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课时训练(十八)　氧气和二氧化碳的实验室制取
基础过关
1.(2023宁波)如图K18-1所示与氧气有关的实验操作,需要纠正的是 (　　)
图K18-1
2.(2024温州一模)有些实验操作的“先”与“后”决定了实验的成功和安全。如图K18-2所示加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中,先后操作正确的是 (　　)
图K18-2
A.先将试管固定好,再放置酒精灯的位置
B.先向试管中加高锰酸钾,后检查气密性
C.先将导管伸入集满水的集气瓶,后加热
D.先从水槽里将导管移出,后熄灭酒精灯
3.(2024杭州模拟)如图K18-3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 (　　)
图K18-3
A.图甲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.图乙中长颈漏斗下端要伸入液面下,是为了防止气体逸出
C.图丙装置可以测量CO2的体积,植物油是为了防止CO2气体溶于水
D.图丁中为了检验CO2,滴入的试剂为澄清石灰水
4.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中,通过加压与减压的交替循环,可以使分子筛重复使用。部分过程的示意图如图K18-4所示。
图K18-4
下列说法不正确的是 (　　)
A.变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
B.变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C.分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D.分子筛中发生的变化是物理变化
5.(2023绍兴)科学是一门以实验为基础的学科。如图K18-5A和B为实验室中常见的气体发生装置,请回答下列问题。
图K18-5
(1)仪器a的名称是　　　　　　　　。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气,发生装置应选择　　　　(选填“A”或“B”)。
(3)图C为过氧化氢分解的过程示意图,请将生成物的微观粒子模型补充完整。
6.(2024杭州拱墅二模)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K18-6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。
图K18-6
(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)请在如图丙所示的计泡器的虚线中补全导管;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
走进重高
7.(2023金华)某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图K18-7(一)为制氧杯实物图,图(二)为制氧杯内部结构剖面示意图,图(三)为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧,产生的氧气可以在剧烈运动后及时补氧,也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
(一)　　　　 　　(二)
[制氧剂]相关信息 制氧剂A的成分为2Na2CO3·3H2O2 制氧剂A放入水中后发生的反应: 2Na2CO3·3H2O22Na2CO3+3H2O2 制氧剂B的成分为MnO2
(三)
图K18-7
使用步骤
Ⅰ.取下杯盖,在甲杯中加入A、B两种制氧剂,再加入清水至相应水位;
Ⅱ.取下与杯盖相连的乙杯,在乙杯中加入适量清水,将乙杯装回杯盖的中央正下方;
Ⅲ.将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧,形成一个如图(一)所示的整体;
Ⅳ.待出气孔②处有氧气逸出时,通过医用导气管供人呼吸补氧。
回答下列问题。
(1)在乙杯中加入清水的作用是 　 。
(2)在甲杯中加入清水至相应水位,清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外,还具有的作用是　 。
(3)请运用所学知识,并结合以上信息,解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因: 　。
【参考答案】
1.A　[解析]该装置中长颈漏斗下端管口没有伸入液面以下,会导致生成的氧气由长颈漏斗逸出,应将长颈漏斗下端管口伸入液面以下;氧气不易溶于水且不与水反应,可用排水法收集氧气;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,可将带火星的木条伸入集气瓶中检验气体是否为氧气;水能吸收二氧化硫,在做硫在氧气中燃烧实验时,在集气瓶底部加少量水,可防止生成的二氧化硫逸散到空气中造成污染。
2.D　[解析]实验室制取气体时,组装好装置后,应在向试管中装入试剂前检查装置的气密性,然后再装入试剂,以避免装入试剂后发现装置气密性不好,更换部分仪器而浪费试剂。
3.A　[解析]图甲中推动注射器时,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;图乙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;二氧化碳能溶于水,所以图丙装置可以测量CO2的体积,植物油是为了防止CO2气体溶解在水中;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,所以图丁中为了检验CO2,滴入的试剂为澄清石灰水。
4.B
5.(1)分液漏斗　(2)B
(3)如图所示
[解析](1)由图可知,a是分液漏斗。(2)实验室用过氧化氢制取氧气,该反应不需要加热,应选择固液常温型发生装置B。(3)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水,该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,故生成物的微观粒子模型为。
6.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)如图所示
　③
(3)优秀,因为反应安全可控,气体能直接排出且速度可以观测
[解析](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+2HClCaCl2+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。(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;采用了计泡器装置,故气体能直接排出且速度可以观测。故评价等级为优秀。
7.(1)通过观察产生气泡的速率判断供氧的快慢,润湿氧气
(2)控制氧气产生的速率
(3)过氧化氢分解会产生氧气;二氧化锰是该反应的催化剂,能加快过氧化氢的分解;气体增多使甲杯内上方的压强增大,大于外界大气压(合理即可)

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