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三、实验及探究题(本题共2小题,化学方程式每空2分,其余每空1分,共14分)
16.如图是实验室制取气体的装置。
(1)标有序号①的仪器名称为
(2)若选用C装置作过氧化氢制氧气的发生装置,与B装置相比,C装置的优点是
(3)用高锰酸钾制取氧气的反应原理为
(4)若用G装置收集氧气,应从
(5)若用F装置收集氧气,氧气收集完成后,测得其纯度明显偏低,原因可能是
A.高锰酸钾中混入了二氧化锰
B.收集前,集气瓶中未装满水
C.收集后,集气瓶中仍有少量水
D.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
16.如图是实验室制取气体的装置。
(1)标有序号①的仪器名称为
水槽
。(2)若选用C装置作过氧化氢制氧气的发生装置,与B装置相比,C装置的优点是
可以控制反应速率
。(3)用高锰酸钾制取氧气的反应原理为
2KMnO₄$\stackrel{△}{=\!=\!=}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
(用化学方程式表示)。(4)若用G装置收集氧气,应从
a
(填“a”或“b”)端通入氧气。(5)若用F装置收集氧气,氧气收集完成后,测得其纯度明显偏低,原因可能是
BD
(填字母)。A.高锰酸钾中混入了二氧化锰
B.收集前,集气瓶中未装满水
C.收集后,集气瓶中仍有少量水
D.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
答案
16. (1) 水槽 (2) 可以控制反应速率
(3) 2KMnO₄$\stackrel{△}{=\!=\!=}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
(4) a (5) BD
(3) 2KMnO₄$\stackrel{△}{=\!=\!=}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
(4) a (5) BD
解析
【分析】
1. 识别实验仪器：图中序号①是常见的排水法收集气体的仪器，直接判断名称。
2. 对比发生装置：B装置用长颈漏斗，无法控制液体滴加速率；C装置用分液漏斗，可通过活塞调节液体滴加，因此能控制反应速率。
3. 书写化学方程式：高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，需注意配平、反应条件和气体符号。
4. 排空气法收集气体：氧气密度比空气大，用G装置收集时，需从长管通入氧气，将空气从短管排出。
5. 排水法收集气体纯度分析：收集前集气瓶未装满水会残留空气；未等气泡连续均匀冒出就收集，初始排出的是装置内空气，这两种情况都会导致氧气纯度偏低，对应选项BD。
【解析】
(1) 标有序号①的仪器是水槽，故填：水槽。
(2) C装置使用分液漏斗，可通过控制活塞调节液体滴加速度，相比B装置（长颈漏斗）能控制反应速率，故优点是：可以控制反应速率。
(3) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
(4) 氧气密度比空气大，用G装置收集时，氧气应从长管a端通入，空气从短管b端排出，故填：a。
(5) 分析选项：A. 高锰酸钾中混二氧化锰不影响氧气纯度；B. 收集前集气瓶未装满水，残留空气，导致氧气不纯；C. 收集后集气瓶有少量水不影响纯度；D. 未等气泡连续均匀就收集，初始气体是空气，导致氧气不纯。故选BD。
【答案】
(1) 水槽
(2) 可以控制反应速率
(3) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(4) a
(5) BD
【知识点】
氧气的实验室制取、气体发生装置的优缺点、气体收集方法
【点评】
本题为实验室制取氧气的基础实验题，涵盖仪器识别、装置对比、反应原理、收集方法及注意事项，是初中化学实验的核心考点，侧重基础知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 识别实验仪器：图中序号①是常见的排水法收集气体的仪器，直接判断名称。
2. 对比发生装置：B装置用长颈漏斗，无法控制液体滴加速率；C装置用分液漏斗，可通过活塞调节液体滴加，因此能控制反应速率。
3. 书写化学方程式：高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，需注意配平、反应条件和气体符号。
4. 排空气法收集气体：氧气密度比空气大，用G装置收集时，需从长管通入氧气，将空气从短管排出。
5. 排水法收集气体纯度分析：收集前集气瓶未装满水会残留空气；未等气泡连续均匀冒出就收集，初始排出的是装置内空气，这两种情况都会导致氧气纯度偏低，对应选项BD。
【解析】
(1) 标有序号①的仪器是水槽，故填：水槽。
(2) C装置使用分液漏斗，可通过控制活塞调节液体滴加速度，相比B装置（长颈漏斗）能控制反应速率，故优点是：可以控制反应速率。
(3) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
(4) 氧气密度比空气大，用G装置收集时，氧气应从长管a端通入，空气从短管b端排出，故填：a。
(5) 分析选项：A. 高锰酸钾中混二氧化锰不影响氧气纯度；B. 收集前集气瓶未装满水，残留空气，导致氧气不纯；C. 收集后集气瓶有少量水不影响纯度；D. 未等气泡连续均匀就收集，初始气体是空气，导致氧气不纯。故选BD。
【答案】
(1) 水槽
(2) 可以控制反应速率
(3) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(4) a
(5) BD
【知识点】
氧气的实验室制取、气体发生装置的优缺点、气体收集方法
【点评】
本题为实验室制取氧气的基础实验题，涵盖仪器识别、装置对比、反应原理、收集方法及注意事项，是初中化学实验的核心考点，侧重基础知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
17.某项目小组要对氧气的制取原理、应用进行研究。
Ⅰ.(1)自然界中的绿色植物通过
Ⅱ.(2)常用的制氧方法有物理制氧和化学制氧,其中膜分离法就属于物理制氧,其工作原理如图1所示。下列说法正确的是
A.该过程中氧分子停止了运动
B.该过程中氧分子浓度增大
C.该过程中氧分子化学性质发生了改变
Ⅲ.化学制氧中,实验室可以利用过氧化氢分解产生氧气,该项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。
实验1:在试管①中加入4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液5mL,伸入带火星的木条,观察现象(见图2)。
实验2:在试管②和③中各加入4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液5mL,分别将试管放在冷水和热水中,观察现象(见图3)。
实验3:常温下,取4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液,研究pH对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解所得溶液中溶氧量的影响,测定结果如图4所示。
(3)实验1中,观察到的现象是:有少量气泡产生,带火星的木条未复燃。实验结论是
(4)实验2观察到试管③中产生大量气泡,反应的化学方程式是$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(5)由图4可知:过氧化氢溶液pH
(6)实验3得到的结论是
Ⅰ.(1)自然界中的绿色植物通过
光合作用
制得大量氧气,维持自然界的碳氧平衡。Ⅱ.(2)常用的制氧方法有物理制氧和化学制氧,其中膜分离法就属于物理制氧,其工作原理如图1所示。下列说法正确的是
B
(填序号)。A.该过程中氧分子停止了运动
B.该过程中氧分子浓度增大
C.该过程中氧分子化学性质发生了改变
Ⅲ.化学制氧中,实验室可以利用过氧化氢分解产生氧气,该项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。
实验1:在试管①中加入4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液5mL,伸入带火星的木条,观察现象(见图2)。
实验2:在试管②和③中各加入4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液5mL,分别将试管放在冷水和热水中,观察现象(见图3)。
实验3:常温下,取4%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液,研究pH对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解所得溶液中溶氧量的影响,测定结果如图4所示。
(3)实验1中,观察到的现象是:有少量气泡产生,带火星的木条未复燃。实验结论是
常温下,过氧化氢分解很慢
。(4)实验2观察到试管③中产生大量气泡,反应的化学方程式是$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(5)由图4可知:过氧化氢溶液pH
＜
(填“＞”“=”或“＜”)7;溶氧量随pH变化的趋势是溶氧量随pH增大先变大、后变小
。(6)实验3得到的结论是
溶液的pH影响过氧化氢分解或过氧化氢的分解与溶液的pH有关
。答案
17. (1) 光合作用 (2) B
(3) 常温下,过氧化氢分解很慢
(4) 2H₂O₂$\stackrel{△}{=\!=\!=}$2H₂O+O₂↑
(5) ＜ 溶氧量随pH增大先变大、后变小
(6) 溶液的pH影响过氧化氢分解或过氧化氢的分解与溶液的pH有关
(3) 常温下,过氧化氢分解很慢
(4) 2H₂O₂$\stackrel{△}{=\!=\!=}$2H₂O+O₂↑
(5) ＜ 溶氧量随pH增大先变大、后变小
(6) 溶液的pH影响过氧化氢分解或过氧化氢的分解与溶液的pH有关
解析
【分析】
本题围绕氧气的制取展开，分为自然界制氧、物理制氧原理、实验室过氧化氢分解的影响因素探究三部分。解题时需结合光合作用的作用、分子的基本性质、过氧化氢分解的实验现象及规律逐一分析：
1. 第(1)问考查自然界氧气的来源，需回忆绿色植物的生理作用；
2. 第(2)问是物理制氧的膜分离法，要明确物理变化中分子的特性，结合膜分离原理判断选项；
3. 第(3)问根据实验1的现象推导常温下过氧化氢的分解速率；
4. 第(4)问书写加热条件下过氧化氢分解的化学方程式，注意反应条件；
5. 第(5)问结合过氧化氢溶液的酸碱性判断pH，再分析图4中溶氧量随pH的变化趋势；
6. 第(6)问根据实验3的探究目的得出结论。
【解析】
(1) 自然界中，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，维持碳氧平衡，故填光合作用；
(2) 膜分离法属于物理变化，氧分子始终在不断运动，A错误；膜分离可使氧分子富集，浓度增大，B正确；物理变化中分子本身不变，化学性质也不变，C错误，故选B；
(3) 实验1中常温下过氧化氢分解缓慢，仅产生少量气泡，带火星木条未复燃，结论为：常温下，过氧化氢分解很慢；
(4) 加热条件下过氧化氢分解生成水和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(5) 过氧化氢溶液呈酸性，故pH＜7；由图4可知，溶氧量随pH增大先变大、后变小；
(6) 实验3探究pH对过氧化氢分解的影响，结论为：溶液的pH影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的pH有关）。
【答案】
(1) 光合作用；(2) B；(3) 常温下，过氧化氢分解很慢；(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；(5) ＜；溶氧量随pH增大先变大、后变小；(6) 溶液的pH影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的pH有关）
【知识点】
光合作用、分子的性质、过氧化氢分解的影响因素
【点评】
本题是氧气制取相关的综合基础题，涵盖自然界制氧原理、物理制氧的微观本质、实验室过氧化氢分解的实验探究，重点考查学生对基础知识点的掌握和实验分析能力，题目难度适中，适合巩固核心知识。
【难度系数】
0.7
本题围绕氧气的制取展开，分为自然界制氧、物理制氧原理、实验室过氧化氢分解的影响因素探究三部分。解题时需结合光合作用的作用、分子的基本性质、过氧化氢分解的实验现象及规律逐一分析：
1. 第(1)问考查自然界氧气的来源，需回忆绿色植物的生理作用；
2. 第(2)问是物理制氧的膜分离法，要明确物理变化中分子的特性，结合膜分离原理判断选项；
3. 第(3)问根据实验1的现象推导常温下过氧化氢的分解速率；
4. 第(4)问书写加热条件下过氧化氢分解的化学方程式，注意反应条件；
5. 第(5)问结合过氧化氢溶液的酸碱性判断pH，再分析图4中溶氧量随pH的变化趋势；
6. 第(6)问根据实验3的探究目的得出结论。
【解析】
(1) 自然界中，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，维持碳氧平衡，故填光合作用；
(2) 膜分离法属于物理变化，氧分子始终在不断运动，A错误；膜分离可使氧分子富集，浓度增大，B正确；物理变化中分子本身不变，化学性质也不变，C错误，故选B；
(3) 实验1中常温下过氧化氢分解缓慢，仅产生少量气泡，带火星木条未复燃，结论为：常温下，过氧化氢分解很慢；
(4) 加热条件下过氧化氢分解生成水和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(5) 过氧化氢溶液呈酸性，故pH＜7；由图4可知，溶氧量随pH增大先变大、后变小；
(6) 实验3探究pH对过氧化氢分解的影响，结论为：溶液的pH影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的pH有关）。
【答案】
(1) 光合作用；(2) B；(3) 常温下，过氧化氢分解很慢；(4) $\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{\Delta} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；(5) ＜；溶氧量随pH增大先变大、后变小；(6) 溶液的pH影响过氧化氢分解（或过氧化氢的分解与溶液的pH有关）
【知识点】
光合作用、分子的性质、过氧化氢分解的影响因素
【点评】
本题是氧气制取相关的综合基础题，涵盖自然界制氧原理、物理制氧的微观本质、实验室过氧化氢分解的实验探究，重点考查学生对基础知识点的掌握和实验分析能力，题目难度适中，适合巩固核心知识。
【难度系数】
0.7
