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人教版初中化学九年级上册期末专题复习专题十 制取气体的反应原理的探究（B卷）
一、选择题
1．（人教版化学九年级上册第六单元课题2二氧化碳制取的研究同步练习）利用如图所示装置，能完成实验室制取气体的是（　　）
A．用①③制取氧气 B．用②③制取二氧化碳
C．用②④制取氧气 D．用①⑤制取二氧化碳
2．（2023九上·东湖月考）潜水艇里需要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是
A．高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．水氢气＋氧气
C．过氧化钠＋二氧化碳碳酸钠＋氧气
D．过氧化氢水＋氧气
3．（2018九上·益阳期中）实验室加热氯酸钾和加热高锰酸钾制取氧气，两者的相同点是（）
A．都生成了两种物质 B．都使用二氧化锰作催化剂
C．都发生了化合反应 D．都发生分解反应
4．（2018九上·镇江月考）下列关于实验操作中先后顺序的叙述错误的是（　　）
A．用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量
B．检查装置气密性时，先用手捂住试管一会儿，再将导管伸入烧杯内水中
C．使用胶头滴管吸取液体时，先将胶头滴管伸入液体中，后挤压胶头吸入液体。
D．制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品
5．（2018九上·武威月考）下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是(　　)
A．高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．过氧化钠＋二氧化碳→碳酸钠＋氧气
C．分离液态空气
D．过氧化氢 水＋氧气
6．（2019九上·黄石港期中）实验室制取氧气时，必须满足的条件是（）
A．必须使用催化剂
B．必须用含氧元素的物质作反应物
C．必须加热
D．必须用排水法收集
7．（2017九上·滦南期中）利用下图所示装置，能完成实验室制取气体的是（　　）
A．用①③制取氧气 B．用②③制取二氧化碳
C．用②④制取氧气 D．用①⑤制取二氧化碳
8．（2019九上·牡丹江期中）从安全、节能、环保和简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．（2019九上·盐城月考）工业上可用二氧化硫制取氢气，流程如下图。下列有关说法错误的是（　　）
A．采用该流程可减少二氧化硫对大气的污染
B．膜反应器中反应为：2HI=H2+I2
C．分离器中分离出的副产品是硫酸
D．生产流程中能被循环利用的物质是I2
10．（2020九上·寿光期末）质量相等的两份氯酸钾a和b，a中再加少量二氧化锰，b中再加入少量高锰酸钾，将药品分别加热到完全反应，则收集到氧气的质量随加热时间变化的图象如下，其中相对正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、综合题
11．（2023九上·无为期中）实验室常用如图装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。
（1）写出仪器名称：a　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，写出该反应的文字表达式：　 　；该反应属于　 　（填基本反应类型）。
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的氧气时，选用的发生和收集装置是　 　（填字母），若用F装置收集O2气体，则气体从导管　 　（填“c”或“d”）端通入。
12．（2021九上·涡阳期末）某化学兴趣小组对二氧化碳的制取原理进行了如下探究：
（1）（一）能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗？
描述图1所示的木炭在氧气瓶中的燃烧现象：　 　。
（2）能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳吗？写出你的分析：　 　。
（3）（二）探究碳酸钙和稀硫酸反应
小组同学向石灰石中加入稀硫酸，实验一开始时，烧杯中出现了不少气泡，请写出该反应的化学方程式：　 　。
（4）放置一段时间后，观察到烧杯中出现了很多白色粉末状物质，如图2所示。请写出该白色粉末主要成分的名称：　 　。
（5）小组同学向稀盐酸中加入适量的碳酸钙粉末，观察到有气泡产生，同时固体溶解，推测向稀硫酸溶液中加入适量的碳酸钙粉末，观察到的现象为　 　。
小组同学将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量碳酸钙粉末的容器中，测得两者产生的二氧化碳体积（V）与反应时间（t）的关系如图3所示。
（6）由图3可知反应Ⅱ中0～100s内产生的CO2体积比100～200s内产生的少　 　mL。
（7）观察图3中数据可知反应Ⅰ、Ⅱ在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快，在200s以后生成CO2的速率越来越慢。请解释其可能的原因：　 　。
13．（2021九上·西乡塘月考）有六种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）写出E、F两种途径的文字表达式E：　 　；F：　 　；基本反应类型是　 　。
（2）　 　（填序号）途径发生的是物理变化。
（3）A、F两种途径中二氧化锰的作用是　 　，反应前后其　 　和　 　不变。
（4）根据“绿色化学”理念，　 　（填序号）途径是实验室制氧气的最佳方法。
14．（2023九上·南京期中）为探究影响氯酸钾分解速率的因素，小明把实验温度恒定在330 ℃或380 ℃（其他实验条件如表），并设计了如下实验。
实验编号 氯酸钾的质量 催化剂及其质量∕g 温度∕℃ 反应的时间/s 氧气体积/mL
① 2.0 无 330 100 V1
② 2.0 氧化铁0.5 330 100 V2
③ 2.0 二氧化锰0.5 330 100 V3
④ 2.0 二氧化锰0.5 380 100 V4
请回答：
（1）若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，要选用实验　 　进行对比。(填写实验编号)
（3）若V3（4）如图所示，在KClO3和Fe2O3质量比为5：4之前，氧化铁质量越多，反应速率越快，可能的原因是　 　。
15．（2022九上·江都月考）某小组设计如下图所示实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。
（1）当打开K1、关闭K2时，利用I、Ⅱ装置，可进行的实验是　 　（填字母序号）。
a、大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b、锌粒和稀硫酸反应制取氢气
（2）当打开K2、关闭K1时，可以利用I、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳往往会混有杂质，原因是　 　（不考虑操作和装置因素）；澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式　 　，若要证明二氧化碳能与水反应（化学方程式为　 　），应向烧杯的水中加入　 　试剂，现象是　 　。
（3）某同学用下图甲所示的装置制取二氧化碳并测定其体积，装置中植物油的作用是　 　，另一位同学对装置进行认真分析，认为即使操作均正确，测量结果也会偏大，于是设计如乙图所示装置。你认为造成甲装置实验结果偏大的原因　 　，乙装置中橡皮管的作用是　 　。
（4）若用1.0g石灰石与足量稀盐酸完全反应，利用装置乙测得量筒内水的体积为176.0mL。已知此时二氧化碳气体的密度约为2.0g/L。反应生成的二氧化碳的质量为　 　g；假设石灰石中的杂质不与稀盐酸反应，试计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。　 　
三、实验探究题
16．（2024九上·天河期末）某兴趣小组同学对实验室制取气体和性质应用的若干问题进行如下探究。
（1）【问题一】实验室制取氧气的原料的选择。
在KClO3、H2O、KMnO4、KCl这些物质中寻找制取氧气的原料，肯定不能作为分解反应原料的物质是　 　，理由是　 　。
（2）【问题二】实验室制取二氧化碳的反应原理的选择。
实验室利用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为　 　，实验室不采用木炭燃烧制取二氧化碳气体的原因有　 　。(写一条，合理即可)
（3）【问题三】实验室制取气体的装置的选择。
写出装置A中仪器①的名称　 　。
（4）若实验室用A(无棉花)制氧气，反应的化学方程式为　 　。
（5）已知NH3是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小、极易溶于水。实验室可采用浓氨水和氧化钙固体常温下反应制取氨气，应选用的制取装置是　 　(从A-F中选择)，若用G装置来收集氨气，气体应从　 　端(填b或c)进入集气瓶。
17．（2024九上·茂南期末）利用如下装置完成气体的制取探究。
（1）仪器a的名称为　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的气体发生装置为　 　，收集装置为　 　，其反应方程式为　 　。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，若用C装置收集二氧化碳，气体从　 　(填“m”或“n”)口通入，其反应方程式为　 　。
（4）D装置相对于A装置在制取气体时的优点是　 　。
（5）实验室可用下图装置比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，实验时，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，测量并记录数据。下列说法正确的是____。
A．实验数据只需记录产生的氧气体积
B．实验中所用MnO2、CuO的质量相
C．实验过程中发现U型管内右侧液面上升，说明过氧化氢分解吸收热量
18．（2024九上·临江期末）某化学兴趣小组设计了一组“吹气球”实验，三套装置如图所示：
（1）甲装置：向a中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明该装置的气密性　 　。
（2）乙装置：若生成O2使气球胀大，则锥形瓶中所装的固体物质可以是　 　。
（3）丙装置：若锥形瓶中盛满CO2，欲使气球胀大，则分液漏斗中的液体可以是　 　，反应的化学方程式为　 　。
19．（2024九上·平房期末）实验室现有氯酸钾、大理石、二氧化锰、盐酸、硝酸银溶液、澄清石灰水等药品以及下列装置。请回答下列问题：
（1）I.制取氧气时：
写出利用上述药品制取氧气的化学方程式　 　。
（2）收集较纯净的氧气，需选择收集装置　 　(填字母)，当　 　时，再把导管口伸入　 　。
（3）Ⅱ.制取二氧化碳时：
为检验二氧化碳，将B与E连接，观察到E中导管口有气泡冒出，其原因是装置B中发生反应，使其中的气体增多，压强　 　，　 　，在压强差作用下，二氧化碳从B中逸出进入E中。试剂均未失效，但却未观察到E中澄清石灰水变白色浑浊。经反思，同学们认为可能与　 　(填药品名称)有关，连接B与F，观察到F(Ⅰ)和F(Ⅱ)中都出现白色沉淀。请结合图像分析，t1～t2期间，F(Ⅱ)的溶液中减少的阳离子是　 　(填离子符号)。
四、计算题
20．（2020九上·普宁期末）某小组利用如图所示装置对KClO3制氧气进行了探究：
（资料卡片）：
①KClO3的熔点约为356℃，MnO2在加热条件下不分解。
②KClO3分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图及使用不同催化剂时的固体残留率示意图如下：
（1）将2.45gKClO3和一定质量的MnO2混合物后，加热至完全反应，可得氧气的质量为多少？（写出计算过程）
（2）由图a可知KClO3分解温度　 　（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点。
（3）图a中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是　 　。
（4）分析图b，对KClO3分解催化效果更好的催化剂是　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】气体反应装置的选取；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；二氧化碳的实验室制法
【解析】【解答】解：（1）装置①②均可以用于实验室制取氧气；装置④⑤均可以用于实验室收集氧气
（2）实验室中只能利用装置②制取二氧化碳；只能用装置④收集二氧化碳．
答案为：C
【分析】（1）实验室可用给高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物加热的方法制取氧气，因此既可选用装置①也可选用装置②．
（2）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，因此只能选用装置②．
（3）氧气的密度比空气大且不易溶于水，因此可用向上排空气法或排水法收集；二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集二氧化碳．
2．【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A.，此反应中需要加热，要消耗能源，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
B. 此反应需要通电，要消耗能源，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
C. 此反应既不消耗能源，又能消耗潜水艇中工作人员呼吸过程中产生的二氧化碳，故符合题意；
D. 尽管不消耗能源，但是不能消耗二氧化碳，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据一般从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行评价，结合题意分析。
3．【答案】D
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、加热高锰酸钾会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，故A不符合题意；
B、加热高锰酸钾不需要二氧化锰作催化剂，二氧化锰是反应的生成物，故B不符合题意；
C、加热的氯酸钾或者高锰酸钾的方法制取氧气都属于分解反应，故C不符合题意；
D、加热的氯酸钾或者高锰酸钾的方法制取氧气都是一种物质生成多种物质，属于分解反应，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据氯酸钾和高锰酸钾制取氧气的反应原理分析，二者反应条件都需要加热，选择发生装置相同，都是“一变多”的分解反应，但氯酸钾需要催化剂，而高锰酸钾则不用。
4．【答案】C
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量，操作符合题意，A不符合题意；
B、检查装置气密性时，先导管伸入烧杯内水中，再将用手握住试管壁，B不符合题意；
C、使用胶头滴管吸取液体时，先挤压胶头排净其中的空气，再伸入液体中，松开手，C符合题意；
D、制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】Ａ根据天平的使用方法解答
Ｂ根据检查气密性的原理分析
Ｃ根据胶头滴管的使用方法解答
Ｄ根据气体制备的实验操作解答
5．【答案】B
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、高锰酸钾需要在加热的条件下才能放出氧气，不适宜在潜水艇里供给氧气，A不符合题意；
B、过氧化钠与二氧化碳反应，常温下即可发生反应，且可把空气中的二氧化碳转化为氧气，供给氧气的同时吸收了人呼出的二氧化碳，最适宜在潜水艇里供给氧气，B符合题意；
C、分离液态空气需将空气液化，消耗能源，潜水艇潜水时与空气隔绝，不适宜在潜水艇里供给氧气，C不符合题意；
D、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下，在常温下分解可产生氧气，与B选项相比不能除去人呼出的二氧化碳，不是最适宜在潜水艇里供给氧气，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据潜水艇中的环境及对供氧反应的要求，分析涉及反应的特点，判断注最适合潜水艇中供氧的反应原理
6．【答案】B
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，氧气是由氧元素组成的单质，因此反应物中必须含有氧元素。
故答案为：B。
【分析】根据实验室制取氧气的原理分析，可加热高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰，或双氧水在二氧化锰催化作用下常温分解制取。
7．【答案】C
【知识点】气体反应装置的选取；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；二氧化碳的实验室制法
【解析】【解答】氧气的密度比空气的大，应用向上排空气法④收集；或者氧气难溶于水用排水法收集；氯酸钾法制氧气时，发生装置可选①，过氧化氢法制氧气时，可选用②做发生装置。二氧化碳是固体和液体常温制取气体，只能用发生装置②，二氧化碳的密度比空气的大，二氧化碳能溶于水，只能用向上排空气法④收集.
故答案为：C.
【分析】（1）实验室可用给高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物加热的方法制取氧气，因此既可选用装置①也可选用装置②．
（2）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，因此只能选用装置②．
（3）氧气的密度比空气大且不易溶于水，因此可用向上排空气法或排水法收集；二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集二氧化碳．
8．【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A. ，反应不需要加热，操作简单，生成物只有氧气和水，没有污染，故符合题意；
B. ，反应需要加热，浪费能源，故不符合题意；
C. ，反应需要通电，浪费能源，故不符合题意；
D. ，反应需要加热，浪费能源，故不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据反应不需要加热，操作简单，节能，进行分析。
9．【答案】B
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A.图中以二氧化硫为原理最后产生氢气，减少了二氧化硫的排放，A不符合题意
B.膜反应器中的反应条件需要温度达到500℃，B符合题意
C. 分离器中分离出的副产品是硫酸 是正确的，C不符合题意
D.碘是反应物同时又是生成物，生产中被循环利用，D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据图中的反应流程，及发生的反应及各物质在流程中的作用分析
10．【答案】D
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】A、由图可知， a和b产生的氧气相同，故不符合题意；
B、由图可知，a和b产生的氧气相同，故不符合题意；
C、由图可知， a产生的氧气比b多，故不符合题意；
D、由图可知，a产生的氧气比b少，a先得到氧气，b后得到氧气，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）a、b是两种质量相等的氯酸钾，其中a加入少量的二氧化锰，b加入少量的高锰酸钾，b中高锰酸钾加热的条件下也会生成氧气，生成的二氧化锰对b中氯酸钾起到催化作用，a中二氧化锰只起催化作用，不会产生氧气，因而a产生的氧气比b少；（2）二氧化锰催化氯酸钾加热先得到氧气，高锰酸钾和氯酸钾混合加热后得到氧气，据此思路进行解析。
11．【答案】（1）长颈漏斗
（2）；分解反应
（3）AE；c
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）仪器名称为长颈漏斗；
（2）文字表达式为，；
这个反应属于分解反应；
（3）采用过氧化氢制取氧气，选用的发生装置是A；
收集装置可以采用C和E，但是题中说要支取较纯净的氧气，采用排水发收集的氧气会更为纯净，所以本题选择的收集装置是E；
F装置进行氧气收集，因为氧气密度比空气沉，所以气体从c端通入。
【分析】（1）根据化学仪器的认知进行分析，且需要熟悉氧气制备的过程与方法；
（2）高锰酸钾的分解来制取氧气的方程式及文字表达式需要熟悉，高锰酸钾制备氧气，从高锰酸钾一种物质，通过加热发生化学反应，生成氧气及其他物质，从一生多的反应是分解反应；
（3）根据过氧化氢制备氧气的实验方法，以及氧气的物理性质及特点进行分析。
12．【答案】（1）木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体
（2）不能，不便于收集反应产生的CO2，也不便于除去瓶中的其他气体
（3）
（4）硫酸钙
（5）有气泡产生，固体有少量溶解
（6）2.2a
（7）在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低
【知识点】制取气体的反应原理的探究；实验探究物质的性质或变化规律
【解析】【解答】（1）木炭在氧气瓶中的燃烧现象为木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体，故填：木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体。
（2）不能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳，因为不便于收集反应产生的二氧化碳，也不便于除去瓶中的其他气体，故填：不能，不便于收集反应产生的CO2，也不便于除去瓶中的其他气体。
（3）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式： 。
（4）由于硫酸钙是微溶于水，所以放置一段时间后，观察到烧杯中出现了很多白色粉末状物质，该白色粉末主要成分是硫酸钙，故填：硫酸钙。
（5）向稀盐酸中加入适量的碳酸钙粉末，观察到有气泡产生，同时固体溶解，向稀硫酸溶液中加入适量的碳酸钙粉末，生成微溶于水的硫酸钙，观察到的现象为有气泡产生，固体有少量溶解，故填：有气泡产生，固体有少量溶解。
（6）由图3可知反应Ⅱ中0～100s内产生的二氧化碳体积为2.8amL，100～200s内产生的二氧化碳体积为7.8amL-2.8amL=5amL，所以Ⅱ中0～100s内产生的CO2体积比100～200s内产生的少5amL-2.8amL=2.2amL，故填：2.2a。
（7）观察图3中数据可知反应Ⅰ、Ⅱ在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快，在200s以后生成CO2的速率越来越慢，因为在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低，故填：在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低。
【分析】（1）根据木炭燃烧的现象进行分析
（2）根据排空气法不能排尽装置内的空气进行分析
（3）根据碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳进行分析
（4）根据硫酸钙微溶进行分析
（5）根据碳酸钙和稀盐酸反应释放出二氧化碳进行分析
13．【答案】（1）；；分解反应
（2）D
（3）催化；质量；化学性质
（4）A
【知识点】催化剂的特点与催化作用；制取气体的反应原理的探究；物理变化、化学变化的特点及其判别；分解反应及其应用
【解析】【解答】（1）氧化汞在加热条件下生成汞和氧气，文字表达式为： ，氯酸钾在加热的条件下，二氧化锰作催化剂生成氯化钾和氧气，表达式为： ，用氧化汞和氯酸钾制取氧气的化学反应中反应物都是一种，生成物是两种或两种以上，一变多，是分解分应；
故填： ； ；分解反应
（2）分离液态空气制取氧气是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的，没有产生新物质，是物理变化；故填：D
（3）加热氯酸钾制取氧气和利用过氧化氢溶液制取氧气，加入二氧化锰作催化剂，二氧化锰作用是催化作用，反应前后质量和化学性质不变。故填：催化；质量；化学性质
（4）根据“绿色化学”理念，过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，产物处理氧气之外是水，是实验室制氧气的最佳方法。故填：A
【分析】（1）根据氧化汞受热分解生成汞和氧气，氯酸钾分解产生氯化钾和氧气分析；
（2）根据物理变化没有新物质生成分析；
（3）根据氯酸钾、过氧化氢制氧气时二氧化锰的催化作用分析；
（4）根据过氧化氢溶液制取氧气不需要加热节约能源分析。
14．【答案】（1）质量和化学性质
（2）①②
（3）其它条件相同时，温度越高，反应速率越快；2KClO32KCl+3O2↑
（4）随着氧化铁的增多，氯酸钾和氧化铁的接触面积增大
【知识点】催化剂的特点与催化作用；制取气体的反应原理的探究；影响化学反应速率的因素探究；化学方程式的书写与配平
【解析】【解答】 （1）在化学反应里能改变其他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叫做催化剂，根据催化剂的概念可知，若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，则变量为有无氧化铁，则要选用实验①②进行对比；
（3）由图标可知，实验③④中反应温度不同，其他变量相同，则若V3（4）如图所示，在KClO3和Fe2O3质量比为5：4之前氧化铁质量越多，反应速率越快，可能的原因是随着氧化铁的增多，氯酸钾和氧化铁的接触面积增大。
【分析】（1）根据催化剂的概念进行分析，若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）根据探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，分析其变量为有无氧化铁；
（3）根据温度对反应速率的影响，得出实验结论，实验③反应是氯酸钾在二氧化锰催化并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是 2KClO32KCl+3O2↑；
（4）根据 KClO3和Fe2O3质量比 对反应速率进行分析。
15．【答案】（1）b
（2）稀盐酸会挥发出氯化氢气体；；；紫色石蕊试液；溶液变红色
（3）防止二氧化碳溶于水；滴下的液体占有一定体积；平衡装置的气压，使得液体顺利流下
（4）0.352；解：设生成0.352g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x，则则该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】（1）a、二氧化碳密度大于空气，当打开K1，关闭K2时，不能用Ⅱ装置收集二氧化碳，故a不正确；
b、Ⅱ装置可用于收集密度小于空气的气体，氢气密度小于空气，故b正确；
故答案为：b；
（2）实验室制取二氧化碳使用大理石和稀盐酸，盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，所以实验室制取的二氧化碳中含有氯化氢气体，故填稀盐酸能够挥发出氯化氢气体；
澄清石灰水中含有的氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，其方程式为 ，故填；
二氧化碳能和水反应生成碳酸，其化学方程式为 ，由于碳酸呈酸性，能够使得紫色石蕊试液变红色，故填；紫色石蕊试液；溶液变红色；
（3）该装置是通过向集气瓶内通入二氧化碳，使得集气瓶内气压增大，从而将集气瓶内的水排出，通过测定排出水的体积来测定二氧化碳的体积。但是二氧化碳可溶于水，所以需要用油层隔开二氧化碳和水，防止二氧化碳溶于水。故填防止二氧化碳溶于水；
甲装置中滴进锥形瓶的盐酸也有一定体积，会使得锥形瓶内原有的空气进入集气瓶，从而使得测定结果偏大，故填滴下的液体占有一定体积；
乙装置的漏斗中随着液体流下，漏斗上方气压减小，漏斗末端和漏斗上方存在压强差，会使得漏斗中的液体难以继续流下，所以乙装置的橡皮管是用于平衡装置的气压，使得液体顺利流下，故填平衡装置的气压，使得液体顺利流下；
（4）根据题意，量筒内的水的体积为生成二氧化碳的体积，所以生成二氧化碳的体积为176.0mL，即0.176L，所以生成二氧化碳的质量为 ，故填0.352；
根据生成二氧化碳的质量为0.352g，可通过化学方程式计算出所需的碳酸钙的质量，进而计算石灰石样品中碳酸钙的质量分数。计算过程见答案。
【分析】（1）根据药品的状态和反应条件、生成气体的性质选择适当的发生、收集装置；
（2）书写方程式注意标注反应条件和配平；再根据二氧化碳的化学性质综合分析；
（3）植物油的作用为隔绝氧气和水，装置内气体体积改变会引起压强的变化；
（4）质量＝密度×体积，再根据生成二氧化碳的质量，列比例式计算答案。
16．【答案】（1）KCl##氯化钾；氯化钾中不含氧元素（答案合理即可）
（2）；气体不纯（答案合理即可）
（3）铁架台
（4）
（5）BF或CF；c
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究；质量守恒定律及其应用；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）实验室制取氧气，首先根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目、质量不变；有氧元素的物质可能反应会生成氧气，没有氧元素的物质一定不会分解生成氧气。故答案为：氯化钾。
（2）实验室利用大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应原理来制取二氧化碳，该反应的方程式为： 。碳在氧气中燃烧生成二氧化碳不纯，故实验室不用木炭燃烧制取二氧化碳。
（3）A装置是固体加热制取氧气， 仪器①的名称是铁架台。
（4）A装置加热固体制取氧气，没有棉花则是氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的方程式为： 。
（5） 浓氨水和氧化钙固体常温下反应制取氨气，该反应属于固液反应不加热，则选择B 或C装置；氨气易溶于水，密度小于空气，故选择向下排空法收集装置F来收集氨气。故答案为：BF或CF 。
若用G装置来收集氨气，氨气应从c端进入集气瓶，空气从b端出。
【分析】（1）根据质量守恒定律来分析反应前后元素种类不变来解答；
（2）根据大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，木炭燃烧生成的二氧化碳不纯来解答；
（3）根据实验室常见仪器来解答；
（4）根据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来解答；
（5）根据氨气密度小于空气密度，浓氨水和氧化钙在常温下反应生成氨气来解答。
17．【答案】（1）长颈漏斗
（2）B；C或F；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）n；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（4）可随时控制反应发生与停止
（5）B
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究；影响化学反应速率的因素探究；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1） 仪器a的名称为长颈漏斗。
（2） 实验室加热高锰酸钾制取氧气，应选择固体加热装置B，氧气密度大于空气且不易溶于水，故可采用向上排空气装置C或排水法装置F来收集，该反应的方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度，采用C装置收集二氧化碳时，气体应从n进入，空气从m出。实验室制取二氧化碳的方程式为： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 。
（4） D装置相对于A装置在制取气体时的优点是可随时控制反应发生与停止。
（5）实验探究比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，那么要分别取等质量的二氧化锰粉末和氧化铜粉末，等质量等浓度的过氧化氢溶液混合时，观察相同时间内红墨水的变化情况。故符合题意的答案是B，不符合题意的是AC。
故答案为：B.
【分析】（1）根据实验室常见仪器来解答；
（2）根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置，气体的溶解性或密度来选择收集装置，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气来解答；
（3）根据实验室常用碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应原理来制取二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气的密度来解答；
（4）根据D装置可以控制反应的发生和停止来解答；
（5）根据实验探究不同催化剂的效果，要控制单一变量法来解答。
18．【答案】（1）良好
（2）二氧化锰
（3）氢氧化钠；
【知识点】检查装置的气密性；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；化学方程式的书写与配平
【解析】【解答】(1)向中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明装置不漏气，则该装置气密性良好；故答案为： 良好 ；
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气。乙装置若生成气体，使气球胀大，则维形瓶中所装的固体物质可以是催化剂二氧化锰；故答案为： 二氧化锰；
(3)若丙装置的维形瓶中盛满，欲使气球胀大，装置内压强减小，则分液漏斗中的液体可以是氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，压强减小，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为 ；故答案为：第1空、氢氧化钠；第2空、。
【分析】 根据已有的知识进行分析解答，密闭容器中，气体的体积缩小，压强增大；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能反应生成水和氧气；锌和盐酸能反应生成氢气，二氧化碳能溶于水，能与碱液反应，据此解答。
19．【答案】（1）
（2）D；导管口气泡连续均匀冒出；盛满水的集气瓶中
（3）增大（或变大等）；大于外界压强；盐酸；Ca2+
【知识点】制取气体的反应原理的探究；实验探究物质的性质或变化规律；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）A装置固体加热制取氧气时，试管口没有棉花则是氯酸钾和二氧化锰的混合物受热分解生成氯化钾和氧气，故该反应的方程式为： 。
（2）收集较纯净的氧气，需选择收集装置D来收集，当导管口气泡连续均匀冒出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶中。
（3）检验制取的是否是二氧化碳，将该气体通入E装置的澄清石灰水，观看变浑浊；那么B装置中的气体不断产生，压强增大，大于外界压强，在压强差作用下，二氧化碳从B中逸出进入E中。试剂均未失效，但却未观察到E中澄清石灰水变白色浑浊，经反思可能是二氧化碳中含有盐酸。连接到 F，观察到F(Ⅰ)和F(Ⅱ)中都出现白色沉淀，说明二氧化碳中含有盐酸。 结合图像分析t1～t2期间，F(Ⅱ)的溶液中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故减少的阳离子是 Ca2+ 。
【分析】（1）根据氯酸钾和二氧化锰的混合物受热分解生成氯化钾和氧气来解答；
（2）根据排水法收集可以收集纯净的气体，以及排水法收集时的注意事项来解答；
（3）根据B装置中不断有气体产生，压强增大，大于外界压强；盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水来解答。
20．【答案】（1）解：设生成的氧气的质量为 。
＝0.96g
答：生成的氧气的质量为0.96g
（2）高于
（3）试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气
（4）纳米二氧化锰
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】（1）解：设生成的氧气的质量为 。
＝0.96g
答：生成的氧气的质量为0.96g。
（2） KClO3的熔点约为356℃，356℃时还未生成氧气，故由图a可知KClO3分解温度高于其熔点。
（3）图a中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气。
（4）分析图b，由于纳米二氧化锰需要的温度低且固体剩余更少即反应更快，所以对KClO3分解催化效果更好的催化剂是纳米二氧化锰。
【分析】
（1）根据反应的氯酸钾的质量利用方程式中物质间质量关系计算生成氧气质量分析；
（2）根据氯酸钾分解温度高于其熔点分析；
（3）根据开始加热时试管内空气排出分析；
（4）根据图示可知纳米二氧化锰化效果更好分析。
1 / 1人教版初中化学九年级上册期末专题复习专题十 制取气体的反应原理的探究（B卷）
一、选择题
1．（人教版化学九年级上册第六单元课题2二氧化碳制取的研究同步练习）利用如图所示装置，能完成实验室制取气体的是（　　）
A．用①③制取氧气 B．用②③制取二氧化碳
C．用②④制取氧气 D．用①⑤制取二氧化碳
【答案】C
【知识点】气体反应装置的选取；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；二氧化碳的实验室制法
【解析】【解答】解：（1）装置①②均可以用于实验室制取氧气；装置④⑤均可以用于实验室收集氧气
（2）实验室中只能利用装置②制取二氧化碳；只能用装置④收集二氧化碳．
答案为：C
【分析】（1）实验室可用给高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物加热的方法制取氧气，因此既可选用装置①也可选用装置②．
（2）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，因此只能选用装置②．
（3）氧气的密度比空气大且不易溶于水，因此可用向上排空气法或排水法收集；二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集二氧化碳．
2．（2023九上·东湖月考）潜水艇里需要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是
A．高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．水氢气＋氧气
C．过氧化钠＋二氧化碳碳酸钠＋氧气
D．过氧化氢水＋氧气
【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A.，此反应中需要加热，要消耗能源，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
B. 此反应需要通电，要消耗能源，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
C. 此反应既不消耗能源，又能消耗潜水艇中工作人员呼吸过程中产生的二氧化碳，故符合题意；
D. 尽管不消耗能源，但是不能消耗二氧化碳，不适合在潜水艇里供给氧气的反应，故不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据一般从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行评价，结合题意分析。
3．（2018九上·益阳期中）实验室加热氯酸钾和加热高锰酸钾制取氧气，两者的相同点是（）
A．都生成了两种物质 B．都使用二氧化锰作催化剂
C．都发生了化合反应 D．都发生分解反应
【答案】D
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、加热高锰酸钾会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，故A不符合题意；
B、加热高锰酸钾不需要二氧化锰作催化剂，二氧化锰是反应的生成物，故B不符合题意；
C、加热的氯酸钾或者高锰酸钾的方法制取氧气都属于分解反应，故C不符合题意；
D、加热的氯酸钾或者高锰酸钾的方法制取氧气都是一种物质生成多种物质，属于分解反应，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据氯酸钾和高锰酸钾制取氧气的反应原理分析，二者反应条件都需要加热，选择发生装置相同，都是“一变多”的分解反应，但氯酸钾需要催化剂，而高锰酸钾则不用。
4．（2018九上·镇江月考）下列关于实验操作中先后顺序的叙述错误的是（　　）
A．用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量
B．检查装置气密性时，先用手捂住试管一会儿，再将导管伸入烧杯内水中
C．使用胶头滴管吸取液体时，先将胶头滴管伸入液体中，后挤压胶头吸入液体。
D．制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品
【答案】C
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量，操作符合题意，A不符合题意；
B、检查装置气密性时，先导管伸入烧杯内水中，再将用手握住试管壁，B不符合题意；
C、使用胶头滴管吸取液体时，先挤压胶头排净其中的空气，再伸入液体中，松开手，C符合题意；
D、制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】Ａ根据天平的使用方法解答
Ｂ根据检查气密性的原理分析
Ｃ根据胶头滴管的使用方法解答
Ｄ根据气体制备的实验操作解答
5．（2018九上·武威月考）下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是(　　)
A．高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．过氧化钠＋二氧化碳→碳酸钠＋氧气
C．分离液态空气
D．过氧化氢 水＋氧气
【答案】B
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A、高锰酸钾需要在加热的条件下才能放出氧气，不适宜在潜水艇里供给氧气，A不符合题意；
B、过氧化钠与二氧化碳反应，常温下即可发生反应，且可把空气中的二氧化碳转化为氧气，供给氧气的同时吸收了人呼出的二氧化碳，最适宜在潜水艇里供给氧气，B符合题意；
C、分离液态空气需将空气液化，消耗能源，潜水艇潜水时与空气隔绝，不适宜在潜水艇里供给氧气，C不符合题意；
D、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下，在常温下分解可产生氧气，与B选项相比不能除去人呼出的二氧化碳，不是最适宜在潜水艇里供给氧气，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据潜水艇中的环境及对供氧反应的要求，分析涉及反应的特点，判断注最适合潜水艇中供氧的反应原理
6．（2019九上·黄石港期中）实验室制取氧气时，必须满足的条件是（）
A．必须使用催化剂
B．必须用含氧元素的物质作反应物
C．必须加热
D．必须用排水法收集
【答案】B
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，氧气是由氧元素组成的单质，因此反应物中必须含有氧元素。
故答案为：B。
【分析】根据实验室制取氧气的原理分析，可加热高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰，或双氧水在二氧化锰催化作用下常温分解制取。
7．（2017九上·滦南期中）利用下图所示装置，能完成实验室制取气体的是（　　）
A．用①③制取氧气 B．用②③制取二氧化碳
C．用②④制取氧气 D．用①⑤制取二氧化碳
【答案】C
【知识点】气体反应装置的选取；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；二氧化碳的实验室制法
【解析】【解答】氧气的密度比空气的大，应用向上排空气法④收集；或者氧气难溶于水用排水法收集；氯酸钾法制氧气时，发生装置可选①，过氧化氢法制氧气时，可选用②做发生装置。二氧化碳是固体和液体常温制取气体，只能用发生装置②，二氧化碳的密度比空气的大，二氧化碳能溶于水，只能用向上排空气法④收集.
故答案为：C.
【分析】（1）实验室可用给高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物加热的方法制取氧气，因此既可选用装置①也可选用装置②．
（2）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，因此只能选用装置②．
（3）氧气的密度比空气大且不易溶于水，因此可用向上排空气法或排水法收集；二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集二氧化碳．
8．（2019九上·牡丹江期中）从安全、节能、环保和简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A. ，反应不需要加热，操作简单，生成物只有氧气和水，没有污染，故符合题意；
B. ，反应需要加热，浪费能源，故不符合题意；
C. ，反应需要通电，浪费能源，故不符合题意；
D. ，反应需要加热，浪费能源，故不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据反应不需要加热，操作简单，节能，进行分析。
9．（2019九上·盐城月考）工业上可用二氧化硫制取氢气，流程如下图。下列有关说法错误的是（　　）
A．采用该流程可减少二氧化硫对大气的污染
B．膜反应器中反应为：2HI=H2+I2
C．分离器中分离出的副产品是硫酸
D．生产流程中能被循环利用的物质是I2
【答案】B
【知识点】制取气体的反应原理的探究
【解析】【解答】A.图中以二氧化硫为原理最后产生氢气，减少了二氧化硫的排放，A不符合题意
B.膜反应器中的反应条件需要温度达到500℃，B符合题意
C. 分离器中分离出的副产品是硫酸 是正确的，C不符合题意
D.碘是反应物同时又是生成物，生产中被循环利用，D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据图中的反应流程，及发生的反应及各物质在流程中的作用分析
10．（2020九上·寿光期末）质量相等的两份氯酸钾a和b，a中再加少量二氧化锰，b中再加入少量高锰酸钾，将药品分别加热到完全反应，则收集到氧气的质量随加热时间变化的图象如下，其中相对正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】A、由图可知， a和b产生的氧气相同，故不符合题意；
B、由图可知，a和b产生的氧气相同，故不符合题意；
C、由图可知， a产生的氧气比b多，故不符合题意；
D、由图可知，a产生的氧气比b少，a先得到氧气，b后得到氧气，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）a、b是两种质量相等的氯酸钾，其中a加入少量的二氧化锰，b加入少量的高锰酸钾，b中高锰酸钾加热的条件下也会生成氧气，生成的二氧化锰对b中氯酸钾起到催化作用，a中二氧化锰只起催化作用，不会产生氧气，因而a产生的氧气比b少；（2）二氧化锰催化氯酸钾加热先得到氧气，高锰酸钾和氯酸钾混合加热后得到氧气，据此思路进行解析。
二、综合题
11．（2023九上·无为期中）实验室常用如图装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。
（1）写出仪器名称：a　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，写出该反应的文字表达式：　 　；该反应属于　 　（填基本反应类型）。
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的氧气时，选用的发生和收集装置是　 　（填字母），若用F装置收集O2气体，则气体从导管　 　（填“c”或“d”）端通入。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）；分解反应
（3）AE；c
【知识点】氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）仪器名称为长颈漏斗；
（2）文字表达式为，；
这个反应属于分解反应；
（3）采用过氧化氢制取氧气，选用的发生装置是A；
收集装置可以采用C和E，但是题中说要支取较纯净的氧气，采用排水发收集的氧气会更为纯净，所以本题选择的收集装置是E；
F装置进行氧气收集，因为氧气密度比空气沉，所以气体从c端通入。
【分析】（1）根据化学仪器的认知进行分析，且需要熟悉氧气制备的过程与方法；
（2）高锰酸钾的分解来制取氧气的方程式及文字表达式需要熟悉，高锰酸钾制备氧气，从高锰酸钾一种物质，通过加热发生化学反应，生成氧气及其他物质，从一生多的反应是分解反应；
（3）根据过氧化氢制备氧气的实验方法，以及氧气的物理性质及特点进行分析。
12．（2021九上·涡阳期末）某化学兴趣小组对二氧化碳的制取原理进行了如下探究：
（1）（一）能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗？
描述图1所示的木炭在氧气瓶中的燃烧现象：　 　。
（2）能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳吗？写出你的分析：　 　。
（3）（二）探究碳酸钙和稀硫酸反应
小组同学向石灰石中加入稀硫酸，实验一开始时，烧杯中出现了不少气泡，请写出该反应的化学方程式：　 　。
（4）放置一段时间后，观察到烧杯中出现了很多白色粉末状物质，如图2所示。请写出该白色粉末主要成分的名称：　 　。
（5）小组同学向稀盐酸中加入适量的碳酸钙粉末，观察到有气泡产生，同时固体溶解，推测向稀硫酸溶液中加入适量的碳酸钙粉末，观察到的现象为　 　。
小组同学将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量碳酸钙粉末的容器中，测得两者产生的二氧化碳体积（V）与反应时间（t）的关系如图3所示。
（6）由图3可知反应Ⅱ中0～100s内产生的CO2体积比100～200s内产生的少　 　mL。
（7）观察图3中数据可知反应Ⅰ、Ⅱ在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快，在200s以后生成CO2的速率越来越慢。请解释其可能的原因：　 　。
【答案】（1）木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体
（2）不能，不便于收集反应产生的CO2，也不便于除去瓶中的其他气体
（3）
（4）硫酸钙
（5）有气泡产生，固体有少量溶解
（6）2.2a
（7）在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低
【知识点】制取气体的反应原理的探究；实验探究物质的性质或变化规律
【解析】【解答】（1）木炭在氧气瓶中的燃烧现象为木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体，故填：木炭剧烈燃烧、放热、发白光，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体。
（2）不能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳，因为不便于收集反应产生的二氧化碳，也不便于除去瓶中的其他气体，故填：不能，不便于收集反应产生的CO2，也不便于除去瓶中的其他气体。
（3）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，该反应的化学方程式： 。
（4）由于硫酸钙是微溶于水，所以放置一段时间后，观察到烧杯中出现了很多白色粉末状物质，该白色粉末主要成分是硫酸钙，故填：硫酸钙。
（5）向稀盐酸中加入适量的碳酸钙粉末，观察到有气泡产生，同时固体溶解，向稀硫酸溶液中加入适量的碳酸钙粉末，生成微溶于水的硫酸钙，观察到的现象为有气泡产生，固体有少量溶解，故填：有气泡产生，固体有少量溶解。
（6）由图3可知反应Ⅱ中0～100s内产生的二氧化碳体积为2.8amL，100～200s内产生的二氧化碳体积为7.8amL-2.8amL=5amL，所以Ⅱ中0～100s内产生的CO2体积比100～200s内产生的少5amL-2.8amL=2.2amL，故填：2.2a。
（7）观察图3中数据可知反应Ⅰ、Ⅱ在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快，在200s以后生成CO2的速率越来越慢，因为在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低，故填：在0～100s内生成CO2的速率均先慢后快的原因可能是反应放热；在200s以后生成CO2的速率越来越慢的原因可能是随着反应的进行，酸的浓度不断降低。
【分析】（1）根据木炭燃烧的现象进行分析
（2）根据排空气法不能排尽装置内的空气进行分析
（3）根据碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳进行分析
（4）根据硫酸钙微溶进行分析
（5）根据碳酸钙和稀盐酸反应释放出二氧化碳进行分析
13．（2021九上·西乡塘月考）有六种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）写出E、F两种途径的文字表达式E：　 　；F：　 　；基本反应类型是　 　。
（2）　 　（填序号）途径发生的是物理变化。
（3）A、F两种途径中二氧化锰的作用是　 　，反应前后其　 　和　 　不变。
（4）根据“绿色化学”理念，　 　（填序号）途径是实验室制氧气的最佳方法。
【答案】（1）；；分解反应
（2）D
（3）催化；质量；化学性质
（4）A
【知识点】催化剂的特点与催化作用；制取气体的反应原理的探究；物理变化、化学变化的特点及其判别；分解反应及其应用
【解析】【解答】（1）氧化汞在加热条件下生成汞和氧气，文字表达式为： ，氯酸钾在加热的条件下，二氧化锰作催化剂生成氯化钾和氧气，表达式为： ，用氧化汞和氯酸钾制取氧气的化学反应中反应物都是一种，生成物是两种或两种以上，一变多，是分解分应；
故填： ； ；分解反应
（2）分离液态空气制取氧气是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的，没有产生新物质，是物理变化；故填：D
（3）加热氯酸钾制取氧气和利用过氧化氢溶液制取氧气，加入二氧化锰作催化剂，二氧化锰作用是催化作用，反应前后质量和化学性质不变。故填：催化；质量；化学性质
（4）根据“绿色化学”理念，过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，产物处理氧气之外是水，是实验室制氧气的最佳方法。故填：A
【分析】（1）根据氧化汞受热分解生成汞和氧气，氯酸钾分解产生氯化钾和氧气分析；
（2）根据物理变化没有新物质生成分析；
（3）根据氯酸钾、过氧化氢制氧气时二氧化锰的催化作用分析；
（4）根据过氧化氢溶液制取氧气不需要加热节约能源分析。
14．（2023九上·南京期中）为探究影响氯酸钾分解速率的因素，小明把实验温度恒定在330 ℃或380 ℃（其他实验条件如表），并设计了如下实验。
实验编号 氯酸钾的质量 催化剂及其质量∕g 温度∕℃ 反应的时间/s 氧气体积/mL
① 2.0 无 330 100 V1
② 2.0 氧化铁0.5 330 100 V2
③ 2.0 二氧化锰0.5 330 100 V3
④ 2.0 二氧化锰0.5 380 100 V4
请回答：
（1）若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，要选用实验　 　进行对比。(填写实验编号)
（3）若V3（4）如图所示，在KClO3和Fe2O3质量比为5：4之前，氧化铁质量越多，反应速率越快，可能的原因是　 　。
【答案】（1）质量和化学性质
（2）①②
（3）其它条件相同时，温度越高，反应速率越快；2KClO32KCl+3O2↑
（4）随着氧化铁的增多，氯酸钾和氧化铁的接触面积增大
【知识点】催化剂的特点与催化作用；制取气体的反应原理的探究；影响化学反应速率的因素探究；化学方程式的书写与配平
【解析】【解答】 （1）在化学反应里能改变其他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叫做催化剂，根据催化剂的概念可知，若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，则变量为有无氧化铁，则要选用实验①②进行对比；
（3）由图标可知，实验③④中反应温度不同，其他变量相同，则若V3（4）如图所示，在KClO3和Fe2O3质量比为5：4之前氧化铁质量越多，反应速率越快，可能的原因是随着氧化铁的增多，氯酸钾和氧化铁的接触面积增大。
【分析】（1）根据催化剂的概念进行分析，若想证明氧化铁是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，除测定结果V1（2）根据探究氧化铁对氯酸钾分解速率的影响，分析其变量为有无氧化铁；
（3）根据温度对反应速率的影响，得出实验结论，实验③反应是氯酸钾在二氧化锰催化并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是 2KClO32KCl+3O2↑；
（4）根据 KClO3和Fe2O3质量比 对反应速率进行分析。
15．（2022九上·江都月考）某小组设计如下图所示实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。
（1）当打开K1、关闭K2时，利用I、Ⅱ装置，可进行的实验是　 　（填字母序号）。
a、大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b、锌粒和稀硫酸反应制取氢气
（2）当打开K2、关闭K1时，可以利用I、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳往往会混有杂质，原因是　 　（不考虑操作和装置因素）；澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式　 　，若要证明二氧化碳能与水反应（化学方程式为　 　），应向烧杯的水中加入　 　试剂，现象是　 　。
（3）某同学用下图甲所示的装置制取二氧化碳并测定其体积，装置中植物油的作用是　 　，另一位同学对装置进行认真分析，认为即使操作均正确，测量结果也会偏大，于是设计如乙图所示装置。你认为造成甲装置实验结果偏大的原因　 　，乙装置中橡皮管的作用是　 　。
（4）若用1.0g石灰石与足量稀盐酸完全反应，利用装置乙测得量筒内水的体积为176.0mL。已知此时二氧化碳气体的密度约为2.0g/L。反应生成的二氧化碳的质量为　 　g；假设石灰石中的杂质不与稀盐酸反应，试计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。　 　
【答案】（1）b
（2）稀盐酸会挥发出氯化氢气体；；；紫色石蕊试液；溶液变红色
（3）防止二氧化碳溶于水；滴下的液体占有一定体积；平衡装置的气压，使得液体顺利流下
（4）0.352；解：设生成0.352g二氧化碳需要碳酸钙的质量为x，则则该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】（1）a、二氧化碳密度大于空气，当打开K1，关闭K2时，不能用Ⅱ装置收集二氧化碳，故a不正确；
b、Ⅱ装置可用于收集密度小于空气的气体，氢气密度小于空气，故b正确；
故答案为：b；
（2）实验室制取二氧化碳使用大理石和稀盐酸，盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，所以实验室制取的二氧化碳中含有氯化氢气体，故填稀盐酸能够挥发出氯化氢气体；
澄清石灰水中含有的氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，其方程式为 ，故填；
二氧化碳能和水反应生成碳酸，其化学方程式为 ，由于碳酸呈酸性，能够使得紫色石蕊试液变红色，故填；紫色石蕊试液；溶液变红色；
（3）该装置是通过向集气瓶内通入二氧化碳，使得集气瓶内气压增大，从而将集气瓶内的水排出，通过测定排出水的体积来测定二氧化碳的体积。但是二氧化碳可溶于水，所以需要用油层隔开二氧化碳和水，防止二氧化碳溶于水。故填防止二氧化碳溶于水；
甲装置中滴进锥形瓶的盐酸也有一定体积，会使得锥形瓶内原有的空气进入集气瓶，从而使得测定结果偏大，故填滴下的液体占有一定体积；
乙装置的漏斗中随着液体流下，漏斗上方气压减小，漏斗末端和漏斗上方存在压强差，会使得漏斗中的液体难以继续流下，所以乙装置的橡皮管是用于平衡装置的气压，使得液体顺利流下，故填平衡装置的气压，使得液体顺利流下；
（4）根据题意，量筒内的水的体积为生成二氧化碳的体积，所以生成二氧化碳的体积为176.0mL，即0.176L，所以生成二氧化碳的质量为 ，故填0.352；
根据生成二氧化碳的质量为0.352g，可通过化学方程式计算出所需的碳酸钙的质量，进而计算石灰石样品中碳酸钙的质量分数。计算过程见答案。
【分析】（1）根据药品的状态和反应条件、生成气体的性质选择适当的发生、收集装置；
（2）书写方程式注意标注反应条件和配平；再根据二氧化碳的化学性质综合分析；
（3）植物油的作用为隔绝氧气和水，装置内气体体积改变会引起压强的变化；
（4）质量＝密度×体积，再根据生成二氧化碳的质量，列比例式计算答案。
三、实验探究题
16．（2024九上·天河期末）某兴趣小组同学对实验室制取气体和性质应用的若干问题进行如下探究。
（1）【问题一】实验室制取氧气的原料的选择。
在KClO3、H2O、KMnO4、KCl这些物质中寻找制取氧气的原料，肯定不能作为分解反应原料的物质是　 　，理由是　 　。
（2）【问题二】实验室制取二氧化碳的反应原理的选择。
实验室利用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为　 　，实验室不采用木炭燃烧制取二氧化碳气体的原因有　 　。(写一条，合理即可)
（3）【问题三】实验室制取气体的装置的选择。
写出装置A中仪器①的名称　 　。
（4）若实验室用A(无棉花)制氧气，反应的化学方程式为　 　。
（5）已知NH3是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小、极易溶于水。实验室可采用浓氨水和氧化钙固体常温下反应制取氨气，应选用的制取装置是　 　(从A-F中选择)，若用G装置来收集氨气，气体应从　 　端(填b或c)进入集气瓶。
【答案】（1）KCl##氯化钾；氯化钾中不含氧元素（答案合理即可）
（2）；气体不纯（答案合理即可）
（3）铁架台
（4）
（5）BF或CF；c
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究；质量守恒定律及其应用；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）实验室制取氧气，首先根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目、质量不变；有氧元素的物质可能反应会生成氧气，没有氧元素的物质一定不会分解生成氧气。故答案为：氯化钾。
（2）实验室利用大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应原理来制取二氧化碳，该反应的方程式为： 。碳在氧气中燃烧生成二氧化碳不纯，故实验室不用木炭燃烧制取二氧化碳。
（3）A装置是固体加热制取氧气， 仪器①的名称是铁架台。
（4）A装置加热固体制取氧气，没有棉花则是氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的方程式为： 。
（5） 浓氨水和氧化钙固体常温下反应制取氨气，该反应属于固液反应不加热，则选择B 或C装置；氨气易溶于水，密度小于空气，故选择向下排空法收集装置F来收集氨气。故答案为：BF或CF 。
若用G装置来收集氨气，氨气应从c端进入集气瓶，空气从b端出。
【分析】（1）根据质量守恒定律来分析反应前后元素种类不变来解答；
（2）根据大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，木炭燃烧生成的二氧化碳不纯来解答；
（3）根据实验室常见仪器来解答；
（4）根据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来解答；
（5）根据氨气密度小于空气密度，浓氨水和氧化钙在常温下反应生成氨气来解答。
17．（2024九上·茂南期末）利用如下装置完成气体的制取探究。
（1）仪器a的名称为　 　。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的气体发生装置为　 　，收集装置为　 　，其反应方程式为　 　。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，若用C装置收集二氧化碳，气体从　 　(填“m”或“n”)口通入，其反应方程式为　 　。
（4）D装置相对于A装置在制取气体时的优点是　 　。
（5）实验室可用下图装置比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，实验时，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，测量并记录数据。下列说法正确的是____。
A．实验数据只需记录产生的氧气体积
B．实验中所用MnO2、CuO的质量相
C．实验过程中发现U型管内右侧液面上升，说明过氧化氢分解吸收热量
【答案】（1）长颈漏斗
（2）B；C或F；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）n；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（4）可随时控制反应发生与停止
（5）B
【知识点】实验室常见的仪器及使用；制取气体的反应原理的探究；影响化学反应速率的因素探究；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1） 仪器a的名称为长颈漏斗。
（2） 实验室加热高锰酸钾制取氧气，应选择固体加热装置B，氧气密度大于空气且不易溶于水，故可采用向上排空气装置C或排水法装置F来收集，该反应的方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（3）二氧化碳的密度大于空气的密度，采用C装置收集二氧化碳时，气体应从n进入，空气从m出。实验室制取二氧化碳的方程式为： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 。
（4） D装置相对于A装置在制取气体时的优点是可随时控制反应发生与停止。
（5）实验探究比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，那么要分别取等质量的二氧化锰粉末和氧化铜粉末，等质量等浓度的过氧化氢溶液混合时，观察相同时间内红墨水的变化情况。故符合题意的答案是B，不符合题意的是AC。
故答案为：B.
【分析】（1）根据实验室常见仪器来解答；
（2）根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置，气体的溶解性或密度来选择收集装置，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气来解答；
（3）根据实验室常用碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应原理来制取二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气的密度来解答；
（4）根据D装置可以控制反应的发生和停止来解答；
（5）根据实验探究不同催化剂的效果，要控制单一变量法来解答。
18．（2024九上·临江期末）某化学兴趣小组设计了一组“吹气球”实验，三套装置如图所示：
（1）甲装置：向a中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明该装置的气密性　 　。
（2）乙装置：若生成O2使气球胀大，则锥形瓶中所装的固体物质可以是　 　。
（3）丙装置：若锥形瓶中盛满CO2，欲使气球胀大，则分液漏斗中的液体可以是　 　，反应的化学方程式为　 　。
【答案】（1）良好
（2）二氧化锰
（3）氢氧化钠；
【知识点】检查装置的气密性；氧气的实验室制法；制取气体的反应原理的探究；化学方程式的书写与配平
【解析】【解答】(1)向中加水会看到气球胀大，一段时间内气球大小没有变化，说明装置不漏气，则该装置气密性良好；故答案为： 良好 ；
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气。乙装置若生成气体，使气球胀大，则维形瓶中所装的固体物质可以是催化剂二氧化锰；故答案为： 二氧化锰；
(3)若丙装置的维形瓶中盛满，欲使气球胀大，装置内压强减小，则分液漏斗中的液体可以是氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，压强减小，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为 ；故答案为：第1空、氢氧化钠；第2空、。
【分析】 根据已有的知识进行分析解答，密闭容器中，气体的体积缩小，压强增大；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能反应生成水和氧气；锌和盐酸能反应生成氢气，二氧化碳能溶于水，能与碱液反应，据此解答。
19．（2024九上·平房期末）实验室现有氯酸钾、大理石、二氧化锰、盐酸、硝酸银溶液、澄清石灰水等药品以及下列装置。请回答下列问题：
（1）I.制取氧气时：
写出利用上述药品制取氧气的化学方程式　 　。
（2）收集较纯净的氧气，需选择收集装置　 　(填字母)，当　 　时，再把导管口伸入　 　。
（3）Ⅱ.制取二氧化碳时：
为检验二氧化碳，将B与E连接，观察到E中导管口有气泡冒出，其原因是装置B中发生反应，使其中的气体增多，压强　 　，　 　，在压强差作用下，二氧化碳从B中逸出进入E中。试剂均未失效，但却未观察到E中澄清石灰水变白色浑浊。经反思，同学们认为可能与　 　(填药品名称)有关，连接B与F，观察到F(Ⅰ)和F(Ⅱ)中都出现白色沉淀。请结合图像分析，t1～t2期间，F(Ⅱ)的溶液中减少的阳离子是　 　(填离子符号)。
【答案】（1）
（2）D；导管口气泡连续均匀冒出；盛满水的集气瓶中
（3）增大（或变大等）；大于外界压强；盐酸；Ca2+
【知识点】制取气体的反应原理的探究；实验探究物质的性质或变化规律；气体制取装置的探究
【解析】【解答】（1）A装置固体加热制取氧气时，试管口没有棉花则是氯酸钾和二氧化锰的混合物受热分解生成氯化钾和氧气，故该反应的方程式为： 。
（2）收集较纯净的氧气，需选择收集装置D来收集，当导管口气泡连续均匀冒出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶中。
（3）检验制取的是否是二氧化碳，将该气体通入E装置的澄清石灰水，观看变浑浊；那么B装置中的气体不断产生，压强增大，大于外界压强，在压强差作用下，二氧化碳从B中逸出进入E中。试剂均未失效，但却未观察到E中澄清石灰水变白色浑浊，经反思可能是二氧化碳中含有盐酸。连接到 F，观察到F(Ⅰ)和F(Ⅱ)中都出现白色沉淀，说明二氧化碳中含有盐酸。 结合图像分析t1～t2期间，F(Ⅱ)的溶液中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故减少的阳离子是 Ca2+ 。
【分析】（1）根据氯酸钾和二氧化锰的混合物受热分解生成氯化钾和氧气来解答；
（2）根据排水法收集可以收集纯净的气体，以及排水法收集时的注意事项来解答；
（3）根据B装置中不断有气体产生，压强增大，大于外界压强；盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水来解答。
四、计算题
20．（2020九上·普宁期末）某小组利用如图所示装置对KClO3制氧气进行了探究：
（资料卡片）：
①KClO3的熔点约为356℃，MnO2在加热条件下不分解。
②KClO3分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图及使用不同催化剂时的固体残留率示意图如下：
（1）将2.45gKClO3和一定质量的MnO2混合物后，加热至完全反应，可得氧气的质量为多少？（写出计算过程）
（2）由图a可知KClO3分解温度　 　（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点。
（3）图a中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是　 　。
（4）分析图b，对KClO3分解催化效果更好的催化剂是　 　。
【答案】（1）解：设生成的氧气的质量为 。
＝0.96g
答：生成的氧气的质量为0.96g
（2）高于
（3）试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气
（4）纳米二氧化锰
【知识点】制取气体的反应原理的探究；根据化学反应方程式的计算
【解析】【解答】（1）解：设生成的氧气的质量为 。
＝0.96g
答：生成的氧气的质量为0.96g。
（2） KClO3的熔点约为356℃，356℃时还未生成氧气，故由图a可知KClO3分解温度高于其熔点。
（3）图a中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气。
（4）分析图b，由于纳米二氧化锰需要的温度低且固体剩余更少即反应更快，所以对KClO3分解催化效果更好的催化剂是纳米二氧化锰。
【分析】
（1）根据反应的氯酸钾的质量利用方程式中物质间质量关系计算生成氧气质量分析；
（2）根据氯酸钾分解温度高于其熔点分析；
（3）根据开始加热时试管内空气排出分析；
（4）根据图示可知纳米二氧化锰化效果更好分析。
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