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氧气与二氧化碳实验探究、计算
一．选择题（共6小题）
1．某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定量该气体按如图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收），结果装置①中无明显变化，装置③增重1.8g，装置④增重2.2g。下列关于气体X成分的分析中，不正确的是（　　）
A．原气体中一定含有碳元素和氢元素 B．可能只有甲烷
C．可能只含有甲烷和氢气 D．可能只含有氢气和一氧化碳
2．如图所示：若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红。则甲瓶中所盛的试剂可能是（　　）
①浓硫酸； ②饱和的氯化钠溶液； ③浓氢氧化钠溶液
A．只有① B．只有② C．①② D．①③
3．如图所示实验中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明密度大于空气且能与水反应的现象是（　　）
A．①变红，③不变红 B．④比①先变红，②、③不红
C．①④变红，③不变红 D．④变红，③不变红
4．烧杯中分别盛有两种溶质不同的无色溶液，小木块上各有一支燃着的蜡烛，向甲烧杯撒入白色粉末X后，发现烧杯中蜡烛会熄灭，向乙烧杯中撒入黑色粉末Y后，则发现烧杯中蜡烛燃烧更旺．根据所学知识推测，X、Y分别是（　　）
A．X：Al（OH）3 Y：C B．X：Mg Y：CuO
C．X：Na2CO3 Y：MnO2 D．X：CaCO3 Y：Fe3O4
5．山茶油是一种绿色保健食品，其主要成分是柠檬醛，现从山茶油中提取7.6g柠檬醛，使其在氧气中完全燃烧，生成22g二氧化碳和7.2克水，则柠檬醛中（　　）
A．一定含碳、氢、氧元素 B．只含碳、氢元素
C．一定含碳、氢元素，可能含有氧元素 D．碳、氢、氧元素的原子个数比为10：8：1
6．下列图象表示一定质量的高锰酸钾固体受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。
（1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 　 　。
（2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水。可燃空气的名称是 　 　。
（3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3三者应满足的关系是 　 　。
8．已知盐酸是HCl气体溶于水所形成的溶液，在实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验中，如果用浓盐酸代替稀盐酸，并将产生的气体通入澄清的石灰水，往往看不到溶液变浑浊的现象．现有一同学用下列装置进行实验，却看到澄清石灰水变浑浊的现象．
回答下列问题：
（1）A装置中发生反应的化学方程式为　 　．
（2）B装置的作用是　 　，实验后向B中滴入石蕊溶液，可看到的现象是　 　，写出B中所有溶质的化学式　 　．
（3）如果去掉B装置，将A、C直接连接，则C装置中可能发生反应的化学方程式是　 　．
9．利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小科将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m1，加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为m2，已知常温常压下氧气密度为ρ，据此请回答：
（1）实验时，当导管口 　 　收集气体（选填字母）。
A.连续均匀冒气泡时 B.有气泡产生时
（2）写出高锰酸钾受热分解的化学方程式 　 　。
（3）根据实验数据计算发现：m1 m2≠ρV，与质量守恒定律不符。某同学认为造成这一实验结果的原因可能是试管中高锰酸钾没有完全分解。他的猜想合理吗？　 　（选填“合理”或“不合理”）
10．为了测定某石灰石样品的组成，某化学兴趣小组的同学进行了以下实验，取四份相同质量的样品分别放入四个等质量的烧杯中，然后分别加入稀盐酸（杂质不与盐酸反应），充分反应后用天平称量，记录实验数据如下：
试验次序 第1次 第2次 第3次 第4次
所取样品的质量/g 25.0 25.0 25.0 25.0
加入稀盐酸的质量/g 50.0 100.0 150.0 200.0
反应后烧杯中物质的总质量/g 72.5 120.0 167.5 216.2
请回答下列问题并计算：
（1）经分析，在第1次实验结束后，反应物　 　完全反应完了（填化学式）。
（2）25.0g样品与足量稀盐酸反应最多能生成气体　 　 g。
（3）计算样品中碳酸钙的质量分数（写出具体计算过程）。
（4）请在图中画出第四次试验中加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系（标注必要的数值）。
11．小柯为了研究用向上排气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
（1）小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到 　 　为氧气集满的标准。
（2）以上两种方法中 　 　法收集到的氧气更纯净。
（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 　 　。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
（4）将铁丝在氧气中燃烧，写出反应符号表达式 　 　。证明铁丝发生反应依据是 　 　，实验结束后集气瓶炸裂的原因 　 　。
12．“化学反应条件的控制是实验灵魂”．某校化学兴趣小组在老师指导下，探究了“影响过氧化氢分解速度的因素”．请你回答下列问题．
（1）取两支大试管，分别倒入适量的5%、10%的过氧化氢溶液，再加入等量的二氧化锰，各收集一小试管气体，发现浓度大的先收集满．该操作过程中合理的排列顺序　 　．（选填序号）
①检验装置的气密性 ②旋紧连有导管的单孔塞
③将水槽中待收集气体的小试管注满水 ④有连续稳定气泡再排水集气
⑤向大试管内倒入适量过氧化氢溶液再加入少许二氧化锰粉末
（2）取a、b两支试管加入等体积5%的过氧化氢溶液，再分别加入少许二氧化锰粉末、氧化铜（CuO）粉末，发现a 中比b中产生气泡多且快．随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内，发现a中火星复燃，b中火星仅发亮但不复燃．由此得出影响过氧化氢溶液分解的因素是　 　．
（3）某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解的催化剂？”实验步骤和现象如下：
①他分别向两支试管中加入等质量等浓度的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快．
②将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干．
③用烘干后的固体重复步骤①的实验，现象与步骤①完全相同．
试回答：步骤①中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有　 　（填字母）．步骤③的实验目的是　 　．该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来　 　．
13．小明为了探究影响过氧化氢分解速度的条件，用如图所示装置进行如下实验。
①取2套相同的装置，分别记为A、B，检查装置气密性。
②在A、B装置的锥形瓶中各加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，迅速塞紧塞子，A装置用恒温装置加热锥形瓶；在B装置里加入MnO2，不加热。
③在A、B装置里换用溶质质量分数分别为10%、15%、30%的过氧化氢溶液，重复步骤②，记录收集150毫升氧气所需的时间（分），数据如表。
30%H2O2溶液 15%H2O2溶液 10%H2O2溶液 5%H2O2溶液
无MnO2，加热 6 8 9 10
加MnO2，不加热 反应剧烈 反应剧烈 0.5 1.5
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：　 　。
（2）根据实验数据，结合实际情况，你认为实验室制取氧气应选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为 　 　。
（3）根据实验现象小明得出MnO2是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，老师认为小明的结论不够严密，还需通过实验补充的证据是：　 　。
四．计算题（共1小题）
14．某化学兴趣小组为测定大理石中碳酸钙的含量，进行如图1所示实验：
将过量的稀盐酸加入到20 g大理石中（其他成分不与盐酸反应），把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收，同时测量C瓶烧碱溶液增加的质量，结果如下表所示：
时间/分 0 2 4 6 8 10 12
C增加质量/g 0 3.0 5.0 6.0 6.6 x 6.6
（1）上表中，第10分钟时，x＝　 　。
（2）计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。（要写计算过程）
（3）请在如图的坐标纸上，以时间为横坐标，以产生CO2气体的质量为纵坐标，画出能够表明产生气体的质量随时间变化规律的关系曲线。
（4）B中所装药品为碳酸氢钠溶液，作用是吸收挥发出的HCl气体，该装置使测量结果 　 　（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。
五．科学探究题（共1小题）
15．小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1克苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6毫升），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是 　 　。（例举一个）
（2）本实验可得出的结论是 　 　。
（3）若用20毫升5%的过氧化氢溶液与6克苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是 　 　秒。
氧气与二氧化碳实验探究、计算
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定量该气体按如图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收），结果装置①中无明显变化，装置③增重1.8g，装置④增重2.2g。下列关于气体X成分的分析中，不正确的是（　　）
A．原气体中一定含有碳元素和氢元素
B．可能只有甲烷
C．可能只含有甲烷和氢气
D．可能只含有氢气和一氧化碳
【分析】根据各装置的作用进行分析，①装置可以检验是否含有二氧化碳，碱石灰能吸收水分和酸性气体，浓硫酸是用来吸收水分的，氢氧化钠溶液用来吸收二氧化碳。装置①中无明显变化，排除了CO2；装置③增重1.8 g，说明生成了1.8g水；装置④增重2.2 g，说明生成了2.2g二氧化碳；根据水和二氧化碳的质量可计算出碳、氢元素的质量比，进而可以确定气体X的组成。
【解答】解：气体X通过澄清石灰水时无明显变化，说明一定不含二氧化碳；该气体燃烧后生成水和二氧化碳，装置③增重1.8 g，说明生成了1.8g水，1.8g水中氢元素的质量为：1.8g××100%＝0.2g；装置④增重2.2 g，说明生成了2.2g二氧化碳，碳元素的质量为2.2g××100%＝0.6g，气体X中C：H＝0.6g：0.2g＝3：1；CH4中C：H＝12：4＝3：1，故X的组成可能是①只有甲烷，②可能含有氢气和一氧化碳，③可能同时含有甲烷、氢气和一氧化碳（本情况违背题干“一种或者两种的前提”，排除。观察选项，只有选项C符合题意。
故选：C。
【点评】气体燃烧产生了水蒸气和二氧化碳，说明该气体中既含有氢元素，也含有碳元素。但我们在确定气体的组成时，还要根据碳氢的质量比来确定混合气体的组成。
2．如图所示：若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；若关闭Ⅰ阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红。则甲瓶中所盛的试剂可能是（　　）
①浓硫酸；
②饱和的氯化钠溶液；
③浓氢氧化钠溶液
A．只有① B．只有② C．①② D．①③
【分析】根据二氧化碳能与水化合生成了碳酸，碳酸能紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；使若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的二氧化碳气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，可能有两种情况：一是二氧化碳在甲中被干燥，二是二氧化碳被吸收。
【解答】解：由图是可知，若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红，是由于二氧化碳能与水化合生成了碳酸，碳酸能使紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；
若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的二氧化碳气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，再通入这种气体，干燥紫色小花变红，则：
①二氧化碳经过浓硫酸被干燥，干燥的二氧化碳气体不能使干燥紫色小花不变红，故①正确；
②通过饱和NaCl溶液后，潮湿的二氧化碳气，能够生成碳酸，碳酸使燥紫色小花变红，故②错误；
③二氧化碳通过NaOH溶液被吸收，气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，故③正确。
故选：D。
【点评】本题考查二氧化碳的化学性质，题目难度不大，本题注意把握实验原理的探讨，根据实验现象判断可能发生的反应
3．如图所示实验中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明密度大于空气且能与水反应的现象是（　　）
A．①变红，③不变红 B．④比①先变红，②、③不红
C．①④变红，③不变红 D．④变红，③不变红
【分析】题意，图中①④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。根据二氧化碳能和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液变红色，进行分析解答。
【解答】解：①④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。二氧化碳不能使石蕊变色，用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球②③都不变色，说明二氧化碳不能与石蕊反应；①④变红，是因为二氧化碳和水发生了化学反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液变红色，说明二氧化碳与水发生了反应。④比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气的大。
故选：B。
【点评】本题难度不大，掌握二氧化碳的化学性质、物理性质并能灵活运用是正确解答本题的关键，要注意是碳酸使石蕊溶液变红色。
4．烧杯中分别盛有两种溶质不同的无色溶液，小木块上各有一支燃着的蜡烛，向甲烧杯撒入白色粉末X后，发现烧杯中蜡烛会熄灭，向乙烧杯中撒入黑色粉末Y后，则发现烧杯中蜡烛燃烧更旺．根据所学知识推测，X、Y分别是（　　）
A．X：Al（OH）3 Y：C B．X：Mg Y：CuO
C．X：Na2CO3 Y：MnO2 D．X：CaCO3 Y：Fe3O4
【分析】把“向甲烧杯撒入白色粉末X后，发现烧杯中蜡烛会熄灭，向乙烧杯中撒入黑色粉末Y后，则发现烧杯中蜡烛燃烧更旺．”作为本题的突破口．蜡烛会熄灭的烧杯内可能生成的二氧化碳气体；蜡烛燃烧更旺的烧杯内可能有氧气生成．又知X是白色粉末，Y是黑色粉末，即可确定X、Y分别是什么物质．
【解答】解：我们常见的物质中，白色粉末碳酸钠或碳酸钙可以与无色溶液稀盐酸反应生成不支持燃烧的二氧化碳气体；黑色粉末二氧化锰可以与无色溶液过氧化氢反应生成助燃的氧气。所以XY分别是Na2CO3、MnO2。
A、如果X：Al（OH）3 Y：C，不会生成二氧化碳和氧气，就不能出现相应的现象，故错误；
B、如果X：Mg Y：CuO，不会出现相应的现象，故错误；
C、如果X：Na2CO3 Y：MnO2，则甲中会生成二氧化碳，乙会生产氧气，符合甲、乙中所出现的现象，故正确；
D、如果X：CaCO3 Y：Fe3O4，则甲中会生成二氧化碳，而Fe3O4不会出现相应的现象，故错误。
故选：C。
【点评】本题通过实验现象考查物质的推断，要求同学们对所学过的物质的性质做到心中有数方可做好此题．
5．山茶油是一种绿色保健食品，其主要成分是柠檬醛，现从山茶油中提取7.6g柠檬醛，使其在氧气中完全燃烧，生成22g二氧化碳和7.2克水，则柠檬醛中（　　）
A．一定含碳、氢、氧元素
B．只含碳、氢元素
C．一定含碳、氢元素，可能含有氧元素
D．碳、氢、氧元素的原子个数比为10：8：1
【分析】从山茶油中提取7.6g柠檬醛，使其在氧气中完全燃烧，生成22g二氧化碳和7.2g水，则可求二氧化碳中的碳元素的质量、水中氢元素的质量，则可判断柠檬醛的元素组成．
【解答】解：根据22g二氧化碳中碳元素的质量为：22×100%＝6克，7.2g水中氢元素的质量为：7.2×100%＝0.8克。则0.8+6＝6.8克＜7.6g，则柠檬醛中一定还含有氧元素。故柠檬酸的元素组成：一定含有碳、氢、氧元素。
故选：A。
【点评】本题是运用化学中的基本思想质量守恒思想，学会进行化合物中某元素的质量计算．
6．下列图象表示一定质量的高锰酸钾固体受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】A．根据反应过程中二氧化锰的质量逐渐增加进行分析；
B．根据高锰酸钾分解生成氧气需要一定的温度进行分析；
C．根据反应生成的锰酸钾和二氧化锰都是固体进行分析；
D．根据反应前后锰的质量不变，固体的质量减少进行分析。
【解答】解：A．在高锰酸钾制取氧气的反应中，二氧化锰是生成物，其质量不断增加，直至高锰酸钾完全反应，故A错误；
B．在达到高锰酸钾分解的温度后，生成氧气不断增加，直至高锰酸钾完全反应，故B正确；
C．反应后生成锰酸钾和二氧化锰，固体的质量不可能为0，故C错误；
D．锰元素的质量分数一开始就是个定值，而不是一开始为0，加热一段时间后锰元素的质量分数增加，以致反应结束后不变，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握化学反应前后物质的质量变化是解决本题的关键。
二．填空题（共2小题）
7．1783年，拉瓦锡利用如图装置探究水的组成：往A杯中滴加少量的水，水通过灼热的铁管时发生汽化，水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，将气体通过放在冷水中的铜管，在B装置中收集到纯净的可燃空气。最终，拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。
（1）将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去 　水蒸气　。
（2）将B装置收集到的可燃空气在氧气中点燃，生成了水。可燃空气的名称是 　氢气　。
（3）若该实验中生成的黑色固体质量为m1，可燃空气的质量为m2，可燃空气完全燃烧生成水的质量为m3，如果水是由“氧元素”和“可燃空气元素”组成的，则m1、m2、m3三者应满足的关系是 　m1+m2＝m3　。
【分析】（1）根据实验的目的分析；
（2）根据质量守恒定律分析；
（3）根据质量守恒定律结合题目中的数据分析。
【解答】解：（1）根据水蒸气与灼热的铁反应，生成了一种黑色固体（Fe3O4）和“可燃空气”，由于与水蒸气反应，故生成的气体不纯，实验的过程B装置中收集到纯净的可燃空气，因此将气体通过放在冷水中的铜管，目的是除去水蒸气；故填：水蒸气；
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后元素的种类不变，铁与水蒸气反应前有铁、氢和氧元素三种元素，生成四氧化三铁中有铁和氧两种元素，且气体具有可燃性，因此可燃空气的名称是氢气；故填：氢气；
（3）根据质量守恒定律，黑色固体中氧元素的质量与可燃空气的质量之和为生成水的质量，即×100%×m1+m2＝m3；化简得：m1+m2＝m3；故填：m1+m2＝m3。
【点评】本题难度不大，结合质量守恒定律是正确解答本题的关键。
8．已知盐酸是HCl气体溶于水所形成的溶液，在实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验中，如果用浓盐酸代替稀盐酸，并将产生的气体通入澄清的石灰水，往往看不到溶液变浑浊的现象．现有一同学用下列装置进行实验，却看到澄清石灰水变浑浊的现象．
回答下列问题：
（1）A装置中发生反应的化学方程式为　CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑　．
（2）B装置的作用是　吸收挥发出的氯化氢气体　，实验后向B中滴入石蕊溶液，可看到的现象是　石蕊溶液变红　，写出B中所有溶质的化学式　CO2、HCl、H2CO3　．
（3）如果去掉B装置，将A、C直接连接，则C装置中可能发生反应的化学方程式是　Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O　．
【分析】（1）根据盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行解答；
（2）根据浓盐酸具有挥发性以及氯化氢气体溶于水进行解答；
（3）根据浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水和澄清石灰水反应进行解答．
【解答】解：（1）盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；故填：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）浓盐酸具有挥发性以及氯化氢气体溶于水，所以B装置的作用是吸收挥发出的氯化氢气体；氯化氢气体溶于水显酸性，二氧化碳和水反应生成碳酸也呈酸性，所以实验后向B中滴入石蕊溶液，可看到的现象是石蕊溶液变红；B中所有溶质有二氧化碳、氯化氢和碳酸，化学式分别为CO2、HCl、H2CO3；故填：吸收挥发出的氯化氢气体；石蕊溶液变红；CO2、HCl、H2CO3；
（3）浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水和澄清石灰水反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O．故填：Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O．
【点评】了解实验数据处理或者误差分析的探究方法；掌握二氧化碳和酸的化学性质．
三．解答题（共5小题）
9．利用加热高锰酸钾的方法，验证化学反应中质量守恒定律。如图，小科将适量高锰酸钾装入试管，塞入一团棉花并测出试管、棉花与药品的总质量为m1，加热使之充分反应后，测得量筒中气体体积为V，再次测得反应装置与物质总质量为m2，已知常温常压下氧气密度为ρ，据此请回答：
（1）实验时，当导管口 　B　收集气体（选填字母）。
A.连续均匀冒气泡时
B.有气泡产生时
（2）写出高锰酸钾受热分解的化学方程式 　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑　。
（3）根据实验数据计算发现：m1 m2≠ρV，与质量守恒定律不符。某同学认为造成这一实验结果的原因可能是试管中高锰酸钾没有完全分解。他的猜想合理吗？　不合理　（选填“合理”或“不合理”）
【分析】根据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、总个数不变来分析。
【解答】解：（1）该实验是为了验证质量守恒定律，所以实验时，当导管口有气泡产生时收集气体，以免气体逸散导致实验失败。
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（3）某同学认为造成这一实验结果的原因可能是试管中高锰酸钾没有完全分解。他的猜想不合理，因为试管中高锰酸钾没有完全分解时，也能够验证质量守恒定律。
故答案为：
（1）B；
（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（3）不合理。
【点评】本题主要考查质量守恒定律的应用，明确化学反应前后元素的种类不变，原子的种类、数目不变，是书写化学方程式、判断物质的化学式、进行相关方面计算的基础。
10．为了测定某石灰石样品的组成，某化学兴趣小组的同学进行了以下实验，取四份相同质量的样品分别放入四个等质量的烧杯中，然后分别加入稀盐酸（杂质不与盐酸反应），充分反应后用天平称量，记录实验数据如下：
试验次序 第1次 第2次 第3次 第4次
所取样品的质量/g 25.0 25.0 25.0 25.0
加入稀盐酸的质量/g 50.0 100.0 150.0 200.0
反应后烧杯中物质的总质量/g 72.5 120.0 167.5 216.2
请回答下列问题并计算：
（1）经分析，在第1次实验结束后，反应物　HCl　完全反应完了（填化学式）。
（2）25.0g样品与足量稀盐酸反应最多能生成气体　8.8　 g。
（3）计算样品中碳酸钙的质量分数（写出具体计算过程）。
（4）请在图中画出第四次试验中加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系（标注必要的数值）。
【分析】（1）根据表格中提供的信息进行分析；
（2）根据质量守恒定律进行计算；
（3）根据二氧化碳的质量和化学方程式计算碳酸钙质量，然后再计算样品中碳酸钙的质量分数；
（4）根据相应的数据画出第四次试验中加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系。
【解答】解：（1）有题目给出的信息可知：第1次加入50.0g盐酸，生成二氧化碳气体的质量为25.0g+50.0g﹣72.5g＝2.5g、第2次加入 100.0g盐酸，生成二氧化碳气体的质量为25.0g+100.0g﹣120.0g＝5.0g，说明每消耗50.0g盐酸生成二氧化碳气体的质量为2.5g，第3次加入 150.0g盐酸，生成二氧化碳气体的质量为25.0g+150.0g﹣167.5g＝7.5g，第4次加入 200.0g盐酸，生成二氧化碳气体的质量为25.0g+200.0g﹣216.2g＝8.8g，说明第1、2、3次盐酸完全反应，第4次酸有剩余，碳酸钙全部反应，故答案为：HCl；
（2）根据（1）中分析25.0g样品与足量稀盐酸反应最多能生成气体8.8g；故答案为：8.8；
（3）设25.0g样品中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 8.8g
x＝20.0g
样品中碳酸钙的质量分数：×100%＝80.0%
答：样品中锌的质量分数为80.0%；
（4）每消耗50.0g盐酸生成二氧化碳气体的质量为2.5g，设生成8.8g二氧化碳时需要盐酸的质量为y
y＝176g
所以第四次试验中加入稀盐酸的质量与生成气体的质量的变化关系图为：。
故答案为：
（1）HCl；
（2）8.8；
（3）80%；
（4）。
【点评】本考点是有关化学方程式的计算题，属于表格型计算题。近几年的中考计算题，题型多样，主要有表格题、图象题、标签题、图象和表格相联系的综合题以及与文字叙述题等，从不同的方面考查了学生的识图能力、分析能力和计算能力。同学们要认真把握。
11．小柯为了研究用向上排气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
（1）小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到 　当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时　为氧气集满的标准。
（2）以上两种方法中 　排水　法收集到的氧气更纯净。
（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 　ACD　。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
（4）将铁丝在氧气中燃烧，写出反应符号表达式 　Fe+O2Fe3O4　。证明铁丝发生反应依据是 　生成黑色固体　，实验结束后集气瓶炸裂的原因 　燃着的铁丝碰到集气瓶内壁或离集气瓶内壁太近　。
【分析】（1）根据用排水法收集氧气时氧气集满的标准进行分析；
（2）根据用排水法收集的气体比较纯净进行分析；
（3）根据向上排空气法收集氧气时的注意事项进行分析；
（4）根据化学反应的原理、化学变化的特征等来分析。
【解答】解：（1）用排水法收集氧气时，当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时，说明该瓶内的气体已集满；
故答案为：当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净，由以上信息中也可得到同样结论；
故答案为：排水；
（3）用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多，如：氧气密度只是略大于空气，很容易出现排不净空气或少量混合的情况；当用带火星木条验满复燃时，只能说明瓶中的氧气浓度大，不能说明集气瓶内一点空气也没有；在收集氧气时，氧气与空气可能进行少量的扩散混合，这些都会造成氧气浓度的减小；而加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右的说法是错误的；
故答案为：ACD；
（4）铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，生成黑色固体说明发生了化学变化，符号表达式为：Fe+O2Fe3O4；铁丝在氧气中燃烧的生成物温度很高，实验结束后集气瓶炸裂的原因燃着的铁丝碰到集气瓶内壁或离集气瓶内壁太近；
故答案为：Fe+O2Fe3O4；生成黑色固体；燃着的铁丝碰到集气瓶内壁或离集气瓶内壁太近。
【点评】本考点主要考查了气体的收集与验满，同时也考查了收集与验满的和注意事项等，综合性比较强。
12．“化学反应条件的控制是实验灵魂”．某校化学兴趣小组在老师指导下，探究了“影响过氧化氢分解速度的因素”．请你回答下列问题．
（1）取两支大试管，分别倒入适量的5%、10%的过氧化氢溶液，再加入等量的二氧化锰，各收集一小试管气体，发现浓度大的先收集满．该操作过程中合理的排列顺序　①③⑤②④（或③①⑤②④）　．（选填序号）
①检验装置的气密性 ②旋紧连有导管的单孔塞
③将水槽中待收集气体的小试管注满水 ④有连续稳定气泡再排水集气
⑤向大试管内倒入适量过氧化氢溶液再加入少许二氧化锰粉末
（2）取a、b两支试管加入等体积5%的过氧化氢溶液，再分别加入少许二氧化锰粉末、氧化铜（CuO）粉末，发现a 中比b中产生气泡多且快．随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内，发现a中火星复燃，b中火星仅发亮但不复燃．由此得出影响过氧化氢溶液分解的因素是　催化剂种类　．
（3）某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解的催化剂？”实验步骤和现象如下：
①他分别向两支试管中加入等质量等浓度的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快．
②将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干．
③用烘干后的固体重复步骤①的实验，现象与步骤①完全相同．
试回答：步骤①中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有　def　（填字母）．步骤③的实验目的是　证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变　．该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来　实验开始没有称量红砖粉末的质量　．
【分析】（1）根据用双氧水制取氧气装置的连接顺序回答，注意要先检查气密性，再装药品；
（2）控制实验条件作对比实验，催化剂的种类和实验结果的对应关系；
（3）根据催化剂的概念进行分析．
【解答】解：（1）操作过程中合理的排列顺序是：①检验装置的气密性．③将水槽中待收集气体的小试管注满水．⑤向大试管内倒入适量双氧水再加入少许MnO2粉末．②旋紧连有导管的单孔塞．④有连续稳定气泡再排水集气（①③颠倒也可以）；
（2）在实验条件中只有催化剂不同，对应的反应速率不同．得到影响反应速率的是催化剂种类；
（3）要将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，除了试管还要用到def三种仪器；催化剂是在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，从实验①中可看出红砖粉改变了过氧化氢分解的速度，实验②是用来检验红砖粉在反应前后的质量有没有发生变化，而该同学只称量了反应后红砖粉的质量，并没有称量反应前红砖粉的质量，实验③是用来证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变．
故答案为：（1）①③⑤②④（或③①⑤②④）；
（2）催化剂种类；
（3）def；证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变；实验开始没有称量红砖粉末的质量．
【点评】本题考查了学生对H2O2制取氧气实验的操作过程的掌握情况，同时又利用控制实验条件观察影响反应速率的因素，操作了对比实验，在分析实验数据的基础上得到正确结论，是对学生分析能力的考查．
13．小明为了探究影响过氧化氢分解速度的条件，用如图所示装置进行如下实验。
①取2套相同的装置，分别记为A、B，检查装置气密性。
②在A、B装置的锥形瓶中各加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，迅速塞紧塞子，A装置用恒温装置加热锥形瓶；在B装置里加入MnO2，不加热。
③在A、B装置里换用溶质质量分数分别为10%、15%、30%的过氧化氢溶液，重复步骤②，记录收集150毫升氧气所需的时间（分），数据如表。
30%H2O2溶液 15%H2O2溶液 10%H2O2溶液 5%H2O2溶液
无MnO2，加热 6 8 9 10
加MnO2，不加热 反应剧烈 反应剧烈 0.5 1.5
（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：　用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气　。
（2）根据实验数据，结合实际情况，你认为实验室制取氧气应选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为 　5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰　。
（3）根据实验现象小明得出MnO2是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，老师认为小明的结论不够严密，还需通过实验补充的证据是：　验证反应前后质量和化学性质不变　。
【分析】（1）根据检查装置气密性方法分析；
（2）根据表格数据分析；
（3）根据催化剂概念分析。
【解答】解：（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是关闭分液漏斗活塞，将导管伸入水中，用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气；
（2）由表格数据可知，加热不加催化剂与不加热，加催化剂比较，加催化剂反应速率较快，且节约能源，加催化剂情况下，浓度越大，反应速率越快，但反应太快，不容易收集，故选5%的过氧化氢溶液，反应适中，故选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰；
（3）催化剂能改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变；故还需通过实验补充的证据是验证反应前后质量和化学性质不变。
故答案为：
（1）用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气；
（2）5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰；
（3）验证反应前后质量和化学性质不变。
【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、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
四．计算题（共1小题）
14．某化学兴趣小组为测定大理石中碳酸钙的含量，进行如图1所示实验：
将过量的稀盐酸加入到20 g大理石中（其他成分不与盐酸反应），把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收，同时测量C瓶烧碱溶液增加的质量，结果如下表所示：
时间/分 0 2 4 6 8 10 12
C增加质量/g 0 3.0 5.0 6.0 6.6 x 6.6
（1）上表中，第10分钟时，x＝　6.6　。
（2）计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。（要写计算过程）
（3）请在如图的坐标纸上，以时间为横坐标，以产生CO2气体的质量为纵坐标，画出能够表明产生气体的质量随时间变化规律的关系曲线。
（4）B中所装药品为碳酸氢钠溶液，作用是吸收挥发出的HCl气体，该装置使测量结果 　偏大　（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。
【分析】由表可以看出生成二氧化碳的最大量为6.6g，在第8分钟和第12分钟时均为6.6g，则第10分钟也为6.6．根据二氧化碳的生成量和对应的碳酸钙和盐酸反应的化学方程式求算碳酸钙的质量，进而结合给出的时间表绘制出生成的气体的质量和时间的关系图。碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳，导致烧碱吸收的二氧化碳的量增加，所以对测量结果有影响是偏大。
【解答】解：（1）由表可以看出生成二氧化碳的最大量为6.6g，在第8分钟和第12分钟时均为6.6g，则第10分钟也为6.6。
（2）设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
所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%＝75%。
（3）根据表中给出的时间和气体的质量绘制图如下：
（4）由于碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳，导致烧碱吸收的二氧化碳大于碳酸钙和盐酸反应所生成的二氧化碳，进而导致测得的碳酸钙的质量分数偏大。
故答案为：（1）6.6；
（2）样品中碳酸钙的质量分数为75%
（3）见上图；（4）偏大
【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。
五．科学探究题（共1小题）
15．小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1克苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6毫升），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是 　温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大　。（例举一个）
（2）本实验可得出的结论是 　过氧化氢溶液用量一定时，其分解速率随苹果质量的增大而增大，且增大越来越慢　。
（3）若用20毫升5%的过氧化氢溶液与6克苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是 　100　秒。
【分析】（1）根据温度影响内部气体体积分析回答此题；
（2）根据实验现象总结实验结论；
（3）根据题目信息分析回答此题。
【解答】解：（1）过氧化氢分解会生成氧气，气体受热后温度升高发生碰撞，体积变大，因此液滴移动速度会变快，所以需要保持温度不变；
故答案为：温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大。
（2）根据图乙中信息可以看出，在一定量的过氧化氢溶液中，加入苹果的质量越大，产生氧气的速率越快，但是苹果质量增加到一定程度，速率增大幅度变小，说明增大越来越慢；
故答案为：过氧化氢溶液用量一定时，其分解速率随苹果质量的增大而增大，且增大越来越慢。
（3）此时加入苹果为6克，说明分解速率可达0.04毫升/秒，若不改变反应物的量，此时收集6毫升氧气需要的时间为150秒，而此时加入反应物量变大，因此也会提高反应速率，可以把20ml，6g苹果看成2份10ml，3g苹果的组合，因此反应速率是它的两倍，为0.06ml/s，收集6ml气体总时间为100s；
故答案为：100。
【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。
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