某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？
【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：
实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】Ⅰ．将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ．将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ．将X g氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】Ⅲ中X的值应为 ，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同，这些步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 和 都不变。
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的符号表达式为 。
【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。
【提出问题】②MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响？
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”，实验中为3%H2O2溶液，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计。）
【讨论交流】（1）图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出 。
（2）当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时，得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示，当MnO2的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求。在此实验条件下，若MnO2的质量有4克（一药匙），就能使下图 （填字母）烧杯中所装的3%H2O2溶液，其分解速度最接近实验要求。
图A所示是用红磷在空气中燃烧的方法测定空气中氧气含量。(在集气瓶中装入少许水，会使生成的五氧化二磷烟状物迅速溶解)。
（1）实验原理：
①磷在空气中燃烧反应的化学方程式 。
②密闭的装置内，由于 被消耗，生成固体物质，该装置内气体压强 。
（2）实验探究：
第一步：集气瓶装入少许水，然后将集气瓶空的容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
（3）实验结论： ①空气中氧气约占空气总体积的 。
②该实验证明了氧气具有 的性质；同时也证明了氮气有哪些性质？ （写一点）
（4）反思与评价：①实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/ 5，你认为导致这一结果的原因可能是 。（讲一点）
②某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图B所示），你认为改进后的优点是： 。
（5）拓展迁移：
已知：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，镁在氮气中燃烧生成氮化镁（固体），能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量？并简要说明理由。
答： 填“能”或“不能”），理由 。
某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
[集体讨论]（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择
A．蜡烛 B．红磷 C．木炭
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证 .写出红磷燃烧的文字表达式
（2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置，
你认为合理的是（填编号） .
为了确保实验的成功，在装药品之前应该 .
[分组实验]在讨论的基础上，他们分组进行了实验.
[数据分析]实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）
| 组 别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| 进入集气瓶中水的体积（mL） |
20 |
21 |
19 |
20 |
22 |
18 |
（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 .
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是 、化学性质是 .
[实验拓展]（4）已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，此实验中镁 （填“能”或“不能”）代替红磷，其原因是 .
用来测定空气成分的方法很多，如图所示是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸
入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是 。(至少二点)
（3）某同学选用木炭代替红磷进行实验，是否可行？为什么？
向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，搅拌后没有观察到明显现象．教材上借助酸碱指示剂验证了该反应的发生．是否还有其他方法判断该反应的发生呢？小明和小亮两位同学分别进行了实验探究．
【实验探究一】小明同学取上述反应后的溶液少许于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，再滴加足量的稀硝酸，沉淀不溶解．小明认为白色沉淀是NaCl与AgNO 3反应生成的，于是得出氢氧化钠与盐酸发生了反应的结论．
【实验探究二】小亮同学取一定量的稀盐酸于烧杯中，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，搅拌并用pH计精确测量烧杯中溶液的pH，绘制溶液的pH随时间变化的曲线如图1所示．小亮根据溶液pH的变化，推断盐酸与氢氧化钠发生了反应．
【讨论交流】（1）针对两位同学的实验探究，老师认为小明同学的结论是错误的，理由是 （用化学方程式表示）．
（2）在小亮的实验中，当实验进行到10秒时，溶液中含有的溶质是 （填化学式），该溶液能与下列物质发生反应的是 （填序号）．
①碳酸钠②氧化铜③硫酸铜 ④镁
（3）从图1的曲线中得知，当实验进行到 秒时，酸与碱恰好完全反应．
【拓展延伸】老师将氢氧化钠溶液逐滴加入到盛有稀盐酸的烧杯中，测定溶液的温度，绘制出溶液的温度随氢氧化钠溶液体积的变化而变化的曲线如图2所示，从能量变化的角度看，该反应属于 反应（填"吸热"、"放热"）．
【反思评价】有的中和反应没有明显现象，有的中和反应有沉淀生成或固体物质溶解的现象．请写出一个有沉淀生成的中和反应的化学方程式 ．
已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
⑴该实验中红磷须稍过量，目的是 。
⑵待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶体积的 ，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种 。
⑶若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？ ，理由是 。
为探究空气的组成，小明用下图A所示装置进行实验。
（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞，这时看到的现象是：_______________，该反应的符号表达式为_____________。
（2）小明又设计了如上图B所示的改进装置，其优点是：___（只需写一点）。从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至__处（填“1”、“2”、“3”、“4”），但实测结果液面往往偏低，其原因可能是：_______（只需写一条）。
（3）从课本镁条燃烧实验小明得到启发，于是他用镁代替红磷做起了这个实验，实验完毕，冷却后进入集气瓶中水的体积远大于总容积的1／5，若装置气密性良好，则可能原因是： _ 。
学习了MnO2对过氧化氢有催化作用的知识后。某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢？于是进行了如下探究。
【猜想】Ⅰ. CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ. CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ. CuO是反应的催化剂，反应前后_________ _____________________。
【实验】用天平称量0.2gCuO，取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写下表：
| 步骤③现象 |
步骤⑥结果 |
步骤⑦现象 |
结论 |
| ___ _____带火星的木条复燃 |
____ _____ |
溶液中有气泡放出 _____ _______ |
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立 |
（2）步骤①的目的________ ____________。
（3）步骤④需用到的实验仪器有：铁甲台（带铁圈）、漏斗、烧杯、_____ ____。
（4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学方程式为___________________。
【拓展】要探究步骤⑤做过催化剂的CuO其它化学性质，还应补做的实验是______________
_____ __________________（写一种）。
小丽通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。
小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
| 实验步骤 |
实验现象 |
化学方程式 |
| 取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 |
木炭燃烧得更旺 |
化学方程式I |
表中，化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下用250 mL 集气瓶设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。
【实验记录 】
| 实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
| ① |
检查装置的气密性 |
|
装置的气密性良好 |
| ② |
加入药品，瓶装满水，将装置连接固定 |
|
|
| ③ |
打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计） |
| ④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧，产生大量白烟 |
|
| ⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温，操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中，操作I是 。现象I是 。
上述反应化学表达式是 。
【数据记录】
| 实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。取余下四次平均值计算，小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
（1）这台制氧机制氧气的过程发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
某学习小组对粗盐中杂质（难溶性和可溶性）的去除展开相关探究．
（1）粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解，②过滤，③ （写操作名称），④计算产率．
（2）步骤②中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、 （写仪器名称），其中玻璃棒的作用是 ．
（3）【提出猜想】
甲同学：该粗盐中含有难溶性杂质外，是否还含有可溶性杂质？
（4）【查阅资料】]
①粗盐中可能含有镁盐（Mg 2+）和硫酸盐（SO 4 2 ﹣）等可溶性杂质．
②一些物质的溶解性表
| 阳离子 阴离子 |
OH ﹣ |
CL ﹣ |
SO |
CO |
| Na + |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
| Ba 2+ |
溶 |
溶 |
不 |
不 |
| Mg 2+ |
不 |
溶 |
溶 |
不 |
说明："溶"表示该物质可溶于水，"不"表示该物质不溶于水．
③Mg（OH） 2为白色物质，不溶于氢氧化钠溶液；BaSO 4为白色物质，不溶于盐酸；
MgCO 3，BaCO 3为白色物质都能溶于盐酸．
（5）【实验设计】
①取少量除去难溶性杂质后的盐，溶于水配成溶液．
②取少量所配溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 盐．
③另取少量所配溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 盐．
（6）【实验结论】该盐含有可溶性杂质 ．
（7）【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的试验流程：
①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是 ．
②过量Na 2CO 3溶液用来除 离子（填离子序号）．
某学习小组对酸与碱发生中和反应进行探究，请你参与实验。
实验活动一：用酸碱指示剂探究酸与碱反应的过程。
【实验1】小组同学设计并进行如下实验。
| 实验编号 |
实验方法与操作 |
实验现象 |
解释与结论 |
| ① |
取3mL溶质质量分数为4%的NaOH溶液于试管中，滴1、2滴酚酞溶液 |
|
加入稀盐酸后，NaOH溶液中 （填离子符号）浓度减小，进而证明酸与碱能发生反应。 |
| ② |
向上述溶液逐渐滴入稀盐酸，振荡 |
溶液刚好褪色 |
|
| ③ |
向上述刚好褪色的溶液中再滴2滴溶质质量分数为4%的NaOH溶液，振荡后，再次滴入微量稀盐酸，振荡 |
|
（1）配制50g溶质质量分数为4%的NaOH溶液，所需水的质量是 g。
（2）向上述刚好褪色的溶液中加入 （填字母序号）也能达到实验目的。
A.MgCl 2溶液
B.稀H 2SO 4
C.AgNO 3溶液
D.Ba（OH） 2溶液
实验活动二：用变色硅胶验证酸与碱反应生成了水。
【查阅资料】Ⅰ.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。
Ⅱ.无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
【实验2】小组同学在老师的指导下，进行如图所示的三个实验。
【讨论与交流】
（3）证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是 。小芳认为【实验2】不严密，还应补充的实验是 。
（4）实验过程中，观察到丙的U形管内液面左低右高，出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应时放热或 。
咸宁市市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是：用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。
【进行实验】
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
| 分别用a，b，c三支试管取样，各加入一定量碳酸钠溶液 |
a中有气泡产生 |
a中物质是稀盐酸 |
| b中无明显现象 |
b中物质是食盐水 |
|
| c中 |
c中物质是澄清石灰水 |
写出a试管中发生反应的化学方程式 。
把c试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
猜想一：Na 2CO 3和NaOH；猜想二：NaOH；猜想三： 。
提示：Ca（OH） 2微溶于水。
【实验过程】为证明猜想一是否正确，进行了如下实验
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
| 取一定量滤液于试管中，加入一种盐溶液（写物质化学式） |
有白色沉淀 |
猜想一正确 |
写出上述有白色沉淀生成的化学方程式 。
同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣，决定用pH试纸测定其pH值。
| 用pH试纸测定a试管反应后废液碱性的过程 |
测定结果 |
| 在白瓷板上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取 。 |
pH＜7（废液显酸性） |
【反思与交流】a试管中的废液显酸性，从环保、经济、操作简便等方面考虑，应向废液加入（写化学式） 后再排放。
小明参观某养鱼池时，好奇地发现农民向养鱼池撒一种叫做过氧化钙的淡黄色
固体，用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？
【查阅材料】部分内容如下：过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与验证】
小明依据上述材料，提出猜想Ⅰ： ，然后进行以下实验：
| 实验装置 |
实验主要过程 |
 |
检验装置气密性。 加入过氧化钙于试管中，加热，导管口有大量气泡冒出。 收集满一瓶气体。 ④ 停止加热。熄灭酒精灯前，应___________________。 ⑤ 检验气体。方法是______________________。 |
（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气
 |
检验装置气密性。 ② 加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几 乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶只收集到极少量 气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。 |
【实验结论】不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
【分析与反思】
①虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是________________________。
②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议：
_________________________。
以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
小雨同学阅读课外资料得知，双氧水分解除了二氧化锰作催化剂，还可以用氧化铜等物 质作催化剂，于是她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】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验：（其他可能影响 实验的因素均忽略）
| 实验序号 |
KClO3质量 |
其他物质质量 |
待测数据 |
| ① |
1.2g |
|
|
| ② |
1.2g |
CuO 0.5g |
|
| ③ |
1.2g |
MnO2 0.5g |
|
（1）上述实验测量的“待测数据”是 。
（2）若实验②比实验①的“待测数据”更 （填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
（3）对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，经进一步实验证实过滤所得的黑色固体粉末为氧化铜。
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是 。
【实验拓展】小雨同学从课外资料上还获得下列信息:氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是 。
A．二氧化锰一定是催化剂
B．同一个反应可能有多种催化剂
C．催化剂一定是加快反应速率
D．也存在减慢反应速率的催化剂
E．对一定量的反应物来说，催化剂能改变生成物的质量
小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂．于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验．
| 序号 |
KClO3的质量 |
其他物质的质量 |
温度 |
氧气的体积 |
反应所需时间 |
| ① |
2.0g |
|
330℃ |
100mL |
t1 |
| ② |
2.0g |
CuO 0.5g |
330℃ |
100mL |
t2 |
| ③ |
2.0g |
MnO2 0.5g |
330℃ |
100mL |
t3 |
| ④ |
2.0g |
MnO2 _________ g |
380℃ |
100mL |
t4 |
（1）若t1 _________ t2（填“＞”、“=”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的 _________ 和 _________ 不变．
（2）你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是 _________ ．
（3）实验④中MnO2的质量为 _________ g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是 _________ ．
（4）写出实验④所涉及的化学方程式 _________ ．
试题篮
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