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蓝紫
吸收二氧化硫,防止污染空气
铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁
增大受热面积,利于铁丝持续燃烧
缓慢
氧气
质量
化学性质
a
过氧化氢$\xrightarrow{淀粉}$水+氧气
收集25 mL气体所需的时间
二氧化锰的催化效果比淀粉好
取两支试管,分别加入20 mL 3%过氧化氢溶液、20 mL 5%过氧化氢溶液,再分别加入0.5 g二氧化锰,测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间(合理即可)
【分析】
本题围绕氧气的工业制取、实验室制取及性质展开,需逐一回忆相关基础知识点:①工业制氧利用液态氮和液态氧沸点不同分离,无新物质生成;②识别常见化学仪器;③根据反应物状态和反应条件选发生装置,根据气体密度和溶解性选收集装置,高锰酸钾制氧需注意试管口塞棉花,排水法收集的时机;④分析装置优缺点;⑤氧气验满的位置;⑥硫在氧气中燃烧的现象及集气瓶中水的作用;⑦铁丝燃烧的反应表达式及铁丝盘成螺旋状的目的;⑧木炭在氧气中燃烧的操作注意事项,结合各知识点逐一解答即可。
【解析】
(1)分离液态空气法是利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离,过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(2)图甲中①为酒精灯,②为长颈漏斗;
(3)高锰酸钾制取氧气是固体加热型反应,发生装置选A;要收集较纯净的氧气,用排水法,收集装置选D,故装置组合为AD;高锰酸钾受热时粉末易进入导管,装置不足之处是试管口没有塞一团棉花;排水法收集氧气的最佳时刻是气泡连续均匀冒出时(初始排出的是装置内空气,立即收集会导致气体不纯);
(4)装置C使用分液漏斗,可通过控制液体滴加速度来控制反应速率,而装置B使用长颈漏斗无法控制,故C的优点是可以控制反应速率;
(5)G装置是向上排空气法收集氧气,氧气密度比空气大,从导管a通入,空气从b排出,验满时需将带火星的小木条放在导管口b处,若木条复燃则说明已收集满;
(6)硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的二氧化硫,二氧化硫有毒,集气瓶中加水的目的是吸收二氧化硫,防止污染空气;
(7)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式为:铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;将铁丝盘成螺旋状的目的是增大受热面积,利于铁丝持续燃烧;
(8)木炭在氧气中燃烧时,需由瓶口向下缓慢插入,使木炭与氧气充分接触,若迅速插入则会导致上部氧气受热逸出,反应不充分。
【答案】
物理;酒精灯;长颈漏斗;AD;试管口没有塞一团棉花;气泡连续均匀冒出时;可以控制反应速率;b;蓝紫;吸收二氧化硫,防止污染空气;铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁;增大受热面积,利于铁丝持续燃烧;缓慢
【知识点】
氧气的工业制取;实验室制取氧气;氧气的性质实验
【点评】
本题为氧气相关的基础综合题,涵盖氧气制取的原理、装置选择、操作要点及性质实验的核心内容,侧重考查学生对基础知识点的掌握与应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断淀粉能否作为过氧化氢分解的催化剂,需依据催化剂“一变两不变”的核心定义:能改变反应速率,且反应前后自身质量和化学性质不变。因此实验需验证淀粉加快过氧化氢分解速率、反应前后淀粉质量不变、化学性质不变;对比催化效果时,生成相同体积气体的时间越短,催化效果越好;验证浓度对分解速率的影响时,需控制其他变量相同,仅改变过氧化氢浓度,通过测量生成相同体积气体的时间判断速率。
【解析】
1. 实验验证:根据催化剂定义,需确认淀粉可加快过氧化氢分解产生氧气,反应前后淀粉质量不变、化学性质不变。
2. B中过氧化氢在淀粉催化下分解,文字表达式为:$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{淀粉}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$。
3. 实验拓展:对比催化效果时,以生成25 mL气体为准,待测数据是收集25 mL气体所需的时间;若$x>y$,说明淀粉催化时耗时更长,因此二氧化锰的催化效果比淀粉好。
4. 验证浓度影响:控制过氧化氢体积、催化剂种类和质量等变量,仅改变浓度,测量生成25 mL氧气的时间,方案合理即可。
【答案】
氧气;质量;化学性质;$\mathrm{过氧化氢}\xrightarrow{\mathrm{淀粉}}\mathrm{水}+\mathrm{氧气}$;收集25 mL气体所需的时间;二氧化锰的催化效果比淀粉好;取两支试管,分别加入20 mL 3%过氧化氢溶液、20 mL 5%过氧化氢溶液,再分别加入0.5 g二氧化锰,测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间(合理即可)
【知识点】
催化剂的概念、过氧化氢分解反应、控制变量法
【点评】
本题围绕催化剂探究展开,结合核心概念理解与控制变量法应用,是初中化学实验探究的典型题型,重点考查学生对催化剂定义及反应速率影响因素的掌握,需熟练掌握实验设计的逻辑。
【难度系数】
0.6