初中化学生活中的常见化合物探究题

(11分)实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验．请回答：

（1）指出编号仪器的名称：①         ，②         ．
（2）以上A装置有一处明显的错误，请加以改正         ．利用改正后的装置继续完成后面的实验．
（3）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的A装置，反应原理用文字表达式表示为             ；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施是                ．
（4）将CO₂和CO的混合气体通过F装置（液体药品均足量），实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，广口瓶中观察到的现象石灰水_________，此时从导管c逸出的气体主要是一氧化碳．一段时间后，再关闭活塞a，打开活塞b，将分液漏斗中的稀盐酸滴入广口瓶中，此时逸出的气体主要是    ，反应原理用文字表达式表示为          ，欲收集该气体，应选择的装置是       （填字母）．
（5）为了证明人体新陈代谢过程中有CO₂气体产生，某校兴趣小组的学生设计了如图所示实验装置进行实验（实验室只用嘴吸气和呼气）．

请回答：
①图中瓶Ⅱ的作用是                       ．
②实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果．猛吸时会使装置Ⅰ中的溶液进入口腔，猛呼时会使装置Ⅱ                   ．

某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下：（每小格1分，共4分）

①如图所示，连接仪器，发现装置的气密性良好。
②在集气瓶里装a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热。
⑤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。
⑥根据a．b．c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。回答下列问题。
（1）在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）若实验非常成功，请写出a．b．c三个数据应满足的一个等式关系式：  。
（3）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a 体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后，他终于明白“a 体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是                          。
（4）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a体积的水

C．集气瓶没有冷却到室温

D．用红磷代替白磷（红磷的着火点在240℃左右）

（共20分）工业上常用分离液态空气法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制氧气。某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。

（1）工业制氧气是      （填“物理”或“化学”）变化，仪器a的名称是：    。
（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的符号表达为：                 。反应类型为（            ）收集氧气还可选用的装置是    。
（3）若用装置B制氧气，反应通常很剧烈，据此提出实验安全注意事项是
A．更换部分仪器，控制液体的加入速度
B．用体积小的广口瓶
C．加热反应物
D．减小过氧化氢浓度
（4）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用上图   作发生装置，收集氨气最好用上图    装置。
（5）乙同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现收集到的O₂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；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：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，则猜测    错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，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                             。
（6）丙同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰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，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：。
【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】丙同学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）。

(Ⅰ)上述实验应测量的“待测数据”是              。
(Ⅱ)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。
(Ⅲ)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若测量得到0.5g氧化铜（ CuO ）粉末，再将黑色粉末放入试管中，                                                 。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为丙同学设计实验③和实验②对比的目的是                             。

小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过图1装置，用蜡烛燃烧法测得的空气中氧气的含量会         （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由：                                  ，并用图1装置进行实验，证实了自己的结论。（注：本题实验中装置的气密性良好，水槽中的液体是水。）

小明认真分析了小芳的实验结果后，进行了如下探究：
【提出问题】导致小芳这一实验结果还有其他原因吗？
【实验探究】小明设计了图2装置，进行以下操作：
（1）取黄豆粒大小的白磷，用滤纸吸去表面的水分，放入捆在电烙铁下面贴片的凹槽内。
（2）将燃烧匙内的蜡烛点燃后迅速插入钟罩内，并立即塞紧橡皮塞。
（3）待蜡烛熄灭后（蜡烛有剩余），接通电烙铁电源，发现白磷先熔成液体，接着燃烧产生大量白烟，说明通电前钟罩内含有        ，产生白烟的文字表达式是                                 。
【得出结论】导致小芳这一实验结果的另一原因是                     。
【交流与反思】小明和小芳分析了上述实验后，又提出了一个问题：能否用铁丝燃烧测定空气中氧气的含量，你的观点是     （填“能”或“否”），理由是                                                       。

某同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰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】他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	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）上述实验应测量的“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）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，                           。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是                  。

化学教材 “寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】（1）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？
（2）氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入a g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象。	A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中的现象
②待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，如此反复多次实验，观察现象。	试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃
③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为a g。
④分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入a g氧化铁粉末，向D试管中加入a g二氧化锰粉末，观察现象。

（1）A中产生的气体是            ；B试管中的现象                      。
（2）实验②、③证明：氧化铁的        和       在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式                                    。
（4）实验设计④的目的是                         ，若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是                                    。

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究。
Ⅰ组：（1）Ⅰ组同学讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体。他们应该选择_________（填序号），为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证_______________________。

A．蜡烛

B．红磷

C．铁丝

D．木炭

（2）小组同学共同设计下图所示的两套装置，你认为合理的是______（填序号）。为了确保实验的成功，在装药品之前应该
____________________________________________。

（3）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	19

（4）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_________。
Ⅱ组：Ⅱ组同学发现Ⅰ组实验可能产生实验误差，对实验进行了改进，下图是Ⅱ组同学测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。

（1）根据下表提供的实验数据，完成下表

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
15mL	15mL	9mL

（2）装置中气球的作用是                。 
（3） 装置一和装置二中气球的位置不同，        (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是                                                        。
（4） 如何检查该装置的气密性？                               。

某校研究性学习小组进行测定空气里氧气的含量的实验，大家分别对课本上的实验进行了相应的改进。

（1）甲同学采用了图1所示装置：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的红磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL的针筒注射器（摩擦系数很小）组成如图1的实验装置。假设此实验能按照甲同学的设想正常进行，且红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，甲同学打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，发现活塞仍能返回至20mL刻度处，甲同学这样操作的目的是为了                    ；
②红磷燃烧的符号表达式为                                ；
③若先夹紧弹簧夹，待红磷充分燃烧结束，试管冷却后再打开弹簧夹，最终注射器活塞前沿停在示
数           mL处；
④若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。注射器活塞的变化是                                                                   。
（2）乙同学采用了图2所示装置：通过粗铜丝来点燃玻璃棺内的红磷，这利用了金属铜的       性。在该实验中，水的作用是         （选填序号）
①吸收生成物，防止污染；    ②加速冷却；    ③缓冲气压

(5分) 以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃；)

序号	过氧化氢%	过氧化氢g	温度/℃	二氧化锰/g	氧气/ml	反应时间/s
①	5	12	20	0．2	125	11
②	30	12	20	0．2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与           有关；
（2）通过实验    和   对比可知，化学反应快慢与温度的关系是          。
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是         。
[注：本题以下为加分部分，回答正确得4分，总分不超过60分。只要求提出一种影响过氧化氢生成氧气的快慢的因素以及相关假设(1分)和实验方案(3分)]
（4）过氧化氢生成氧气的快慢还有与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究．
【假设】
【实验方案】

某化学课外小组的同学，在实验室实验时发现一瓶标签破损的无色溶液（如图）。这瓶溶液是什么物质？在老师的指导下，同学们首先提出假设并进行了如下的探究活动。请在空白处完成相应内容。

［提出假设］该无色溶液可能是过氧化氢溶液
［设计实验］ 在试管中取少量黑色粉末二氧化锰，向其中滴入该无色溶液，立即产生大量气泡。并放出大量的热。
①用             法收集一试管气体；
②检验收集的气体（写出操作方法）                                
　　                                                              ；
③ 反应的文字表达式为                                   。
［实验现象］ 在②中的现象是                                        。
［实验结论］ 二氧化锰在此实验中起         作用。此气体是        ，该无色溶液是                     。原假设成立。

化学是以实验为基础的自然科学，下图所示为实验室常用的实验装置：

据此回答：
（1）实验室若用A装置制取氧气，写出反应的化学方程式。
（2）实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取 $C{O}_2$，所需要的装置组合是（填装置序号）；也可以用碳酸氢钠（ $NaHC{O}_3$）固体加热分解（产物为碳酸钠、二氧化碳和水）来制取，该反应的化学方程式为。
（3）F装置可用来测量生成的 $C{O}_2$气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的
是。
（4）实验室若检验 $C{O}_2$应选择装置，其反应的化学方程式为。

某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。请结合下图回答：

（1）写出装置中仪器①的名称         。
（2）可通过加热二氧化锰和氯酸钾混合物制取氧气，反应中二氧化锰的作用是               ；该反应的化学方程式是                           。
（3）实验室制取并收集二氧化碳的装置组合是   （填字母）；该反应的化学方程式是_____________      ；用G装置吸收二氧化碳气体时气体应从      （填“长”或“短”）导管口进入。
（4）双球洗气管常用于气体除杂、干燥、吸收（可防倒吸）等实验。为吸收某气体并检验其性质进行图中实验，发现紫色石蕊试液变色。请根据表中的数据判断左方进入的气体可能是                 （填字母）

A．NH3

B．HCl

C．CO2

D．O2

在按书本装置测定空气中氧气含量的实验时,当装置内的氧气低于一定含量时,红磷就不再与氧气反应,从而导致测量结果偏小.有老师对该实验进行了改进,装置如图所示,在一容器中倒入刚拆封的"暖宝宝"黑色粉末,再在上面放足量的白磷,迅速扣上烧杯,随后白磷自然,利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数.
（1）黑色粉末的主要成分是什么 $？$对此同学们做出了以下两种猜想:
猜想一:该粉末可能是木炭粉;
猜想二:该粉末可能是铁粉.
根据学过的科学知识,有同学认为猜想一肯定是错误的,你认为他的理由是.

（2）通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉,加入铁粉后使测定结果更加准确,原因是.

实验室制氧气的两种方法如下：
方法一： $2H_2{O}_2\stackrel{Mn{O}_2}{=}2H_{2}O+O_2\uparrow$    
方法二： $2KnM{O}_4\stackrel{∆}{=}{K}_{2}Mn{O}_4+Mn{O}_2+O_2\uparrow$

（1）两种方法涉及到的化学反应基本类型都是反应。
（2）下图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是。现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好。

已知，相同温度下，在溶液中进行的化学实反应的快慢（化学反应速率）既与单位体积内参加反应的溶质质量（微粒数目）有关，也与参加反应的固体跟溶液的接触面积有关．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有①；②. 
（2）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液（混合前后溶液的体积变化忽略不计）分别加入到6个盛有过量等量锌粒（锌粒与溶液的接触面积相同）的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得同样多的气体所需的时间

实验混合溶液	$A$	$B$	$C$	$D$	$E$	$F$
28%稀硫酸/ $m/L$	30	$V$1	$V$2	$V$3	$V$4	$V$5
饱和 $CuS{O}_4$溶液 $m/L$	0	0.5	2.5	5	$V$	20
$H_{2}O/mL$	$V$6	$V$7	$V$8	$V$9	8	0

①请完成此实验设计，其中： $V$₁=； $V$₆=； $V$₉=；
②反应一段时间后，实验 $A$中的金属呈色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量 $CuS{O}_4$溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的 $CuS{O}_4$溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因.