因素。
3. 第(3)问：排水法收集气体时，导管需略伸入试管口，不能过长或置于试管外，据此选择正确装置。
4. 第(4)问：二氧化碳密度比空气大，排空气法收集时遵循“长进短出”原则，据此确定进气端。
【解析】
(1) 过氧化氢在平菇作催化剂的条件下分解生成水和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{平菇} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；塑料瓶A与开关K₁的组合可控制液体的加入，类似于实验室中的分液漏斗。
(2) 分析图2曲线，其他条件相同时，增加平菇（催化剂）的量，反应速率加快，故影响化学反应速率的因素是催化剂的量。
(3) 用排水法收集气体时，导管应略伸入试管口即可，不能过长，也不能放在试管口外，因此正确的是C。
(4) 二氧化碳的密度比空气大，用排空气法收集时，气体应从长管（a端）通入，将空气从短管排出。
【答案】
(1)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{平菇} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；分液漏斗
(2)催化剂的量
(3)C
(4)a
【知识点】
催化剂对反应速率的影响；化学方程式书写；气体的收集方法
【点评】
本题结合数字化实验探究，考查化学基础知识点，涵盖反应方程式书写、反应速率影响因素、气体收集等内容，联系实验装置实际应用，难度适中，注重学生对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.7