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1.A 化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。如图甲为供氧器的工作原理,下列说法正确的是 (
A.制氧剂可能是高锰酸钾
B.反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置
C.图乙用作加湿过滤仓时,b管与病人相连
D.加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率
B
)A.制氧剂可能是高锰酸钾
B.反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置
C.图乙用作加湿过滤仓时,b管与病人相连
D.加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率
答案
1.B
解析
【分析】
我们可以按照逐个选项推导的思路解题：首先明确该简易供氧器是常温下工作的制氧装置，先判断A选项：高锰酸钾制取氧气需要加热条件，这套装置没有加热结构，直接排除A；接着验证B选项：实验室制氧气的发生装置的作用就是容纳反应物、发生反应生成氧气，图中的反应仓正是放置制氧剂、产出氧气的场所，功能完全匹配；再判断C选项：图乙作为加湿过滤仓时，氧气必须通入水中才能被加湿，要从长管进短管出，若b管连病人，瓶内的水会直接流入病人处，因此应该是短管a和病人相连，C错误；最后判断D选项：加湿仓的水只能起到湿润氧气、观察氧气流速、过滤少量杂质的作用，不会影响制氧反应的速率，无法加快氧气生成速度，D错误，最终即可确定正确答案。
【解析】
A. 高锰酸钾制取氧气需要加热条件，该简易供氧器为常温反应体系，无加热装置，因此制氧剂不可能是高锰酸钾，A错误；
B. 反应仓中放置制氧剂，是发生反应生成氧气的场所，功能与实验室制取氧气的发生装置完全一致，B正确；
C. 图乙用作加湿过滤仓时，氧气应从长管b通入水中，加湿后从短管a导出，因此需要a管与病人相连，若b管接病人会将瓶内水导入人体，C错误；
D. 加湿过滤仓中的水的作用是湿润氧气、便于观察氧气输出速率、除去氧气中混有的少量杂质，无法加快生成氧气的反应速率，D错误。
【答案】B
【知识点】
氧气制取原理，发生装置功能，多功能瓶使用
【点评】
本题结合生活中简易供氧器的真实应用场景，考察氧气制取相关的基础知识点，易错点是多功能瓶作为洗气加湿装置的导管连接逻辑，引导学生结合实际用途理解装置作用，避免死记硬背知识点。
【难度系数】
0.7
我们可以按照逐个选项推导的思路解题：首先明确该简易供氧器是常温下工作的制氧装置，先判断A选项：高锰酸钾制取氧气需要加热条件，这套装置没有加热结构，直接排除A；接着验证B选项：实验室制氧气的发生装置的作用就是容纳反应物、发生反应生成氧气，图中的反应仓正是放置制氧剂、产出氧气的场所，功能完全匹配；再判断C选项：图乙作为加湿过滤仓时，氧气必须通入水中才能被加湿，要从长管进短管出，若b管连病人，瓶内的水会直接流入病人处，因此应该是短管a和病人相连，C错误；最后判断D选项：加湿仓的水只能起到湿润氧气、观察氧气流速、过滤少量杂质的作用，不会影响制氧反应的速率，无法加快氧气生成速度，D错误，最终即可确定正确答案。
【解析】
A. 高锰酸钾制取氧气需要加热条件，该简易供氧器为常温反应体系，无加热装置，因此制氧剂不可能是高锰酸钾，A错误；
B. 反应仓中放置制氧剂，是发生反应生成氧气的场所，功能与实验室制取氧气的发生装置完全一致，B正确；
C. 图乙用作加湿过滤仓时，氧气应从长管b通入水中，加湿后从短管a导出，因此需要a管与病人相连，若b管接病人会将瓶内水导入人体，C错误；
D. 加湿过滤仓中的水的作用是湿润氧气、便于观察氧气输出速率、除去氧气中混有的少量杂质，无法加快生成氧气的反应速率，D错误。
【答案】B
【知识点】
氧气制取原理，发生装置功能，多功能瓶使用
【点评】
本题结合生活中简易供氧器的真实应用场景，考察氧气制取相关的基础知识点，易错点是多功能瓶作为洗气加湿装置的导管连接逻辑，引导学生结合实际用途理解装置作用，避免死记硬背知识点。
【难度系数】
0.7
2. B 学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$,相对分子质量为314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为$\ce{2(2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2})\xlongequal{MnO_{2}} 4Na_{2}CO_{3} + 6H_{2}O + 3O_{2}↑}$,该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机(如图甲)
(1)观察窗的作用是。
(2)加湿仓的作用是。
【活动二】选择制氧剂
实验一:过氧化氢。
小组设计了图乙实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2g $\ce{MnO_{2}}$,注入溶液,记录并处理20min内数据如图丙。
(3)检查图乙装置气密性的操作是。
(4)反应的化学方程式为。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是。
实验二:过碳酸钠。
往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、0.2g $\ce{MnO_{2}}$,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图丁。
(6)过碳酸钠:$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$属于(填“混合物”或“纯净物”)。
(7)由图丁可得出的结论是。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式为$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$,相对分子质量为314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为$\ce{2(2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2})\xlongequal{MnO_{2}} 4Na_{2}CO_{3} + 6H_{2}O + 3O_{2}↑}$,该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机(如图甲)
(1)观察窗的作用是。
(2)加湿仓的作用是。
【活动二】选择制氧剂
实验一:过氧化氢。
小组设计了图乙实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2g $\ce{MnO_{2}}$,注入溶液,记录并处理20min内数据如图丙。
(3)检查图乙装置气密性的操作是。
(4)反应的化学方程式为。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是。
实验二:过碳酸钠。
往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、0.2g $\ce{MnO_{2}}$,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图丁。
(6)过碳酸钠:$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$属于(填“混合物”或“纯净物”)。
(7)由图丁可得出的结论是。
答案
解：
(1) 观察反应仓内产生气泡的速率，判断氧气的生成速率，便于调控供氧速度
(2) 湿润输出的氧气，同时可通过观察气泡速率判断氧气的输出快慢
(3) 将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，若导管口有气泡冒出，缓慢拉动注射器活塞，若导管内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好
(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(5) 30%的过氧化氢溶液浓度更大，反应速率更快，反应放出的热量更多，导致部分过氧化氢挥发，最终分解得到的氧气量减少
(6) 纯净物
(7) 其他条件相同时，在实验范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，产氧速率越快
(1) 观察反应仓内产生气泡的速率，判断氧气的生成速率，便于调控供氧速度
(2) 湿润输出的氧气，同时可通过观察气泡速率判断氧气的输出快慢
(3) 将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，若导管口有气泡冒出，缓慢拉动注射器活塞，若导管内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好
(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(5) 30%的过氧化氢溶液浓度更大，反应速率更快，反应放出的热量更多，导致部分过氧化氢挥发，最终分解得到的氧气量减少
(6) 纯净物
(7) 其他条件相同时，在实验范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，产氧速率越快
解析
【分析】
这道题围绕简易供氧器的实践活动展开，解题时可以顺着题目设置的活动脉络逐步思考：
1. 针对活动一的装置作用类问题：结合供氧器的使用需求，观察窗顾名思义是用来观察内部反应现象的，对应判断产氧速度；加湿仓是氧气流出的通道，一方面可以给氧气加湿，另一方面也能通过气泡直观判断氧气输出快慢。
2. 针对活动二实验一的气密性检查：图乙装置带有注射器，属于密闭连通装置，利用压强变化的原理，通过推、拉注射器活塞，观察末端导管的气泡和水柱现象即可验证气密性。
3. 过氧化氢分解的化学方程式是基础反应，直接回忆书写即可。
4. 第(5)问题目明确提示制氧反应是放热反应，④是浓度更高的过氧化氢溶液，反应放热更多，结合过氧化氢易挥发的性质，就能推导出产氧量少的原因。
5. 纯净物的判断依据是有固定的组成和化学式，过碳酸钠有明确的化学式，因此属于纯净物。
6. 分析图丁的变量是加入水的体积，对比不同水体积对应的产氧体积和速率，总结实验结论时要注意体现控制变量的前提。
【解析】
(1) 观察窗可以直接看到反应仓内的反应现象，通过气泡产生的快慢判断氧气生成速率，方便使用者调控供氧的速度。
(2) 从反应仓出来的氧气经过加湿仓可以被进一步湿润，同时氧气通过加湿仓的水时会产生气泡，通过气泡的溢出速率也能直观判断氧气的输出快慢。
(3) 检查该装置气密性时，先将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，体系内压强增大，若导管口有气泡冒出；再缓慢拉动注射器活塞，体系内压强减小，若导管内形成一段稳定的水柱，就说明装置气密性良好。
(4) 过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(5) ④组使用的是30%的过氧化氢溶液，比③组的过氧化氢浓度更大，反应速率更快，结合题目给出的反应放热的信息，浓度大的体系反应放出的热量更多，会导致部分过氧化氢挥发，无法继续分解产生氧气，因此最终得到的氧气量更少。
(6) 过碳酸钠有固定的化学式$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$，具有固定的组成，因此属于纯净物。
(7) 观察图丁的实验数据，控制其他条件不变，在实验测定的范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，同时产氧的速率也越快。
【答案】
(1) 观察反应仓内产生气泡的速率，判断氧气的生成速率，便于调控供氧速度
(2) 湿润输出的氧气，同时可通过观察气泡速率判断氧气的输出快慢
(3) 将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，若导管口有气泡冒出，缓慢拉动注射器活塞，若导管内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好
(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(5) 30%的过氧化氢溶液浓度更大，反应速率更快，反应放出的热量更多，导致部分过氧化氢挥发，最终分解得到的氧气量减少
(6) 纯净物
(7) 其他条件相同时，在实验范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，产氧速率越快
【知识点】
装置气密性检验；氧气的制备；纯净物判断
【点评】
本题以简易供氧器的实践活动为情境，将基础化学实验操作、物质分类、反应原理分析融合在一起，既考察了学生的基础实验素养，也重点考察了学生结合题目给出的额外信息进行逻辑推导、从图像中提取实验结论的能力，答题时需要注意表述的严谨性，尤其是实验结论要体现控制变量的思想。
【难度系数】
0.6
这道题围绕简易供氧器的实践活动展开，解题时可以顺着题目设置的活动脉络逐步思考：
1. 针对活动一的装置作用类问题：结合供氧器的使用需求，观察窗顾名思义是用来观察内部反应现象的，对应判断产氧速度；加湿仓是氧气流出的通道，一方面可以给氧气加湿，另一方面也能通过气泡直观判断氧气输出快慢。
2. 针对活动二实验一的气密性检查：图乙装置带有注射器，属于密闭连通装置，利用压强变化的原理，通过推、拉注射器活塞，观察末端导管的气泡和水柱现象即可验证气密性。
3. 过氧化氢分解的化学方程式是基础反应，直接回忆书写即可。
4. 第(5)问题目明确提示制氧反应是放热反应，④是浓度更高的过氧化氢溶液，反应放热更多，结合过氧化氢易挥发的性质，就能推导出产氧量少的原因。
5. 纯净物的判断依据是有固定的组成和化学式，过碳酸钠有明确的化学式，因此属于纯净物。
6. 分析图丁的变量是加入水的体积，对比不同水体积对应的产氧体积和速率，总结实验结论时要注意体现控制变量的前提。
【解析】
(1) 观察窗可以直接看到反应仓内的反应现象，通过气泡产生的快慢判断氧气生成速率，方便使用者调控供氧的速度。
(2) 从反应仓出来的氧气经过加湿仓可以被进一步湿润，同时氧气通过加湿仓的水时会产生气泡，通过气泡的溢出速率也能直观判断氧气的输出快慢。
(3) 检查该装置气密性时，先将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，体系内压强增大，若导管口有气泡冒出；再缓慢拉动注射器活塞，体系内压强减小，若导管内形成一段稳定的水柱，就说明装置气密性良好。
(4) 过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(5) ④组使用的是30%的过氧化氢溶液，比③组的过氧化氢浓度更大，反应速率更快，结合题目给出的反应放热的信息，浓度大的体系反应放出的热量更多，会导致部分过氧化氢挥发，无法继续分解产生氧气，因此最终得到的氧气量更少。
(6) 过碳酸钠有固定的化学式$\ce{2Na_{2}CO_{3}·3H_{2}O_{2}}$，具有固定的组成，因此属于纯净物。
(7) 观察图丁的实验数据，控制其他条件不变，在实验测定的范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，同时产氧的速率也越快。
【答案】
(1) 观察反应仓内产生气泡的速率，判断氧气的生成速率，便于调控供氧速度
(2) 湿润输出的氧气，同时可通过观察气泡速率判断氧气的输出快慢
(3) 将右侧量筒中的导管末端浸入水中，缓慢推动注射器活塞，若导管口有气泡冒出，缓慢拉动注射器活塞，若导管内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好
(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(5) 30%的过氧化氢溶液浓度更大，反应速率更快，反应放出的热量更多，导致部分过氧化氢挥发，最终分解得到的氧气量减少
(6) 纯净物
(7) 其他条件相同时，在实验范围内，加入水的体积越大，20分钟内生成的氧气体积越大，产氧速率越快
【知识点】
装置气密性检验；氧气的制备；纯净物判断
【点评】
本题以简易供氧器的实践活动为情境，将基础化学实验操作、物质分类、反应原理分析融合在一起，既考察了学生的基础实验素养，也重点考察了学生结合题目给出的额外信息进行逻辑推导、从图像中提取实验结论的能力，答题时需要注意表述的严谨性，尤其是实验结论要体现控制变量的思想。
【难度系数】
0.6
