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第17讲：期中复习2第1-4单元实验梳理
专题一、红磷燃烧测氧气含量实验
实验用品 集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、弹簧夹、胶皮管、烧杯、红磷、火柴、水
实验装置
实验原理 利用红磷燃烧，将瓶中的氧气消耗完，生成五氧化二磷固体，瓶内气体减少（瓶内气压减少），冷却后打开止水夹，外界大气压将水压入瓶中，占去消耗氧气的体积。（进入水的体积即为消耗的氧气体积）表达式： 红磷＋氧气五氧化二磷 P+O2 P2O5
实验步骤 ①连接装置②检查装置的气密性③先在集气瓶里加入少量水，再把剩余容积用记号划分成5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。④在燃烧匙内放入足量的红磷，点燃红磷，立即伸入瓶中并把瓶塞塞紧。⑤待红磷熄灭，冷却至室温后，打开弹簧夹，观察现象。
实验现象 ①红磷燃烧产生大量白烟，放出大量热，生成白色固体。②冷却至室温后，打开弹簧夹，水经导管流入集气瓶中，约上升至刻度“1”处，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
实验分析 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成的五氧化二磷固体极易溶于水，几乎不占有体积，水进入集气瓶来补充减少的氧气体积。由此证明氧气约占空气体积的1/5。2.燃烧匙内剩余的红磷不再燃烧，集气瓶内的水面上升到一定高度后就不能继续上升，说明氮气不能燃烧也不支持燃烧且不易溶于水。
实验结论 （1）氧气约占空气总体积的1/5（2）氮气不能燃烧，也不支持燃烧，且不易溶于水
实验注意事项 ①红磷要过量；②装置不能漏气；③弹簧夹要夹紧胶皮管；④点燃红磷后伸入集气瓶中的速度要快；⑤待集气瓶的温度冷却到室温后再打开弹簧夹，不能立即打开。
进入集气瓶内的水偏少（小于1/5） 进入集气瓶内水的体积小于瓶内体积的1/5：（1）橡胶塞未塞紧装置漏气 (等待冷却的过程中就有空气从集气瓶口进入，使集气瓶内空气变多，水进入的体积变少)（2）红磷量不足，氧气未消耗完（3）未冷却至室温就打开弹簧夹 (红磷燃烧放热集气瓶内压强变大，压强差变小，导致进入瓶中水的体积减小)
进入集气瓶内的水偏多（大于1/5） 进入集气瓶内水的体积大于瓶内体积的1/5：（1）将红磷点燃用燃烧匙插入集气瓶中时速度较慢（红磷燃烧时集气瓶内空气受热膨胀会逸出，瓶内气体减少，压强差变大，进入水的体积变大）（2）弹簧夹未夹紧（在加热过程中气体膨胀，空气从导管口逸出，瓶内压强变小，压强差变大，进入水的体积变大）
影响实验结果的其它因素 1.当氧气浓度较低时，红磷不能继续燃烧，氧气剩余，对结果会产生影响2.玻璃导管内有空气，对实验会产生影响
拓展装置
集气瓶底放水的作用: ①防止燃烧物溅落瓶底使集气瓶底炸裂；②吸收有毒的五氧化二磷；③吸收热量，缩短冷却时间。“烟”是固体小颗粒，“雾”是小液滴。
课堂练习
1.（2017-2018年二中广雅训练卷二）下图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置。主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。（提示：白磷与红磷化学性质类似，在40℃就能够燃烧也生成五氧化二磷）。下列说法正确的为（ ）
①该实验中白磷燃烧产生大量的白色烟雾；②整个实验过程中集气瓶内水面的现象是先下降后上升；③若集气瓶中无水，则导致实验最后产生的实际值偏小；④最终集气瓶中液面上升了70mL；⑤该实验还可得出剩余气体不可燃也不支持燃烧
A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．②⑤
2.（2017-2018年C组联盟期中）用不同的反应物测定空气中氧气含量时所得数据是否相同呢？某化学研究小组利用图1所示装置测定密闭容器中氧气的含量，其中与反应装置相连的氧气传感器等电子设备能将集气瓶内氧气含量精确地记录并保存下来。图2、图3、图4分别是该小组同学用红磷、白磷、铁粉三种物质进行实验所得的氧气含量-时间关系图（假定装置气密性良好，红磷、白磷、铁粉均足量）。
分析上述关系图可知，下列说法正确的是
A．白磷燃烧后剩余氧气的浓度小于红磷的，可能是因为白磷还可以缓慢氧化消耗氧气
B．选择红磷燃烧，可较快地完成空气中氧气含量的测定并且实验误差小
C．由上图可知用铁粉测定氧气含量时误差最小，所以实验室测定空气中氧气含量时选用铁粉燃烧进行实验效果最佳
D．上述电子化实验过程中，由于氧气均不能完全消耗，所以无法得到空气中准确的氧气含量
3.测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
(1)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL 刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明装置是否漏气(填是或否)___；
(2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象____________________________________________；
(3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象 ______________________________________________________；
(4)若按小华的设想进行此实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。试举一例：
___________________________.
4.（2018-2019年新洲区期中）某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。（注：白磷与红磷燃烧时的现象、产物均相同）
（1）甲同学设计出了如图所示的实验装置．
实验过程：
①检查装置的气密性：在集气瓶和烧杯里装进适量水，用手握住集气瓶，若烧杯中_______________ ，则气密性良好。
②现集气瓶中有a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（40℃即可燃烧），按图示装置连接仪器（注：集气瓶内的长导管已接近瓶底）
③加热粗铜丝，观察到白磷立即着火燃烧，该反应的化学方程式为： 。
④待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c，已知c=500mL ，a=100mL，若实验非常成功，则b约为　 　mL。从白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是__________________。
（2）实验反思：在上述实验中,下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是 　。
A．装置气密性不好 B．实验前集气瓶里没有装水
C．集气瓶没有冷却到室温 D．用红磷代替白磷
5.（2017-2018年江岸区期中）图A是课本上测量空气中氧气含量的实验，某同学在此原理上进行了改进，如图B和C．
（1）该实验原理的化学方程式 ．
实验小组按A装置进行实验后，发现进入集气瓶中水的体积超过实验前瓶中空气
体积的五分之一，你认为一定导致这一结果的原因是 （填序号）．
①燃烧匙中红磷放少了； ②橡皮管上的弹簧夹没有夹紧；
③集气瓶口上的瓶塞没有塞紧；④红磷停止燃烧后立即打开弹簧夹；
⑤把点燃的红磷伸入集气瓶中后没有立即塞紧瓶塞．
（2）图B中气球的作用是 ．
（3）图C中白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是 ．
该实验烧杯中水的作用是 ．
（4）教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）．
该实验所用药品汞虽然有毒，结合资料卡片分析，该实验和图A实验比较依然有可取的优是 ．
①该实验能快速得到实验结论 ②该实验能更准确得到实验结论
③该实验中的汞既是反应物，又起到图A实验烧杯中水的作用
专题二、气体的制取、收集和检验
1）气体发生装置的选择见下面2种情况
加热固体制备气体的装置（见上图①）：反应物都是固体，反应需要加热。(固体加热装置)
固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图②）：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。（固液不加热装置）
2）气体收集装置
①.排水法收集气体（优缺点：纯净但不干燥）
（1）适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。
②.向上排空气法收集气体的装置（排空气法优缺点：干燥但不纯净）
适用情况：气体密度大于空气，且不与空气中的成分反应。
③.向下排空气法收集气体的装置
适用情况：气体密度小于空气，且不与空气中的成分反应。
课堂练习
1.（2018-2019东湖中学期中）如图所示为实验室常见气体的发生和收集装置，请回答下列问题：
（1）写出图中标号仪器的名称：a ；
（2）写出用AE装置组合制取氧气反应的表达式 ；（写文字表
达式或符号表达式均呆），实验过程中，有下列实验操作，其中正确的是 ；
A．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在水槽中
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．集满O2后，在水下盖上玻璃片然后将集气瓶移出水槽
D．停止加热时，先熄灭酒精灯，再从水槽中移出导气管
（3）如果用F装置收集氧气，检验氧气是否集满的方法是 ；
（4）硫化氢是一种密度大于空气，能溶于水的气体。实验室常用硫化亚铁（FeS）固体与稀硫酸
在常温下反应制取硫化氢气体，则制取该气体可以选择的装置是 。
2.（2018-2019年汉阳期中）根据下图回答问题。
（1）仪器a的名称为________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是________（填字母序号），反应的化学方程式为________。
（3）若要收集一瓶较纯净的氧气，你觉得选择装置________（填字母序号）更合适，你选择了该装置，实验完毕后是否进行验满________（填“是”或“否”）
（4）小明同学用高锰酸钾加热制取氧气，有如下操作步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装药品；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦连接装置。
其操作顺序正确的是 （ ）
A.⑦②③①④⑤⑥ B.①⑦③②⑤④⑥ C.⑤⑦③②①④⑥ D.⑦③①②④⑥⑤
3.（2018-2019年洪山期中）某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。
（1）甲同学选用如图所示的装置制取氧气。
①写出仪器B的名称________。
②甲同学选取二氧化锰和双氧水制取氧气时发现反应过于剧烈，这时可采取的操作是________________________________。
③实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是________________________。
（2）乙同学称取一定质量KMnO4放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O2，该反应的文字表达式为_____________________________。实验结束时，乙同学发现收集到的O2质量大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2；
猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2。
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想________（填Ⅰ或Ⅱ）错误。
②第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，K2MnO4中Mn元素的化合价为________；没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论，该组同学选择的实验方法是_________________________________。
4.（2018-2019年江岸期中）如图，某同学探究氧气的制取与性质实验。提示:过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气过程中伴随热量放出，气体从溶液出来会带出水蒸气
（1）制取并收集一瓶氧气用于做细铁丝然绕实验，验满时应将带火星的木条置于导管 （填“e”或“f”）处
（2）若用一定质量的高锰酸钾制取氧气并测定产生氧气的体积，则导管口连接的顺序为 。实验过程中下列说法正确的是 （填序号）。
①若读数时俯视量简读数，则测量结果偏大
②若未冷却就读数，会造成测量结果偏小
③要先用产生氧气排出管内空气，再连接装置
（3）某同学用如下装置探究石蜡的组成，用浓度为30%的过氧化氢溶液制取氧气并从左端通入点燃酒精加热，观察到石蜡燃烧，证明石蜡含有碳元素的证据是 　　　　　　　。实验结束并冷却后发现玻璃管管口处有水珠出现，不能足以证明石蜡含有氢元素的理由是 ，下图中空试管的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5.（2018-2019年武昌八校联考期中）某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究
（1）实验一：氧气的制取实验
①在如图所示的装置中，不能作为实验室用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置的是 （填序号）。
②把H装满水，用排水法收集氧气并测定氧气的体积，应在 端（填“a”或“b”）连接上一个量筒。
③检查B装置气密性的操作是：用止水夹夹住胶皮管，向长颈漏斗内加水，一段时间后，若 ，则装置气密性良好。
（2）实验二：探究制取氧气的适宜催化剂
实验方案如下：
Ⅰ．用二氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铬（Cr2O3）四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用如图所示装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如下：
①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因 。
②用含二氧化锰的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落的原因是 。
③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是 。
专题三、催化剂性质探究实验原理
1）催化剂是指在化学反应中能改变其它物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 2）催化剂具有“一变”和“两不变”的特点。
“一变”：a．改变其他物质的反应速率；
“两不变”：a．在化学反应前后，催化剂本身的质量不变；
b．在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
课堂练习
1.（2018-2019年华一光谷分校11月月考）为比较Fe3+和Cu2+对过氧化氢分解反应的催化效果，某同学设计了如下图所示的实验（FeCl3溶液、CuSO4溶液中都含有阴阳离子和水分子），有关实验有如下说法：
①过氧化氢中氧元素的化合价为-1价；
②若图1所示实验中反应速率为①＞②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好；
③实验中可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率；
④滴加FeCl3或CuSO4溶液后过氧化氢分解速率加快，则FeCl3或CuSO4是过氧化氢的催化剂
以上说法不正确的是（ ）
A．①② B．①④ C．②④ D．③④
2.（2018-2019年武昌七校10月联考）小军阅读课外资料得知：氯酸钾分解除了二氧化锰外，还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小军以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。
实验序号 氯酸钾质量 其他物质质量 待测数据 分解温度（℃）
① 1.2g 无 收集等量氧气所需时间（t1） 580
② 1.2g 氧化铜 0.5g 收集等量氧气所需时间（t2） 580
③ 1.2g 氧化铜 0.5g 收集等量氧气所需时间（t3） 370
④ 1.2g 二氧化锰 0.5g 收集等量氧气所需时间（t4） 370
（1）若实验②和实验①的“待测数据”t2　 　 t1（填＞、＜或﹦），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
（2）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量仍得到0.5g氧化铜，若要验证氧化铜是该反应的催化剂，还需验证氧化铜的　 　不变。
【预期结论】氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】（3）小军设计实验③和实验④对比的目的是　 　。
（4）若t3＜t1，通过实验③和实验①对比，　 　（填“能”或“不能”）说明氧化铜可以加快氯酸钾的分解速率。
3.实验室常用过氧化氢溶液和用二氧化锰作催化剂制取氧气．
【提出问题】二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用量对反应速率是否有影响？
【设计实验】（1）实验装置如图所示．
（2）实验记录：每次用30mL10%的过氧化氢溶液，采用不同量二氧化锰粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MnO2（g） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
待测数据
【分析】（1）写出该反应的符号表达式　　 ．
（2）上述实验应该测定的“待测数据”可能是　　 ．
（3）10次实验“每次用30mL 10%的过氧化氢溶液”的目的是　　 ．
（4）若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更　　 （填“大“或“小“），说明催化剂的用量越多，反应越快．
【实验与结果】经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异．
【结论】　 　．
【评价与反思】氧化铜是否也能用做过氧化氢溶液制取氧气的催化剂？如何设计实验验证．　 　．

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