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《暑假复习课》浙教版科学八升九--第4讲 气体的制取
考点一、氧气制取
考点精要：
1．实验室里制取氧气的方法有：分解 H2O2 和加热分解 KMnO4或KClO3，化学方程式为：
（1）2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
（2）2KMnO4 △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（3）2KClO3　　　　2KCl＋3O2↑
工业上用分离空气制取氧气。——物理变化
在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都不变。
实验室用高氯酸钾制取氧气的操作顺序：检查装置气密性→装入药品→固定装置→收集氧气；用KClO3制取时，若缺少催化剂MnO2，可加入少量KMnO4，因为KMnO4受热分解时会产生MnO2。
装置的改进与评价：
(1)将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速；
(2)C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
实验室用高锰酸钾制取氧气的操作顺序：
第一步：检查装置的气密性。
第二步：将药品装入试管中，用一团棉花放在靠近试管口的地方，试管口略向下倾斜固定在铁架台上。
第三步：用酒精灯外焰给试管加热，先预热。
第四步：等气泡连续均匀再用排水法收集氧气。第五步：先撤导管，再灭酒精灯。
氧气的验满方法：将一根带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，就证明已经收满。
收集装置：
方法 排水法 向上排空气法
收集装置
选取依据 气体的密度及在水中的溶解性
不易溶于水且不与水反应 密度比空气大
优缺点 优点：①收集的气体较纯净；②易判断是否收集满 缺点：收集的气体不干燥 优点：收集的气体较干燥 缺点：收集的气体纯度不高
注意事项 当观察到瓶口有气泡冒出时，证明氧气已收集满 导气管应伸至集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气
检验和验满：
检验 将带火星的木条伸入集气瓶瓶内，如果木条复燃，证明收集的气体是氧气
验满 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明氧气已集满
排水法：当有大量气泡从集气瓶瓶口冒出时，说明氧气已集满
排水法收集的O2中有较多水蒸气。排空气法收集的气体不能与空气中的物质反应。如NO能与O2反应，就不能用排空气法收集。
典型分析：
1．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。正确的分析是（　　）
A．反应到t1时生成了（a﹣b）g氧气
B．P点处固体成分是KCl、KClO3和MnO2
C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减少
D．在0～t2时段，MnO2在混合物中的含量不断增大
【答案】B
【分析】根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，进行分析解答。
【解答】解：A、t1时，固体混合物的质量不变，此时氯酸钾还没有分解，还没有生成氧气，故选项说法错误。
B、P点处氯酸钾还没有完全分解，固体成分是KCl、KClO3和MnO2，故选项说法正确。
C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，在反应过程中，KCl的质量分数从0开始不断增大，至完全反应不再发生改变，故选项说法错误。
D、加热到一定温度氯酸钾才能分解，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，但随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量逐渐减少，则在0～t2时段，MnO2在混合物中的含量先不变，后不断增大，至完全反应不再发生改变，故选项说法错误。
故选：B。
【点评】本题难度不大，明确氯酸钾分解制取氧气的反应原理、灵活运用质量守恒定律等是正确解答本题的关键。
举一反三：
1．小马同学将一定量的氯酸钾与少量高锰酸钾的混合物加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是（　　）
A．在t1至t2时间内，氯酸钾的质量在减少
B．在t3至t4时间内，二氧化锰的质量增加
C．t3时，试管中有4种固体物质
D．曲线c代表加热过程中生成氧气质量的变化
【答案】C
【分析】根据将一定量的氯酸钾与少量高锰酸钾的混合物加热制取氧气，高锰酸钾在加热条件下先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，进行分析判断。
【解答】解：A、将一定量的氯酸钾与少量高锰酸钾的混合物加热制取氧气，高锰酸钾在加热条件下先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气。在t1至t2时间内，氯酸钾还没有发生分解反应，氯酸钾的质量没有发生改变，故选项说法错误。
B、在t3至t4时间内，高锰酸钾已完全反应，发生的反应是，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，二氧化锰的质量不变，故选项说法错误。
C、t3时，高锰酸钾恰好完全反应，氯酸钾有剩余，试管中有锰酸钾、二氧化锰、氯化钾、氯酸钾4种固体物质，故选项说法正确。
D、时间为t1时，高锰酸钾开始发生分解反应，此时开始产生氧气，则曲线c不能代表加热过程中生成氧气质量的变化，曲线c能代表加热过程中生成氯化钾质量的变化，故选项说法错误。
故选：C。
【点评】本题有一定难度，明确实验室制取氧气的反应原理、反应的先后顺序是正确解答本题的关键。
考点二、二氧化碳制取
考点精要：
二氧化碳的实验室制备
编号 实验药品 实验现象
1 碳酸钠和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率非常快
2 碳酸钠和稀硫酸 冒出大量气泡、反应速率非常快
3 石灰石和稀硫酸 冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。
4 石灰石和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率适中
1.二氧化碳的实验室制法
(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。
一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行
(2) 原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满
(6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O.
知识点四： 实验室制取气体和收集气体的装置
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
典型分析：
1．实验室制取二氧化碳实验中，有这些信息或现象：①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g；②完成实验后，当锥形瓶内不再产生气泡时，大理石有剩余。假设大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象，下列说法正确的是（　　）
A．本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B．反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C．本实验中产生的CO2质量为2.2g
D．本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
【答案】C
【分析】A、根据实验中应将燃着的木条放在集气瓶口以检验CO2是否收集满来分析解答；
B、根据大理石有剩余，说明盐酸已反应完来分析解答；
C、根据氯化氢的质量和方程式来分析解答；
D、根据碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应的进一步发生来分析解答。
【解答】解：A、实验中将燃着的木条放在集气瓶口以检验CO2是否收集满，而不是带火星的木条，故A错误；
B、完成实验后，当锥形瓶内不再产生气泡时，大理石有剩余，说明盐酸已反应完，则反应结束后溶液中的溶质为CaCl2，故B错误；
C、设产生二氧化碳的质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
36.5g×10% x
＝
x＝2.2g
即产生的CO2质量为2.2g，故C正确；
D、碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应的进一步发生，则本实验中所用的盐酸不可以用硫酸替代，故D错误；
故选：C。
【点评】在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的知识进行分析解答。
举一反三：
1．如图是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作，其中错误的是（　　）
A．甲图中推动注射器活塞时，长颈漏斗下端冒气泡，说明气密性良好
B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出
C．丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶于水
D．丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水
【答案】A
【分析】A、根据推动注射器时，锥形瓶内的压强增大，长颈漏斗内液面上升，形成一段水柱进行分析；
B、根据长颈漏斗下端要伸入液面下，液封长颈漏斗下端管口，是为了防止气体逸出进行分析；
C、根据二氧化碳能溶于水进行分析；
D、根据二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析。
【解答】解：A、甲图中推动注射器时，锥形瓶内的压强增大，长颈漏斗内液面上升，形成一段水柱，可以说明气密性良好，故A错误；
B、乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，液封长颈漏斗下端管口，是为了防止气体逸出，故B正确；
C、二氧化碳能溶于水，所以丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶解在水中，故C正确；
D、二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水，故D正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查二氧化碳的实验室制法，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行。
1．小明在做氯酸钾制取氧气实验时，绘制了某变量y随时间变化的图像，则纵坐标可能表示的是（　　）
A．固体中氯元素的质量分数
B．固体中氧元素的质量分数
C．固体中MnO2的质量
D．固体中钾元素的质量
【答案】B
【分析】根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，进行分析解答。
【解答】解：A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应前后氯元素的质量不变；加热到一定温度氯酸钾才能分解，随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量减少，则氯元素的质量分数逐渐增大，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误。
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，加热到一定温度氯酸钾才能分解，随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体中氧元素的质量减少，则氧元素的质量分数逐渐减少，最终剩余固体为氯化钾和二氧化锰的混合物，至完全反应固体中氧元素的质量分数不再发生改变，故选项图像正确。
C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，故选项图像错误。
D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应前后固体中钾元素的质量不变，故选项图像错误。
故选：B。
【点评】本题是一道图像坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图像。
2．加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气的实验中，下列图像能正确反映其对应变化关系的是（　　）
A. B． C． D．
【答案】C
【分析】根据高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，进行分析判断。
【解答】解：A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成反应的进行，二氧化锰的质量逐渐增大，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误。
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量减少，至完全反应不再发生改变，但最终剩余固体的质量不可能为0，故选项图像错误。
C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后钾元素的质量不变，随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量减少，则钾元素的质量分数逐渐增大，至完全反应不再发生改变，故选项图像正确。
D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后固体中锰元素的质量不变，故选项图像错误。
故选：C。
【点评】本题是一道图像坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图像。
3．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（　　）
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
【答案】B
【分析】观察图示可知，纵坐标表示收集到的氧气的质量，横坐标表示反应的时间；同时加热先收集到氧气的是高锰酸钾；相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，反应时间稍长的是氯酸钾。我们据此判断各项的正确与否。
【解答】解：A、观察图示可知，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，故错误；
B、因相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，所以用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料好，故正确；
C、二氧化锰是催化剂，与生成氧气的多少无关，故错误；
D、通过观察图示可知，氯酸钾用时较长，故错误。
故选：B。
【点评】本题考查同学们观察图示的能力，并从图示中提取信息的能力。
（3题图） （4题图）
4．如图为实验室用高锰酸钾制氧气的装置图，下列操作错误的是（　　）
A．该实验需要检查装置的气密性
B．加热时先来回移动酒精灯，使试管受热均匀
C．导管口有气泡冒出时立即收集氧气
D．反应结束后，先把导管移出水面再熄灭酒精灯
【答案】C
【分析】A．根据连接好仪器，为了确保实验的成功，在装入药品前要检查装置的气密性分析；
B．根据加热的操作来分析；
C．D．根据排水法收集的注意事项来分析；
【解答】解：A、该实验需要检查装置的气密性，故正确；
B、加热时，先使酒精灯在试管下方来回移动，使试管均匀受热，然后再对准高锰酸钾所在部位加热；故正确；
C、排水法收集氧气，导管口刚开始排出的是装置内的空气，当导管口气泡连续均匀冒出时可以开始收集；故错误；
D、排水法收集氧气后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒流，引起试管炸裂。故正确；
故选：C。
【点评】本题重在考查氧气的实验室制法，加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和各注意事项。
5．小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。
【解答】解：氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，随着反应进行，固体中氧元素质量减小，完全反应后固体中氧元素质量不是0，是因为二氧化锰中含有氧元素，因此B图符合题意。
故选：B。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
6．在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【分析】根据加热一定量的高锰酸钾制取氧气的化学方程式：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑可知：氧气的质量逐渐增加，当高锰酸钾反应完，则不变；剩余固体的质量逐渐减小，当高锰酸钾分解完毕则不变；钾元素和锰元素存在于固体中，其质量不变，而固体的质量逐渐减小直到反应完，则不变分析质量分数的变化。
【解答】解：A、化学反应前后元素的质量不变，钾元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此钾元素的质量分数逐渐增大，故错误；
B、化学反应前后元素的质量不变，锰元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变，故正确；
C、剩余固体的质量逐渐减小，当高锰酸钾分解完毕，则不再减小，剩余固体不会是0，故错误；
D、随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，当高锰酸钾反应完，则保持不变而不会减小，故错误。
故选：B。
【点评】本题考查了学生依据质量守恒定律及高锰酸钾分解的化学反应原理分析解决问题的能力，强调了学生整合知识的能力。
7．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
B． C． D．
【答案】C
【分析】根据用分液漏斗加过氧化氢溶液，可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率进行分析。
【解答】解：用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。
故选：C。
【点评】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
8．小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是（　　）
A．实验中，利用图②和④的装置收集的氧气均不够干燥
B．图①装置可随时控制反应的发生和停止
C．若用图③收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满
D．若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
【答案】D
【分析】根据过氧化氢分解生成水和氧气，氧气密度比空气大，能够支持燃烧，能使带火星的木条复燃，利用催化剂时，能够加快反应速率进行分析。
【解答】解：A、实验中，利用图②装置收集的氧气不够干燥，图④中，植物油隔绝了氧气和水的接触，收集的氧气干燥，故A错误；
B、将二氧化锰的燃烧匙上提，没有二氧化锰时，过氧化氢仍然能够分解生成水和氧气，只是反应速率慢一些，不会控制反应的发生与停止，故B错误；
C、氧气密度比空气大，所以用图③收集氧气，可将带火星的木条在a导管口处验满，故C错误；
D、若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，是因为有多少体积的氧气进入集气瓶，就有多少体积的水排入量筒，排入量筒中的水的体积即为收集的氧气体积，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
9．小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品。下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水，来保持氧气湿润
B．这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
【答案】C
【分析】A、根据装置的特点来分析；
B、根据温度对气体溶解度的影响来分析；
C、根据氧气的性质与用途来分析；
D、根据装置的特点来分析。
【解答】解：A、氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用O2不易溶于水，来保持O2湿润，A是正确的；
B、气体的溶解度随着温度的升高而减小，这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降，B是正确的；
C、氧气没有可燃性，不能用作燃料，C是错误的；
D、氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢，D是正确的。
故选：C。
【点评】本题主要考查氧气的性质、制取、物质的推断，难度较大．
10．实验室新购买了一批双氧水（H2O2）溶液，某兴趣小组的同学要测定其质量分数，他们设计如图所示的装置，其实验的操作步骤如下：
①组装仪器，并检查装置的气密性；
②在A、B、C三个仪器中装入药品，其中双氧水溶液质量为50g；
③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g；
④关闭a处止水夹，打开A仪器的阀门，向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液，随即关闭
⑤充分反应后，打开a处止水夹，向装置中持续缓慢地鼓入X气体；
⑥第二次称量整套装置的总质量为497g。
（1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是 　 　。
（2）为尽可能减小测量误差，请结合测量原理判断，操作⑤中鼓入的X气体是 　 。
A.氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气
（3）根据题意，计算双氧水溶液中溶质的质量分数为 　 　。
【答案】（1）分液漏斗；
（2）B；
（3）6.8%。
【分析】过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是分液漏斗。故答案为：分液漏斗；
（2）为尽可能减少测量误差，操作⑤鼓入的X气体使发生装置内的氧气全部排出，使得减少的质量为氧气的质量，减少水分的流失造成误差，且鼓入的X气体不能与反应物和生成物发生反应，也不能含水分，造成C装置质量增加；A、氮气与空气的密度不同，不符合；B、经干燥处理的空气可以将生成的氧气完全排出，符合；C、除去氧气后的空气中含有水蒸气，会影响实验结果，不符合；
故选：B；
（3）设过氧化氢质量为x，
反应生成氧气质量：498.6g﹣497g＝1.6g，
2H2O22H2O+O2↑，
68 32
x 1.6g
＝，
x＝3.4g，
双氧水溶液中溶质的质量分数是：×100%＝6.8%，
答：双氧水溶液中溶质的质量分数是6.8%。
【点评】本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性。
11．请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器②的名称 　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，选用的气体发生装置A，试管口略向下原因是　 　；收集氧气可以选用装置F或 　 　。实验室高锰酸钾制取氧气的文字表达式：　 　。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为 　 　。
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（4）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用 　 　装置作制取氨气的发生装置，最好选用　 装置来收集NH3，理由是 　 　。
【答案】（1）锥形瓶。
（2）避免冷凝水回流，造成试管炸裂；E；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（3）D。
（4）A；G；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，有刺激性气味，污染空气，需要利用向下排空气法收集，同时需要尾气处理。
【分析】（1）考查实验室常用仪器名称；
（2）根据固体加热发生装置特点分析回答此题；根据气体性质选择收集装置；高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，据此书写文字表达式；
（3）考查实验室制备气体的操作步骤；
（4）根据反应物状态和反应条件，选择发生装置，根据气体密度与水中溶解度选择收集装置。
【解答】解：（1）②为固液反应容器锥形瓶；
故答案为：锥形瓶。
（2）固体加热发生装置容易产生冷凝水，若试管口不略向下倾斜，导致冷凝水回流，造成试管骤冷，引起试管炸裂，因此需要略向下倾斜，避免发生回流，引起试管炸裂；氧气密度比空气大，还可以用向上排空气法收集，故选E为收集装置；高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，书写文字表达式不需要配平和气体符号，所以文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
故答案为：避免冷凝水回流，造成试管炸裂；E；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（3）实验室制备气体的首先检查装置气密性，然后装入药品，开始加热，接着收集气体，收集完毕先移出导管再熄灭酒精灯，避免发生倒吸，所以顺序为②①④③⑥⑤；
故选：D。
（4）反应物为固体，且需要加热，故选A为发生装置；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，可以用向下排空气法收集，氨气有刺激性气味，污染空气，因此需要尾气处理，故选G为收集装置；
故答案为：A；G；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，有刺激性气味，污染空气，需要利用向下排空气法收集，同时需要尾气处理。
【点评】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答。
12．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：Ⅰ.将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热；Ⅱ.将xg KClO3与1.0g CuO均匀混合加热；在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。在甲实验的Ⅱ中x的值应为 　 　。
（2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：
双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 。
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9mL
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL
上表中横线上需记录的实验数据是 　 　，本实验中，测量O2体积的装置是 　 　（填编号）。
该实验结论是：　 　。
【答案】（1）3.0；
（2）相同时间内收集氧气的体积；c；其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢溶液的分解速率越快。
【分析】（1）依据题中信息和控制变量法分析；
（2）依据实验目的和表中信息分析。
【解答】解：（1）依据题意可知，实验目的是探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，变量为催化剂的种类，要控制其它因素都相同，所以Ⅱ中KClO3的质量为3.0g，则x为3.0，故填：3.0；
（2）分析表中信息可知，乙实验目的是探究过氧化氢溶液浓度对双氧水分解速度的影响，变量为过氧化氢溶液浓度，控制其它因素都相同，则上表中横线上需记录的实验数据是相同时间内收集氧气的体积；分析a、b、c装置特点可知，测量O2体积的装置是c；分析表中数据可知，该实验结论是其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢溶液的分解速率越快；故填：相同时间内收集氧气的体积；c；其它条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢溶液的分解速率越快。
【点评】此题主要考查某因素影响反应速率的实验探究，主要是利用实验数据及对控制变量法来分析和解决有关问题，结合各方面的条件得出正确结论。
13．为了探究哪种方法收集的氧气浓度更高，某兴趣小组用如图所示器材和药品，开展了如下实验。
①如图甲用双氧水催化分解的方法制氧气，并用排水法收集满3瓶氧气
②用图丙装置，测各集气瓶中氧气含量并记录
③将步骤①中的收集方法改为向上排空气法（图乙）收集满3瓶氧气，测各集气瓶中氧气含量并记录
④再利用双氧水催化分解制取氧气，通过浓硫酸干燥后，用向上排空气法收集满3瓶，测各集气瓶中氧气含量并记录
（1）检查图甲装置气密性的操作是 　 　。
（2）老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，再继续收集30秒，是因为 　 　。
（3）该兴趣小组的同学所做的实验记录如下。
表1
制取方法 双氧水催化分解 （氧气未干燥） 双氧水催化分解 （氧气干燥）
收集方法 排水法 向上排空气法 向上排空气法
氧气浓度% 65.5 66.1 65.9 66.5 66.8 66.7 74.7 75.2 75
氧气均浓度% 65.8 66.7 75
分析表格数据可知，向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高，原因可能是 　 　。
【答案】（1）关闭分液漏斗的活塞，把导气管插入到盛有水的水槽中，用双手捂住锥形瓶，看到导管口有气泡冒出，松开双手，导气管有一段水柱进入，装置气密性较好。
（2）验满后，集气瓶内会有少量的氧气损失，再继续收集30秒，使集气瓶内充满氧气；
（3）用排水法收集氧气时，可能混有水蒸气和空气。
【分析】（1）根据装置检查气密性的常用方法进行分析；
（2）从氧气是否有损失的角度进行分析；
（3）从收集的氧气中含有的杂质气体的角度进行分析。
【解答】解：（1）检查图甲装置气密性的操作：关闭分液漏斗的活塞，把导气管插入到盛有水的水槽中，用双手捂住锥形瓶，看到导管口有气泡冒出，松开双手，导气管有一段水柱进入，装置气密性较好。
（2）老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，会有少量的氧气损失，再继续收集30秒，使集气瓶内充满氧气，使氧气浓度的测定实验更加准确；
（3）用排水法收集氧气时，可能混有水蒸气和空气，而用向上排空气法收集氧气，可能混有空气，因此向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高；
故答案为：
（1）关闭分液漏斗的活塞，把导气管插入到盛有水的水槽中，用双手捂住锥形瓶，看到导管口有气泡冒出，松开双手，导气管有一段水柱进入，装置气密性较好。
（2）验满后，集气瓶内会有少量的氧气损失，再继续收集30秒，使集气瓶内充满氧气；
（3）用排水法收集氧气时，可能混有水蒸气和空气。
【点评】本题考查了氧气的收集方法、装置气密性的检查方法等相关知识，掌握有关化学实验的基本操作即可解答。
14．在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
（1）请从下列各图中选择合适的实验装置（部分夹持装置未画出） 　 　（填序号）。
（2）二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材：秒表、电子秤、如图中合适的装置。
实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤：　① ；
② ；
③ ；
④ 。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水进行分析；
（2）根据制取气体需要检验装置的气密性，需要验证催化剂的质量和催化效果以及控制变量法的正确使用进行分析。
【解答】解：（1）实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，选择合适的实验装置是：③；
（2）实验步骤是：①组装仪器，检查装置气密性；
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg
的二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好仪器并固定；
③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间；
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。
故答案为：（1）③；
（2）①组装仪器，检查装置气密性；
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg
的二氧化锰，充分混合后装入试管，连接好仪器并固定；
③加热，用排水法收集一定体积的气体，记录所用的时间；
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰，收集相同体积的气体，记录所用的时间。
【点评】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
15．某实验小组设计了如图所示的实验装置。
（1）甲同学认为若II装置中装有水，可用于制取并收集氧气，请写出K1、K2的开关顺序　 　。
（2）乙同学认为可以利用I、III装置验证二氧化碳的性质。若广口瓶B中盛放二氧化碳，A中盛放氢氧化钠溶液，烧杯中盛放稀盐酸，验证二氧化碳能与氢氧化钠发生反应，他的操作为　 　，最终他看到了III中稀盐酸倒流入I中有气泡产生。
（3）丁同学认为将III的烧杯换成量筒，Ⅱ中的广口瓶装满水，则可以利用I、Ⅱ、III装置测定氢氧化钠样品中含碳酸钠杂质的质量分数，丁同学测定方法利用的化学反应的化学方程式是　 　，你认为此方案是否可行，并简述理由　 　。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）利用排水法收集氧气时，一开始不能立即收集，这是因为开始逸出的气体主要是空气；
（2）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
（3）二氧化碳能够溶于水。
【解答】解：（1）甲同学认为若II装置中装有水，可用于制取并收集氧气，K1、K2的开关顺序是先开K2，关K1，当Ⅲ中的气泡均匀、连续冒出时，说明排出的是纯净的氧气，应该开K1，关K2。
故填：先开K2，关K1，一段时间后再开K1，关K2。
（2）他的操作为：关闭K1、K2，打开K将氢氧化钠溶液滴入广口瓶中，关闭K，充分反应后打开K2，最终他看到了III中稀盐酸倒流入I中有气泡产生。
故填：关闭K1、K2，打开K将氢氧化钠溶液滴入广口瓶中，关闭K，充分反应后打开K2。
（3）丁同学的测定方法是：把碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳排入Ⅱ中，从而把Ⅱ中的水排入量筒中，排入量筒中的水的体积即为反应生成二氧化碳的体积，进一步可以计算碳酸钠的质量分数，碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；
但是此方案不可行，理由是：CO2可溶于水，无法准确测量生成的CO2的体积。
故填：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；不可行，这是因为CO2可溶于水，无法准确测量生成的CO2的体积。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
16．小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。
（1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 　 　。
（2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 　 　（选填“①”“②”或“③”）处。
（3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 　 　。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出
【答案】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）图丙所示的计泡器中长管要伸入液面以下，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，这样可使二氧化碳更容易溶于水中，避免大量逸出；故答案为：；③；
（3）在装置丙中，二氧化碳气体的制备采用了启普发生器原理，故反应安全，且可控；采用了记泡器装置，故气体能直接排出且速度可以观测。故评价等级为优秀；故答案为：优秀，因为反应安全可控，气体能直接排出且速度可以观测。
【分析】（1）根据化学反应的原理来分析；
（2）根据实验目的以及装置的特点来分析；
（3）根据自制补给器的特点来分析。
【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）图丙所示的计泡器中长管要伸入液面以下，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，这样可使二氧化碳更容易溶于水中，避免大量逸出；故答案为：；③；
（3）在装置丙中，二氧化碳气体的制备采用了启普发生器原理，故反应安全，且可控；采用了记泡器装置，故气体能直接排出且速度可以观测。故评价等级为优秀；故答案为：优秀，因为反应安全可控，气体能直接排出且速度可以观测。
【点评】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
17．某校学习小组准备探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石（主要成分为CaCO3）与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积，并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积：
【分析与表达】
（1）实验Ⅰ中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是 　 　。
（2）实验Ⅱ中，先连接好装置，再检查装置的气密性，然后装好药品，最后将10毫升稀盐酸快速推入烧瓶中。
【记录与处理】
（3）已知实验Ⅰ反应前的总质量[m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）]，要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是 　 　。
A．m（小烧杯） B．m（大烧杯） C．m（大烧杯+反应后剩余物）
（4）实验Ⅱ的实验记录如下（表中数据在相同温度、相同压强条件下测定）：
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
注射器读数/毫升 60.0 85.0 88.0 89.0 89.5 89.8 89.9 90.0 90.0 90.0
根据以上实验过程和数据综合分析，最终生成CO2的体积是 　 　毫升，理由 　 　。
【答案】（1）最后一次加入盐酸后不再产生气泡；
（3）AC；
（4）80；注射器的起始读数是10mL，最终读数为90mL，增加了80mL。
【分析】（1）根据碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应发生时会看到有气泡产生进行分析；
（3）根据要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是小烧杯质量可以计算出稀盐酸质量）、大烧杯及其内容物反应前后质量差即为反应生成二氧化碳的质量进行分析；
（4）根据从第8分钟后气体的体积不再变化，但原稀盐酸占有10mL（推入稀盐酸后仍然会恢复到原压强）进行分析。
【解答】解：（1）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应发生时会看到有气泡产生。实验I中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，则判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是最后一次加入盐酸后不再产生气泡；故答案为：最后一次加入盐酸后不再产生气泡；
（3）要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是小烧杯质量可以计算出稀盐酸质量、大烧杯及其内容物反应前后质量差即为反应生成二氧化碳的质量，故答案为：AC。
（4）从第8分钟后气体的体积不再变化，但原稀盐酸占有10mL（推入稀盐酸后仍然会恢复到原压强），所以第1分钟生成CO2的体积是50mL，第2分钟是75mL，最终生成CO2的体积是80mL，故答案为：80；注射器的起始读数是10mL，最终读数为90mL，增加了80mL。
【点评】本题主要考查物质的组成成分的探究等，完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行。
18．小王对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？
（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 　 　。
（2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有 　 　的性质。
（3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 　 　（选填“快”或“慢”），但差距不大。
（4）根据实验结果得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
【答案】（1）生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行；
（2）不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应；
（3）快。
【分析】（1）根据稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水进行分析；
（2）根据二氧化碳能溶于水和水反应分析；
（3）根据图丁的两条曲线分析；
【解答】解：（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行。
（2）因为二氧化碳能溶于水和水反应，要根据排出液体的体积测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。
（3）由图丁的两条曲线可知，在0﹣300s内，反应I的曲线在反应Ⅱ的上方一点点，所以反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快，但差距不大。
故答案为：
（1）生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行；
（2）不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应；
（3）快。
【点评】本题主要考查了实验室气体的制取，熟练掌握气体的制取原理，了解确定发生装置、收集装置的因素和注意事项等知识，再结合材料信息，认真分析即可解答。
19．小滨同学欲进行实验室制备二氧化碳，并开展有关二氧化碳性质的研究：
（1）选择装置：制备二氧化碳时选用装置B而不用装置A，其优点在于　 　；用装置C收集时，空气从　 　（选填“x”或“y”）端排出。
（2）选择药品：按如表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图1所示。图中甲对应实验　 　（选填Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ），不选用丙对应实验药品的理由是：　 　。
实验编号 药品
Ⅰ 块状大理石、10% H2SO4溶液
Ⅱ 块状大理石、7% HCl溶液
Ⅲ 大理石粉末、7% HCl溶液
（3）性质研究：将二氧化碳通入如图2所示的装置，发现下端木条先熄灭，由此可以验证CO2的性质是　 　。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据装置的特点、二氧化碳的密度来分析；
（2）根据影响化学反应的速率的因素来分析；
（3）根据实验现象来分析推断二氧化碳的性质。
【解答】解：（1）装置B中添加了长颈漏斗，便于随时添加液体试剂；二氧化碳的密度比空气大，若用图示装置来收集二氧化碳，二氧化碳应从长管进入，空气从短管排出；故填：B装置可以随时添加液体试剂；x；
（2）碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会阻碍反应的继续进行，只能收集到少量的二氧化碳；所以图中丙对应实验I，等质量的块状和粉末状的大理石与等浓度的稀盐酸反应时，粉末状的反应速率快，即甲对应实验Ⅲ；不用丙对应的药品的理由是：生成气体速度慢，且反应生成的硫酸钙是微溶性物质，它会包裹在大理石表面，使酸液不能与大理石接触，从而使反应中止；故填：Ⅲ；生成气体速度慢，且反应生成的硫酸钙是微溶性物质，它会包裹在大理石表面，使酸液不能与大理石接触，从而使反应中止；
（3）将二氧化碳通入如图2所示的装置，发现下端木条先熄灭，由此可以验证CO2的性质是二氧化碳密度大于空气密度，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧；故填：二氧化碳密度大于空气密度，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
【点评】本题考查了二氧化碳的实验室制法、二氧化碳的性质的验证等，难度不大。
20．实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气（杂质既不参加反应，也不溶于水）。反应方程式为：2KClO32KCl+3O2↑，实验数据记录如图：
请回答下列问题：
（1）a＝　 　。
（2）计算受热分解的氯酸钾的质量（精确到0.01g）。
（3）计算滤液中氯化钾溶质的质量分数（计算结果精确到0.01%）。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据氧气的质量和对应的化学方程式求算原固体混合物中氯酸钾的质量和生成氯化钾的质量，而二氧化锰在过程中做催化剂，质量不变。
【解答】解：（1）二氧化锰的质量为18.2g+4.8g﹣18.5g＝4.5g，故填：4.5；
（2）设原固体混合物中氯酸钾的质量为x
2KClO332KCl+3O2↑
245 149 96
x y 4.8g
x＝12.25g，y＝7.45g
（3）滤液中氯化钾溶质的质量分数×100%＝7.45%。
答：
（2）计算受热分解的氯酸钾的质量12.25g。
（3）计算滤液中氯化钾溶质的质量分数7.45%。
【点评】根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整。
21．某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。请计算：
序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的数值为　 　。
（2）样品中碳酸钙的质量分数是　 　。
（3）求盐酸中溶质的质量分数。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为2.8。
（2）根据图表数据可知，完全反应后，剩余固体物质的质量为2.8g，石灰石样品的质量减去剩余固体物质的质量就是样品中碳酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可。
（3）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，说明20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应。根据碳酸钙与盐酸反应的化学方程式和第1次完全反应中碳酸钙的质量，即可计算出第一次参与反应的HCl质量，然后根据溶质的质量分数公式计算即可。
【解答】解：（1）根据图表数据可知，第1、2次反应后固体物质减少的质量都为5g，而第3次反应后固体物质减少的质量为3.2g，说明此时碳酸钙已反应完，不再产生气体，故表中n的数值为2.8。
（2）样品中碳酸钙的质量分数＝×100%＝82.5%。
（3）由试题分析20g稀盐酸恰好能与石灰石中的5g碳酸钙完全反应
解：设第一次参与反应的HCl质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 73
5g x
解之得：x＝3.65g，
盐酸中溶质的质量分数为：×100%＝18.25%。
故答案为：（1）2.8；（2）82.5%；（3）答：盐酸中溶质的质量分数为18.25%。
【点评】本题主要考查学生根据反应原理进行分析数据的能力，最后固体质量不减少，即为杂质的质量。
22．小李和小王同学对化学计算很有心得，以下是他们解答一道计算题的实录。请你一起参与研究并完成相关问题。（ 计算结果精确到0.01g）。
题目已知：2KClO32KCl+3O2↑
两位同学为了测定实验室中氯酸钾药品是否纯净，取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）两同学一致认为氯酸钾已经完全反应的时间为 　 　（选填“t1”、“t2”、“t3”、“t4”）。
（2）小李根据质量守恒定律很快得到（2.5g+0.5g﹣2.04g）是 　 　（填化学式）的质量。
（3）请你计算：该药品中氯酸钾的质量，并判断该药品是否纯净？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据表中数据的变化分析；
（2）根据质量守恒定律固体物质的总质量的变化就可以求出生成氧气的质量；
（3）根据生成的氧气的质量，根据化学方程式进行计算就可求出参与反应的氯酸钾的质量，据此分析解答即可。
【解答】答：（1）由表中的数据可知，加热t3时间后，再继续加热时固体的质量没再发生变化，说明氯酸钾已经全部参与反应；
（2）由质量守恒定律可知：2.5g+0.5g﹣2.04g＝0.96g为O2的质量；
（3）设样品中含有氯酸钾的质量为x
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 0.96g
解得：x＝2.45g
KClO3的质量为2.45g＜2.5g，所以不纯净
答：该药品不纯净。
故答案为：（1）t3． （2）O2；（3）不纯净；
【点评】本题难度不是很大，主要考查了根据化学方程式进行相关的计算及质量守恒定律的应用，培养学生的应用知识的能力和解决问题的能力。
23．某石灰厂新到一批石灰石，主要成分为CaCO3，其中含有杂质二氧化硅（二氧化硅不溶于水，不与盐酸反应，高温不分解），为测定石灰石样品的纯度，某小组的同学分成三组实验测得数据如下表。
（1）表格中m的值为 　 　。
（2）该实验中，第 　 　（填数字）次实验中，稀盐酸一定反应完全。
（3）样品中含碳酸钙质量分数为多少？
实验次数 1 2 3
稀盐酸质量（g） 50 50 100
样品质量（g） 20 30 20
剩余物质质量（g） 63.4 73.4 113.4
产生气体的质量（g） 6.6 6.6 m
【答案】（1）6.6；
（2）1、2；
（3）75%。
【分析】（1）根据质量守恒定律计算分析m的值；
（2）根据表中的数据稀盐酸一定反应完全的实验；
（3）根据20g的碳酸高完全生成的二氧化碳的质量和反应的方程式可计算出碳酸钙的质量，即可计算出含碳酸钙质量分数。
【解答】解：（1）由质量守恒定律可知，第3次实验所得到气体的质量为：100g+20g﹣113.4g＝6.6g，所以m＝6.6；
（2）对比实验1、2，当样品质量增加时，放出二氧化碳质量并未增加，说明实验中稀盐酸已完全反应；对比实验1、3，当稀盐酸质量增加时，放出二氧化碳的质量不变，说明实验中碳酸钙已完全反应；综上所述，实验1、2中稀盐酸一定反应完全，而第3组实验中稀盐酸一定剩余。
（3）设20g样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6g
解得：x＝15g
则该石灰石样品的纯度为×100%＝75%。
答：样品中含碳酸钙质量分数为75%。
故答案为：（1）6.6；
（2）1、2；
（3）75%。
【点评】本题主要考查了根据化学方式的计算，通过表中数据的对比分析出完全反应的碳酸钙生成二氧化碳的质量是计算的关键。
24．氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
（1）实验室制取氧气：用双氧水与二氧化锰混合制取氧气时，所选的发生装置和收集装置是图1中的 　 　。
（2）小江依据图2中便携式制氧机原理，制作了图3所示的简易制氧装置。
资料：过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）能与H2O反应生成Na2CO3和H2O2，分解的化学方程式为2Na2CO3 3H2O2═2Na2CO3+3H2O2
图2反应仓中MnO2在反应中起 　 　作用。图3中的甲瓶相当于图2中的 　 　（填“加湿过滤仓”或“反应仓”）。
（3）求质量为157g的过碳酸钠在反应仓内完全反应可提供多少g的氧气？
【答案】（1）BC或BE；
（2）催化；反应仓；
（3）24g。
【分析】（1）根据反应物的状态与反应的条件确定发生装置，根据氧气的性质确定收集方法；
（2）根据化学反应的原理、装置的特点来分析；
（3）根据化学方程式，利用过碳酸钠的质量来分析计算。
【解答】解：（1）用双氧水与二氧化锰混合制取氧气属于固液型常温型，发生装置选B；氧气的密度比空气大，不易溶于水，因此可采用向上排空气法或排水法来收集氧气；故答案为：BC或BE；
（2）过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）能与H2O反应生成Na2CO3和H2O2，过氧化氢在二氧化锰的催化作用会分解产生氧气，因此在该反应中，二氧化锰是催化剂，起到了催化作用，图3中的甲瓶相当于气体的发生装置，故图3中的甲瓶相当于图2中的反应仓；故答案为：催化；反应仓；
（3）由化学方程式2Na2CO3 3H2O2═2Na2CO3+3H2O2与2H2O22H2O+O2↑可知，2Na2CO3 3H2O2～3H2O2～O2，设生成氧气的质量为x，则：
2Na2CO3 3H2O2～O2
314 48
157g x
x＝24g
答：质量为157g的过碳酸钠在反应仓内完全反应可提供24g的氧气。
【点评】应善于根据习题提供信息进行分析判断，能对学生起到知识迁移的训练。
25．氧烛是一种被广泛使用于航空航海等民用方面的简易制氧产品。一根氧烛大约可供100个人呼吸1小时，反应过程沿着烛体自上而下进行，因产氧过程中伴随发光放热，与蜡烛燃烧现象相似，故被命名为氧烛。如图甲是一种电磁式触发点火的氧烛示意图，图乙为该氧烛顶部放大图。氧烛中有产氧药块，由多种物质混合后压制成块。产氧药块启封后，闭合开关，位于上方的轻质钉锤多次向下敲击药块，开始自动产氧。请结合所学知识解释该氧烛闭合开关后启动制氧的原理。
【答案】闭合开关后，电磁铁通电产生磁性，吸引弹性衔铁向下运动，带动轻质钉锤敲击产氧药块。衔铁被吸下后电路断开，电磁铁磁性消失，弹性衔铁又弹回原处，电路接通，电磁铁再次通电产生磁性吸引弹性衔铁，如此循环敲击，产氧药块在多次敲击后开始自动产氧。
【分析】根据氧烛的构造以及产生氧气的原理来分析。
【解答】解：闭合开关后，电磁铁通电产生磁性，吸引弹性衔铁向下运动，带动轻质钉锤敲击产氧药块。衔铁被吸下后电路断开，电磁铁磁性消失，弹性衔铁又弹回原处，电路接通，电磁铁再次通电产生磁性吸引弹性衔铁，如此循环敲击，产氧药块在多次敲击后开始自动产氧。
故答案为：闭合开关后，电磁铁通电产生磁性，吸引弹性衔铁向下运动，带动轻质钉锤敲击产氧药块。衔铁被吸下后电路断开，电磁铁磁性消失，弹性衔铁又弹回原处，电路接通，电磁铁再次通电产生磁性吸引弹性衔铁，如此循环敲击，产氧药块在多次敲击后开始自动产氧。
【点评】本题是一个理化综合题，明确电磁铁的工作原理以及氧气的产生原理是解题的关键。
26．“氧烛”常用作潜船的紧急供氧设备，装置原理如图甲，产氧药块出氯酸钠（NaClO3）、镁粉、二氧化锰等均匀混合制成，外面覆盖有较厚的隔热材料。使用时，按压点火装置，产氧药块中的物质自上而下发生反应，持续产生氧气并伴随发光发热的现象。
资料一：产氧药块中发生的反应：①2Mg+O22MgO； ②2NaClO32NaCl+3O2↑；③温度过高时，产氧药块会产生少量有毒氯气。
资料二：氯酸钠在有无二氧化锰参与的条件下，分解速率随温度的变化图像如图乙所示，请结合上述信息和所学知识分析，氧烛能快速持续地产生高纯氧气的原因。
【答案】在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁，此反应过程中会放出热量，则温度较高的条件下，氯酸钠在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钠和氧气，因此氧烛能快速持续地产生高纯氧气。
【分析】镁燃烧放出热量，氯酸钠在较高温度下分解为氯化钠和氧气。
【解答】解：在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁，此反应过程中会放出热量，则温度较高的条件下，氯酸钠在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钠和氧气，因此氧烛能快速持续地产生高纯氧气。
故答案为：在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁，此反应过程中会放出热量，则温度较高的条件下，氯酸钠在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钠和氧气，因此氧烛能快速持续地产生高纯氧气。
【点评】在进行制取气体的反应原理探究时，需要考虑原料的价格、变化是否容易控制、反应能否连续进行、反应的快慢、生成物的纯净以及是否生成造成环境污染的副产物、能否找到对应的反应装置等。
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《暑假复习课》浙教版科学八升九--第4讲 气体的制取
考点一、氧气制取
1．实验室里制取氧气的方法有：分解 H2O2 和加热分解 KMnO4或KClO3，化学方程式为：
（1）2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑（2）2KMnO4 △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（3）2KClO3　　　　2KCl＋3O2↑
工业上用分离空气制取氧气。——物理变化
在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都不变。
实验室用高氯酸钾制取氧气的操作顺序：检查装置气密性→装入药品→固定装置→收集氧气；用KClO3制取时，若缺少催化剂MnO2，可加入少量KMnO4，因为KMnO4受热分解时会产生MnO2。
装置的改进与评价：
(1)将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速；
(2)C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
实验室用高锰酸钾制取氧气的操作顺序：
第一步：检查装置的气密性。
第二步：将药品装入试管中，用一团棉花放在靠近试管口的地方，试管口略向下倾斜固定在铁架台上。
第三步：用酒精灯外焰给试管加热，先预热。
第四步：等气泡连续均匀再用排水法收集氧气。第五步：先撤导管，再灭酒精灯。
氧气的验满方法：将一根带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，就证明已经收满。
收集装置：
方法 排水法 向上排空气法
收集装置
选取依据 气体的密度及在水中的溶解性
不易溶于水且不与水反应 密度比空气大
优缺点 优点：①收集的气体较纯净；②易判断是否收集满 缺点：收集的气体不干燥 优点：收集的气体较干燥 缺点：收集的气体纯度不高
注意事项 当观察到瓶口有气泡冒出时，证明氧气已收集满 导气管应伸至集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气
检验和验满：
检验 将带火星的木条伸入集气瓶瓶内，如果木条复燃，证明收集的气体是氧气
验满 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明氧气已集满
排水法：当有大量气泡从集气瓶瓶口冒出时，说明氧气已集满
排水法收集的O2中有较多水蒸气。排空气法收集的气体不能与空气中的物质反应。如NO能与O2反应，就不能用排空气法收集。
典型分析：
1．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。正确的分析是（　　）
A．反应到t1时生成了（a﹣b）g氧气
B．P点处固体成分是KCl、KClO3和MnO2
C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减少
D．在0～t2时段，MnO2在混合物中的含量不断增大
举一反三：
1．小马同学将一定量的氯酸钾与少量高锰酸钾的混合物加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是（　　）
A．在t1至t2时间内，氯酸钾的质量在减少
B．在t3至t4时间内，二氧化锰的质量增加
C．t3时，试管中有4种固体物质
D．曲线c代表加热过程中生成氧气质量的变化
考点二、二氧化碳制取
二氧化碳的实验室制备
编号 实验药品 实验现象
1 碳酸钠和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率非常快
2 碳酸钠和稀硫酸 冒出大量气泡、反应速率非常快
3 石灰石和稀硫酸 冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。
4 石灰石和稀盐酸 冒出大量气泡、反应速率适中
1.二氧化碳的实验室制法
(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。
一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行
(2) 原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满
(6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O.
知识点四： 实验室制取气体和收集气体的装置
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
典型分析：
1．实验室制取二氧化碳实验中，有这些信息或现象：①实验中所用的盐酸是用质量分数为10%的盐酸的质量为36.5g；②完成实验后，当锥形瓶内不再产生气泡时，大理石有剩余。假设大理石中的其他杂质不溶解在稀盐酸中。根据以上信息或现象，下列说法正确的是（　　）
A．本实验中将带火星的木条放在集气瓶口以检验二氧化碳是否收集满
B．反应结束后溶液中的溶质为HCl和CaCl2
C．本实验中产生的CO2质量为2.2g
D．本实验中所用的盐酸可以用硫酸替代
举一反三：
1．如图是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作，其中错误的是（　　）
A．甲图中推动注射器活塞时，长颈漏斗下端冒气泡，说明气密性良好
B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出
C．丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶于水
D．丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水
1．小明在做氯酸钾制取氧气实验时，绘制了某变量y随时间变化的图像，则纵坐标可能表示的是（　　）
A．固体中氯元素的质量分数
B．固体中氧元素的质量分数
C．固体中MnO2的质量
D．固体中钾元素的质量
2．加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气的实验中，下列图像能正确反映其对应变化关系的是（　　）
A. B． C． D．
3．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（　　）
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
（3题图） （4题图）
4．如图为实验室用高锰酸钾制氧气的装置图，下列操作错误的是（　　）
A．该实验需要检查装置的气密性
B．加热时先来回移动酒精灯，使试管受热均匀
C．导管口有气泡冒出时立即收集氧气
D．反应结束后，先把导管移出水面再熄灭酒精灯
5．小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素质量随时间变化关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B． C． D．
7．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
B． C． D．
8．小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是（　　）
A．实验中，利用图②和④的装置收集的氧气均不够干燥
B．图①装置可随时控制反应的发生和停止
C．若用图③收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满
D．若用装置④测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
9．小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品。下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水，来保持氧气湿润
B．这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
10．实验室新购买了一批双氧水（H2O2）溶液，某兴趣小组的同学要测定其质量分数，他们设计如图所示的装置，其实验的操作步骤如下：
①组装仪器，并检查装置的气密性；
②在A、B、C三个仪器中装入药品，其中双氧水溶液质量为50g；
③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g；
④关闭a处止水夹，打开A仪器的阀门，向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液，随即关闭
⑤充分反应后，打开a处止水夹，向装置中持续缓慢地鼓入X气体；
⑥第二次称量整套装置的总质量为497g。
（1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是 　 　。
（2）为尽可能减小测量误差，请结合测量原理判断，操作⑤中鼓入的X气体是 　 。
A.氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气
（3）根据题意，计算双氧水溶液中溶质的质量分数为 　 　。
11．请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器②的名称 　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，选用的气体发生装置A，试管口略向下原因是　 　；收集氧气可以选用装置F或 　 　。实验室高锰酸钾制取氧气的文字表达式：　 　。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为 　 　。
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（4）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用 　 　装置作制取氨气的发生装置，最好选用　 装置来收集NH3，理由是 　 　。
12．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：Ⅰ.将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热；Ⅱ.将xg KClO3与1.0g CuO均匀混合加热；在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。在甲实验的Ⅱ中x的值应为 　 　。
（2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：
双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 。
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9mL
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL
上表中横线上需记录的实验数据是 　 　，本实验中，测量O2体积的装置是 　 　（填编号）。
该实验结论是：　 　。
13．为了探究哪种方法收集的氧气浓度更高，某兴趣小组用如图所示器材和药品，开展了如下实验。
①如图甲用双氧水催化分解的方法制氧气，并用排水法收集满3瓶氧气
②用图丙装置，测各集气瓶中氧气含量并记录
③将步骤①中的收集方法改为向上排空气法（图乙）收集满3瓶氧气，测各集气瓶中氧气含量并记录
④再利用双氧水催化分解制取氧气，通过浓硫酸干燥后，用向上排空气法收集满3瓶，测各集气瓶中氧气含量并记录
（1）检查图甲装置气密性的操作是 　 　。
（2）老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，再继续收集30秒，是因为 　 　。
（3）该兴趣小组的同学所做的实验记录如下。
表1
制取方法 双氧水催化分解 （氧气未干燥） 双氧水催化分解 （氧气干燥）
收集方法 排水法 向上排空气法 向上排空气法
氧气浓度% 65.5 66.1 65.9 66.5 66.8 66.7 74.7 75.2 75
氧气均浓度% 65.8 66.7 75
分析表格数据可知，向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高，原因可能是 　 　。
14．在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
（1）请从下列各图中选择合适的实验装置（部分夹持装置未画出） 　 　（填序号）。
（2）二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响，某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材：秒表、电子秤、如图中合适的装置。
实验药品：氯酸钾，颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤：　① ；
② ；
③ ；
④ 。
15．某实验小组设计了如图所示的实验装置。
（1）甲同学认为若II装置中装有水，可用于制取并收集氧气，请写出K1、K2的开关顺序　 　。
（2）乙同学认为可以利用I、III装置验证二氧化碳的性质。若广口瓶B中盛放二氧化碳，A中盛放氢氧化钠溶液，烧杯中盛放稀盐酸，验证二氧化碳能与氢氧化钠发生反应，他的操作为　 　，最终他看到了III中稀盐酸倒流入I中有气泡产生。
（3）丁同学认为将III的烧杯换成量筒，Ⅱ中的广口瓶装满水，则可以利用I、Ⅱ、III装置测定氢氧化钠样品中含碳酸钠杂质的质量分数，丁同学测定方法利用的化学反应的化学方程式是　 　，你认为此方案是否可行，并简述理由　 　。
16．小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。
（1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 　 　。
（2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 　 　（选填“①”“②”或“③”）处。
（3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 　 　。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出
17．某校学习小组准备探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石（主要成分为CaCO3）与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积，并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积：
【分析与表达】
（1）实验Ⅰ中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是 　 　。
（2）实验Ⅱ中，先连接好装置，再检查装置的气密性，然后装好药品，最后将10毫升稀盐酸快速推入烧瓶中。
【记录与处理】
（3）已知实验Ⅰ反应前的总质量[m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）]，要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是 　 　。
A．m（小烧杯） B．m（大烧杯） C．m（大烧杯+反应后剩余物）
（4）实验Ⅱ的实验记录如下（表中数据在相同温度、相同压强条件下测定）：
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
注射器读数/毫升 60.0 85.0 88.0 89.0 89.5 89.8 89.9 90.0 90.0 90.0
根据以上实验过程和数据综合分析，最终生成CO2的体积是 　 　毫升，理由 　 　。
18．小王对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？
（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 　 　。
（2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有 　 　的性质。
（3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 　 　（选填“快”或“慢”），但差距不大。
（4）根据实验结果得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
19．小滨同学欲进行实验室制备二氧化碳，并开展有关二氧化碳性质的研究：
（1）选择装置：制备二氧化碳时选用装置B而不用装置A，其优点在于　 　；用装置C收集时，空气从　 　（选填“x”或“y”）端排出。
（2）选择药品：按如表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图1所示。图中甲对应实验　 　（选填Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ），不选用丙对应实验药品的理由是：　 　。
实验编号 药品
Ⅰ 块状大理石、10% H2SO4溶液
Ⅱ 块状大理石、7% HCl溶液
Ⅲ 大理石粉末、7% HCl溶液
（3）性质研究：将二氧化碳通入如图2所示的装置，发现下端木条先熄灭，由此可以验证CO2的性质是　 　。
20．实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气（杂质既不参加反应，也不溶于水）。反应方程式为：2KClO32KCl+3O2↑，实验数据记录如图：
请回答下列问题：
（1）a＝　 　。
（2）计算受热分解的氯酸钾的质量（精确到0.01g）。
（3）计算滤液中氯化钾溶质的质量分数（计算结果精确到0.01%）。
21．某学校的学习小组对当地的石灰石矿区进行调查，测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品16g，把80g稀盐酸分四次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含有的二氧化硅等杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。请计算：
序号 加入稀盐酸的质量/g 剩余固体的质量/g
第1次 20 11
第2次 20 6
第3次 20 2.8
第4次 20 n
（1）上表中n的数值为　 　。
（2）样品中碳酸钙的质量分数是　 　。
（3）求盐酸中溶质的质量分数。
22．小李和小王同学对化学计算很有心得，以下是他们解答一道计算题的实录。请你一起参与研究并完成相关问题。（ 计算结果精确到0.01g）。
题目已知：2KClO32KCl+3O2↑
两位同学为了测定实验室中氯酸钾药品是否纯净，取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）两同学一致认为氯酸钾已经完全反应的时间为 　 　（选填“t1”、“t2”、“t3”、“t4”）。
（2）小李根据质量守恒定律很快得到（2.5g+0.5g﹣2.04g）是 　 　（填化学式）的质量。
（3）请你计算：该药品中氯酸钾的质量，并判断该药品是否纯净？
23．某石灰厂新到一批石灰石，主要成分为CaCO3，其中含有杂质二氧化硅（二氧化硅不溶于水，不与盐酸反应，高温不分解），为测定石灰石样品的纯度，某小组的同学分成三组实验测得数据如下表。
（1）表格中m的值为 　 　。
（2）该实验中，第 　 　（填数字）次实验中，稀盐酸一定反应完全。
（3）样品中含碳酸钙质量分数为多少？
实验次数 1 2 3
稀盐酸质量（g） 50 50 100
样品质量（g） 20 30 20
剩余物质质量（g） 63.4 73.4 113.4
产生气体的质量（g） 6.6 6.6 m
24．氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
（1）实验室制取氧气：用双氧水与二氧化锰混合制取氧气时，所选的发生装置和收集装置是图1中的 　 　。
（2）小江依据图2中便携式制氧机原理，制作了图3所示的简易制氧装置。
资料：过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）能与H2O反应生成Na2CO3和H2O2，分解的化学方程式为2Na2CO3 3H2O2═2Na2CO3+3H2O2
图2反应仓中MnO2在反应中起 　 　作用。图3中的甲瓶相当于图2中的 　 　（填“加湿过滤仓”或“反应仓”）。
（3）求质量为157g的过碳酸钠在反应仓内完全反应可提供多少g的氧气？
25．氧烛是一种被广泛使用于航空航海等民用方面的简易制氧产品。一根氧烛大约可供100个人呼吸1小时，反应过程沿着烛体自上而下进行，因产氧过程中伴随发光放热，与蜡烛燃烧现象相似，故被命名为氧烛。如图甲是一种电磁式触发点火的氧烛示意图，图乙为该氧烛顶部放大图。氧烛中有产氧药块，由多种物质混合后压制成块。产氧药块启封后，闭合开关，位于上方的轻质钉锤多次向下敲击药块，开始自动产氧。请结合所学知识解释该氧烛闭合开关后启动制氧的原理。
26．“氧烛”常用作潜船的紧急供氧设备，装置原理如图甲，产氧药块出氯酸钠（NaClO3）、镁粉、二氧化锰等均匀混合制成，外面覆盖有较厚的隔热材料。使用时，按压点火装置，产氧药块中的物质自上而下发生反应，持续产生氧气并伴随发光发热的现象。
资料一：产氧药块中发生的反应：①2Mg+O22MgO； ②2NaClO32NaCl+3O2↑；③温度过高时，产氧药块会产生少量有毒氯气。
资料二：氯酸钠在有无二氧化锰参与的条件下，分解速率随温度的变化图像如图乙所示，请结合上述信息和所学知识分析，氧烛能快速持续地产生高纯氧气的原因。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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