初中化学氧气的制取实验探究题专题训练含答案Word文件下载.docx
《初中化学氧气的制取实验探究题专题训练含答案Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中化学氧气的制取实验探究题专题训练含答案Word文件下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（作出猜想）
猜想一：
NaClO类似分解H2O2溶液制取氧气时MnO2的作用，作催化剂；
猜想二：
NaC1O与H2O2溶液发生化学反应，作_______。
（实验探究）
（1）按上图所示组装实验装置（固定装置省略）。
加入药品前的操作是_______。
（2）实验Ⅰ：
按上图装置经注射器甲注入10mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10mL；
（忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同）
（3）实验Ⅱ：
先向锥形瓶中加入20mL84消毒液，再按上图装置将25mLH2O2溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见下表：
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
H2O2溶液/mL
5
注射器乙中气体的总体积/mL
35
70
85
a
b
表中的数据a=_______。
（实验结论）根据表中数据判断_______（填“猜想一”或“猜想二”）是正确的，依据是_______。
（反思评价）通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。
3、过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解。
某化学兴趣小组探究过氧化氢与氢氧化铜混合产生气体的过程如下：
（查阅资料）
a．过氧化铜（CuO2）为黄褐色固体
b．
（实验过程）
步骤一：
制备氢氧化铜
向盛有5mL溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀。
步骤二：
氢氧化铜与过氧化氢混合
向蓝色沉淀中逐滴滴入溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡且越来越快，最终试管中得到黑色沉淀。
分析实验过程，请完成下列问题：
（1）CuO2中氧元素的化合价为______，请写出产生蓝色沉淀的化学方程式______。
为验证该气体是否为氧气，可以使用______进行检验。
（提出问题）气泡越来越快的原因是什么？
（2）小组成员作出如下猜想：
猜想Ⅰ：
Cu（OH）2作为催化剂加快H2O2分解产生O2；
猜想Ⅱ：
CuO2作为催化剂加快H2O2分解产生O2；
猜想Ⅲ：
______（填化学式）作为催化剂加快H2O2分解产生O2。
（验证猜想）
①某同学立即否定猜想Ⅰ、Ⅱ，理由是______。
②简述验证猜想Ⅲ正确的实验方案______。
（反思拓展）
黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡的化学方程式为______。
4、化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。
（提出问题）氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？
①氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在；
②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
（猜想假设）
该气体为O2；
该气体为___________；
猜想三：
该气体为O2和Cl2的混合物。
序号
操作
现象
结论
方案Ⅰ
用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。
木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色
猜想_________成立
方案Ⅱ
向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。
木条_____，淀粉碘化钾试纸_______
猜想三成立
（反思评价）
为什么两种方案得出的结论不一致？
哪个是正确的？
①同学：
方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是_________。
②老师：
不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是_________。
（拓展应用）
实验结束后，该组同学准备回收固体剩余物中的不溶于水的二氧化锰，实验的主要步骤为：
①溶解、②_______、③洗涤干燥。
步骤②中玻璃棒的作用是_______。
5、实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气。
某化学兴趣小组发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
（提出问题）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁是否也可以作氯酸钾分解的催化剂?
（猜想与假设）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁可能也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（实验探究）按下表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）。
实验序号
实验药品
分解温度（℃）
1
氯酸钾
580
2
氯酸钾、二氧化锰（质量比1：
1）
350
3
氯酸钾、氧化铜（质量比1：
370
4
氯酸钾、氧化铁（质量比X）
390
（分析数据得出结论）
（1）由实验________与实验④对比，证明猜想合理；
（2）表中x为________，实验所用的三种物质中，催化剂效果最好的是___________。
（反思）
（1）若要证明氯化铁是氯酸钾分解制氧气的催化剂，还要验证它在化学反应前后的________和________不变
（2）除催化剂的种类，同种催化剂的______________可能影响催化效果（写一种）。
6、小亮对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鱼鳔产生了兴趣，他准备探究“鳔内气体的体积和成分”。
他通过查阅资料获知：
鱼鳔内氧气约占1/4，其余主要是二氧化碳和氮气。
探究分两步进行：
（1）测量鱼鳔内气体的体积。
小亮设计了两种方法：
A、用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积；
B、在水下剌破鳔，用排水法收集鳔内气体并测量其体积（如下图）。
你认为这两种方法中不合理的是________，理由：
_________________________________。
（2）探究鱼鳔内气体的成分。
给你两集气瓶鳔内气体，请你帮助他设计实验方案。
实验步骤
实验现象
验证鳔内含有氧气
①________________
②______________________
验证鳔内含有二氧化碳
③_____________________
④____________________
7、某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分维生素C（C6H9O6）、碳酸氢钠（NaHCO3）、柠檬酸（C6H8O7））溶于水，有许多气泡产生。
该小组同学进行如下探究。
探究：
该气体的成分。
（查阅资料）CO是有毒气体，氢气是最清洁的燃料，二氧化碳通常状态下不支持燃烧，所以可用于灭火。
（猜想与假设）小华说：
该气体可能是CO2、O2、CO、H2。
小明说：
不可能含有H2，因为___________________。
小芳说：
不可能含有CO，因为___________________。
该小组同学认为：
该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
（进行实验）
实验编号
实验操作
①
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
②
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条没有复燃
（得出结论）
（1）由实验①可知，该气体中肯定含有____________，写出通过化合反应生成该物质的文字表达式_______________________________。
（2）由实验②____________（填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是___________________________。
8、增氧剂可用于给鱼池增氧，某化学兴趣小组对某种增氧剂的增氧原理进行实验探究。
（查阅资料）该增氧剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种白色晶体，化学式可以表示为2Na2CO3·
3H2O2。
过氧化氢溶液常温较稳定，能缓慢分解，受热容易分解。
（提出问题）增氧剂真的能增氧吗？
（初次探究）取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，观察到固体完全溶解，形成无色溶液，无气泡产生；
加热，产生大量气泡。
（作出猜想）该兴趣小组结合资料和实验现象推测增氧剂溶于水后生成Na2CO3和H2O2。
（再次探究）该兴趣小组进行如下实验：
实验结论
（1）
另取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，待其完全溶解，再加入______，将带火星的木条伸入试管内
______
溶液中含有H2O2。
该操作中H2O2参与反应的化学方程式为______
（2）
待步骤
（1）完全反应后，将所得物质过滤，取少量滤液于另一支试管中，加入______
产生白色沉淀
溶液中含有Na2CO3
（得出结论）该增氧剂的增氧原理为______。
（评价反思）该增氧剂的保存方法为______。
9、茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。
〖提出问题Ⅰ〗茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？
〖表达交流Ⅰ〗通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。
〖提出问题Ⅱ〗茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？
〖表达交流Ⅱ〗
（1）加入试剂X的目的是_______（用化学方程式表示）。
10、某化学兴趣小组对“氧化铜能否作过氧化氢分解的催化剂“进行了探究
实验分析或结论
实验分析
有少量气泡；
木条不复燃
过氧化氢能分解，但是
_________
氧化铜是过氧化氢分解的催化剂
__________________
氧化铜能加快过氧化氢分解
（1）写出实验②中反应的化学方程式：
___________________。
（交流反思）实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有_________________。
①体积相同②浓度相同③温度相同
（2）小明同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，他补充设计了以下两个探究实验
实验一：
称量反应后固体质量，并与反应前的称量数据作比较，其目的是________________。
实验二：
另取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，再向其中加入实验②反应后的固体剩余物，如图1所示，其目的是证明_______________________。
（实验拓展）小红同学用MnO2、CuO两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探究分解过氧化氢溶液制取氧气的适宜催化剂。
实验操作：
取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用图1装置进行实验。
改用另一种微球，分别重复上述实验，得到图2的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
（3）每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是_____________。
（4）用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是_______________。
（5）从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是__________________。
11、实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰（催化剂）制取氧气．
（提出问题）二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用量对反应速率是否有影响？
（设计实验）
（1）实验装置如图所示．
（2）实验记录：
每次用30毫升10%的过氧化氢溶液，采用不同量二氧化锰粉末作催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中：
6
7
8
9
10
二氧化锰用量（g）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
待测数据
（分析）
（1）上述实验应该测定的“待测数据”可能是_____________．
（2）10次实验“每次用30毫升10%的过氧化氢溶液”的目的是_____________．
（3）若第2次实验比第3次试验的“待测数据”更______________（填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快．
（实验与结果）经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异．
（结论）__________________．
============参考答案============
一、科学探究题
1、纯碱或苏打产生氧气速率较慢，氧气浓度过低，不足以使带火星木条复燃无过氧化氢
取少量滤液于试管中，滴加Na2CO3溶液，若有白色沉淀生成，说明试剂X（CaCl2）过量无色硬度较小
【解析】
【详解】
查阅资料1：
碳酸钠俗称苏打、纯碱；
表达交流Ⅰ：
（1）实验1中“木条不复燃”的原因是常温下过氧化氢的分解速率很慢，产生氧气的速率慢，氧气浓度低，不足以使带火星的木条复燃；
（2）过氧化氢受热分解生成水和氧气，故实验2中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是无过氧化氢；
表达交流Ⅱ：
（1）由于溶液中存在碳酸钠，碳酸钠显碱性，也能使无色酚酞试液变红，会影响氢氧化钠的检验，故加入的试剂X可以是氯化钙，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，可将碳酸钠除尽，该反应的化学方程式为：
；
（2）氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，产生白色沉淀，故取少量滤液于试管中，滴加Na2CO3溶液，若有白色沉淀生成，说明试剂X（CaCl2）过量；
（3）说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠，则溶液显中性，不能使无色酚酞试液变色，故溶液M呈无色；
反思总结：
（2）使用茶垢清洁剂时应选择硬度较小的水进行溶解，去垢效果更好，否则硬水中的可溶性含钙化合物可能与碳酸钠反应，消耗碳酸钠。
2、反应物检查装置气密性90二实际实验中得到气体体积不是每次相等
作出猜想：
NaC1O与H2O2溶液发生化学反应，作为反应物。
实验探究：
（1）组装实验装置，加入药品前的操作是检查装置气密性，防止装置漏气。
（3）第1、2、3次数据比较可知，第3次得到气体体积为85-70=15mL，小于第2次得到气体体积为70-35=35mL，故第3次加入过氧化氢溶液已经反应完毕；
第4次加入5mL溶液，排出5mL气体，故数据a=85+5=90mL。
实验结论：
如果NaClO类似分解H2O2溶液制取氧气时MnO2的作用，作催化剂；
那么每次加入等量过氧化氢溶液得到气体体积应该相等，但实际实验中得到气体体积不是每次相等，故NaC1O与H2O2溶液发生化学反应，猜想二正确。
3、-1
带火星的木条CuO一开始向蓝色沉淀中加入过氧化氢，无气泡产生，生成黄褐色沉淀，也无气泡产生，后生成黑色沉淀后，才产生气泡，且随着黑色沉淀增多，产生气泡越来越快
取两支试管，一支加入少量氧化铜，另一支不加，分别加入等量、等浓度的过氧化氢溶液，将带火星的木条分别伸入试管内，加氧化铜的试管，产生大量气泡，能使带火星的木条复燃，不加氧化铜的，带火星的木条不复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢分解
（1）过氧化铜中铜元素显+2价，设氧元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：
（+2）+2x=0，x=-1；
产生蓝色沉淀是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，该反应的化学方程式为：
氧气具有助燃性，可用带火星的木条进行检验，带火星的木条复燃，说明是氧气；
过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解，氢氧化铜和过氧化氢混合后，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，蓝色沉淀为氢氧化铜，黄褐色沉淀为过氧化铜，黑色沉淀应为氧化铜，故可能是CuO作为催化剂加快过氧化氢分解；
验证猜想：
①根据实验现象，一开始向蓝色沉淀中加入过氧化氢，无气泡产生，生成黄褐色沉淀后，也无气泡产生，后黑色沉淀产生后，才产生气泡，随着黑色沉淀的增多，气泡越来越快，说明猜想Ⅰ、Ⅱ不正确；
②取两支试管，一支加入少量氧化铜，另一支不加，分别加入等量、等浓度的过氧化氢溶液，将带火星的木条分别伸入试管内，加氧化铜的试管，产生大量气泡，能使带火星的木条复燃，不加氧化铜的，带火星的木条不复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢分解；
反思拓展：
黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡，是因为过氧化铜和过氧化氢反应生成氧化铜和氧气，由于反应物中含氢元素，故还有水生成，该反应的化学方程式为：
4、Cl2一复燃变蓝用排水法收集气体即使产生氯气也会被溶解氧气没有刺激性气味过滤搅拌，加速固体溶解
猜想假设：
根据猜想一和猜想三可知，猜想可能的两种气体是氧气和氯气，所以猜想二为：
Cl2；
方案Ⅰ用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。
木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色，说明产生的是氧气，没有氯气。
猜想一成立；
方案Ⅱ向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶，要使得猜想三成立，生成氧气和氯气，氯气氧化碘化钾生成碘单质，碘与淀粉作用呈蓝色，故现象为木条复燃，淀粉碘化钾试纸变为蓝色；
反思评价：
①用排水法收集气体，即使生成了少量的氯气，也会溶解在水，而收集不到，所以不合理；
②氧气没有刺激性气味所以不可能只含有氧气；
拓展应用：
①溶解、②过滤、③洗涤干燥。
步骤②中玻璃棒的作用是搅拌，加速固体溶解。
5、①1:
1二氧化锰质量化学性质质量
分析数据得出结论：
（1）由表格可知
升级会员 