17. 下图是实验室常用的实验仪器与装置。依据题目要求回答下列问题:

(1)写出标号仪器的名称:①
(2)采用分解过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物的方法制取氧气有许多优点,如
①产物无污染 ②无须加热 ③需加热 ④生成物只有氧气
(3)为确定某集气瓶最多可收集氧气的体积,请设计一个简便的测量方法(仪器用品等任选):
(4)甲同学用分解过氧化氢溶液的方法制取并收集氧气,应分别选择装置
(1)写出标号仪器的名称:①
试管
;② 集气瓶
。(2)采用分解过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物的方法制取氧气有许多优点,如
①②
(填序号)。①产物无污染 ②无须加热 ③需加热 ④生成物只有氧气
(3)为确定某集气瓶最多可收集氧气的体积,请设计一个简便的测量方法(仪器用品等任选):
将集气瓶装满水,然后把水倒入量筒内,读出水的体积即为瓶内氧气的体积
。(4)甲同学用分解过氧化氢溶液的方法制取并收集氧气,应分别选择装置
AD(或 AE 或 BD 或 BE)
(填字母);除过氧化氢溶液外,通常还需要的一种试剂是二氧化锰
,其作用是催化作用
,加入试剂前应注意检查装置的气密性
。答案:17. (1)①试管 ②集气瓶 (2)①② (3)将集气瓶装满水,然后把水倒入量筒内,读出水的体积即为瓶内氧气的体积 (4)AD(或 AE 或 BD 或 BE) 二氧化锰 催化作用 气密性
解析:
【分析】
本题围绕实验室制取氧气的相关知识展开,解题思路如下:
1. 识别常见实验仪器:根据装置图中仪器的形状和用途,判断标号仪器的名称。
2. 分析过氧化氢制氧气的优点:结合反应原理,判断反应条件、产物特点,选出正确优点。
3. 设计测量集气瓶收集氧气体积的方法:利用排水法原理,通过测量集气瓶的容积来确定最多收集氧气的体积。
4. 选择制取和收集氧气的装置:根据反应物状态和反应条件选发生装置,根据氧气的密度和溶解性选收集装置;明确反应所需试剂、试剂作用及实验前的操作。
【解析】
(1)根据常见实验仪器的形状和用途,可知①是试管,②是集气瓶。
(2)分解过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的反应为:$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$,该反应在常温下进行,不需要加热,产物是水和氧气,无污染,因此优点是①②。
(3)要确定集气瓶最多收集氧气的体积,可利用排水法原理:将集气瓶装满水,集气瓶的容积就是最多能收集氧气的体积,再将水倒入量筒,读取水的体积即为氧气的体积。
(4)过氧化氢制取氧气是固液不加热型反应,发生装置可选A或B;氧气不易溶于水,可用排水法D收集,氧气密度比空气大,可用向上排空气法E收集,因此装置组合为AD、AE、BD、BE;反应中需要二氧化锰作催化剂,起催化作用,加快反应速率;加入试剂前需检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验。
【答案】
(1)①试管;②集气瓶
(2)①②
(3)将集气瓶装满水,然后把水倒入量筒内,读出水的体积即为瓶内氧气的体积
(4)AD(或 AE 或 BD 或 BE);二氧化锰;催化作用;气密性
【知识点】
常见仪器名称;过氧化氢制氧气;气体制取装置选择
【点评】
本题考查实验室制取氧气的基础知识点,涵盖仪器识别、反应原理、装置选择、气体体积测量等核心内容,是化学实验的基础题型,注重对学生实验基础知识的掌握情况的考查。
【难度系数】
0.5
本题围绕实验室制取氧气的相关知识展开,解题思路如下:
1. 识别常见实验仪器:根据装置图中仪器的形状和用途,判断标号仪器的名称。
2. 分析过氧化氢制氧气的优点:结合反应原理,判断反应条件、产物特点,选出正确优点。
3. 设计测量集气瓶收集氧气体积的方法:利用排水法原理,通过测量集气瓶的容积来确定最多收集氧气的体积。
4. 选择制取和收集氧气的装置:根据反应物状态和反应条件选发生装置,根据氧气的密度和溶解性选收集装置;明确反应所需试剂、试剂作用及实验前的操作。
【解析】
(1)根据常见实验仪器的形状和用途,可知①是试管,②是集气瓶。
(2)分解过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的反应为:$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}↑}$,该反应在常温下进行,不需要加热,产物是水和氧气,无污染,因此优点是①②。
(3)要确定集气瓶最多收集氧气的体积,可利用排水法原理:将集气瓶装满水,集气瓶的容积就是最多能收集氧气的体积,再将水倒入量筒,读取水的体积即为氧气的体积。
(4)过氧化氢制取氧气是固液不加热型反应,发生装置可选A或B;氧气不易溶于水,可用排水法D收集,氧气密度比空气大,可用向上排空气法E收集,因此装置组合为AD、AE、BD、BE;反应中需要二氧化锰作催化剂,起催化作用,加快反应速率;加入试剂前需检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验。
【答案】
(1)①试管;②集气瓶
(2)①②
(3)将集气瓶装满水,然后把水倒入量筒内,读出水的体积即为瓶内氧气的体积
(4)AD(或 AE 或 BD 或 BE);二氧化锰;催化作用;气密性
【知识点】
常见仪器名称;过氧化氢制氧气;气体制取装置选择
【点评】
本题考查实验室制取氧气的基础知识点,涵盖仪器识别、反应原理、装置选择、气体体积测量等核心内容,是化学实验的基础题型,注重对学生实验基础知识的掌握情况的考查。
【难度系数】
0.5
18. 某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究,实验方案如下:
Ⅰ. 用$\ce{MnO_{2}}$、$\ce{CuO}$、$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、$\ce{Cr_{2}O_{3}}$四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。
Ⅱ. 取30粒含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球,采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

(1)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是
(2)用含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球进行实验,60 s时压强瞬间回落,其可能原因是
(3)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是
Ⅰ. 用$\ce{MnO_{2}}$、$\ce{CuO}$、$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、$\ce{Cr_{2}O_{3}}$四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。
Ⅱ. 取30粒含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球,采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
(1)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是
确保催化剂用量一致
。(2)用含$\ce{MnO_{2}}$的海藻酸钠微球进行实验,60 s时压强瞬间回落,其可能原因是
产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(或其他合理答案)
。(3)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是
CuO
。答案:18. (1)确保催化剂用量一致 (2)产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(或其他合理答案) (3)CuO
解析:
【分析】
本题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开,需结合控制变量法、压强变化曲线分析问题:(1)探究不同催化剂的催化效果时,需保证除催化剂种类外其他条件一致,因此要控制催化剂用量相同;(2)MnO₂催化过氧化氢分解速率快,短时间产生大量氧气使压强骤增,导致橡皮塞弹出,压强回落;(3)对比曲线,CuO对应的压强上升平稳,反应速率适中,符合催化效果好且反应温和的特点。
【解析】
(1)本实验目的是探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果,根据控制变量法,需保证催化剂的用量一致,因此海藻酸钠微球数应相同,避免因催化剂用量不同影响实验结果。
(2)MnO₂的催化效果极强,使过氧化氢分解速率过快,短时间内产生大量氧气,导致锥形瓶内压强急剧增大,当压强超过橡皮塞的承受能力时,橡胶塞被弹出,瓶内压强瞬间回落。
(3)从曲线可知,MnO₂催化时压强骤升,反应过于剧烈;Fe₂O₃、Cr₂O₃催化时压强变化缓慢,反应速率过慢;而CuO催化时压强上升平稳,反应速率适中,因此是催化效果较好、反应温和的催化剂。
【答案】
(1)确保催化剂用量一致;(2)产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(合理即可);(3)CuO
【知识点】
催化剂的催化效果;控制变量法;过氧化氢分解反应
【点评】
本题结合压强变化曲线考查催化剂对反应速率的影响,重点考查控制变量法的应用和图像分析能力,需要学生从实验设计和图像中提取关键信息,难度适中,能较好考查学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开,需结合控制变量法、压强变化曲线分析问题:(1)探究不同催化剂的催化效果时,需保证除催化剂种类外其他条件一致,因此要控制催化剂用量相同;(2)MnO₂催化过氧化氢分解速率快,短时间产生大量氧气使压强骤增,导致橡皮塞弹出,压强回落;(3)对比曲线,CuO对应的压强上升平稳,反应速率适中,符合催化效果好且反应温和的特点。
【解析】
(1)本实验目的是探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果,根据控制变量法,需保证催化剂的用量一致,因此海藻酸钠微球数应相同,避免因催化剂用量不同影响实验结果。
(2)MnO₂的催化效果极强,使过氧化氢分解速率过快,短时间内产生大量氧气,导致锥形瓶内压强急剧增大,当压强超过橡皮塞的承受能力时,橡胶塞被弹出,瓶内压强瞬间回落。
(3)从曲线可知,MnO₂催化时压强骤升,反应过于剧烈;Fe₂O₃、Cr₂O₃催化时压强变化缓慢,反应速率过慢;而CuO催化时压强上升平稳,反应速率适中,因此是催化效果较好、反应温和的催化剂。
【答案】
(1)确保催化剂用量一致;(2)产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(合理即可);(3)CuO
【知识点】
催化剂的催化效果;控制变量法;过氧化氢分解反应
【点评】
本题结合压强变化曲线考查催化剂对反应速率的影响,重点考查控制变量法的应用和图像分析能力,需要学生从实验设计和图像中提取关键信息,难度适中,能较好考查学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.6