Question

小松的爸爸給他奶奶買了一臺“便攜式制氧器”（如圖1），小松仔細閱讀了說明書，了解了它的工作原理（如圖2的示意圖）和所用的藥品．藥品中甲劑是一種白色顆粒狀固體，作制氧劑；乙劑是黑色固體，作催化劑．

【提出問題】甲劑的化學成分是什么？
【查閱資料】過碳酸鈉是白色粉末或顆粒狀固體，遇水或加熱等條件下易發生化學反應，可分解生成碳酸鈉和過氧化氫，可用于制取氧氣，漁業上作水體增氧劑．
【設計與實驗】小松把甲劑和乙劑帶到實驗室與黃老師共同探究．在老師的指導下，驗證出甲劑是一種含鈉的化合物后，小雨接著進行如下實驗：
（實驗一）用甲劑和乙劑制取并驗證氧氣．
（1）①寫出儀器a和b的名稱：a

 

，b

 

．
②小雨應選擇圖3中的

 

（填字母）做氣體發生裝置．收集裝置可用

 

，因為氧氣的性質是

 

．
（2）裝置連接完畢，檢查裝置氣密性的方法是

 

．
（3）小松認為氧氣應是由過氧化氫在乙劑催化下產生的．寫出下列反應的文字表達式：過碳酸鈉分解反應：

 

；反應倉內產生氧氣

 

；
（實驗二）取過碳酸鈉晶體加入稀鹽酸中，將產生的氣體依次通過圖4裝置
①A中觀察到渾濁現象，相關反應的文字表達式為

 

．
②氣體經過B（除雜）、C（干燥）后，D中收集到的主要為氧氣，請你設計一個個實驗，檢驗D中收集的是氧氣【簡述實驗操作與現象】

 

．
【反思與評價】（1）小雨選擇的氣體發生裝置，可在實驗室中制取另一種常見氣體，反應的文字表達式為：

 

．
（2）小松聯想到氧氣的獲取途徑，歸納了圖5其他幾種常見方法：
①乙反應的文字表達式

 

；乙與丁原理的本質區別是

 

．
②丙方法通常用二氧化錳做催化劑，若不用催化劑，其可能產生的后果是

 

（選填以下編號）．
a．不產生氧氣  b．產生氧氣質量不變，但速率較慢  c．只能產生很少量氧氣且速率慢
③你能補充的一種獲得氧氣的途徑是：

 

．
（3）由小松查閱到的資料信息可知，保存過碳酸鈉應注意：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,檢查裝置的氣密性,常用氣體的發生裝置和收集裝置與選取方法,催化劑的特點與催化作用,酸的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（實驗一）
（1）①根據常用儀器的名稱和用途解答；
②根據發生和收集裝置的選擇依據、氧氣的性質解答；
（2）根據檢驗裝置氣密性的方法解答；
（3）根據反應原理書寫方程式；
（實驗二）
①根據二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁的性質解答；
②利用可助燃的特性，可將帶火星的木條放于集氣瓶內，若木條復燃，則為氧氣；
【反思與評價】
（1）B是固液常溫型可用來制取二氧化碳；
（2）①根據高錳酸鉀和氯酸鉀制取氧氣的反應原理書寫表達式；根據兩個化學反應的特點判斷；
②根據催化劑的性質解答；
③可以用電解水的方法制氧氣；
（3）根據題中信息解答；

解答：解：
（實驗一）
（1）①根據常用儀器可知儀器分別為試管、分液漏斗；
 ②根據題意，甲劑、乙劑和水在常溫下即可反應，屬于“固液常溫型”，所以選B裝置；因為要檢驗該氣體是否是氧氣，所以需要的氧氣需純凈，選排水法，因為氧氣不易溶于水且不與水反應；
（2）檢驗裝置氣密性的方法是把導氣管放入水中，用手握住錐形瓶，如果導氣管口有氣泡冒出，則證明氣密性好；
（3）過碳酸鈉分解反應的表達式過碳酸鈉→碳酸鈉+氧氣；反應倉內產生氧氣2H₂O2

乙劑  .

2H₂O+O₂↑
（實驗二）
①二氧化碳與氫氧化鈣反應生成水和碳酸鈣沉淀，故答案為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②利用可助燃的特性，可將帶火星的木條放于集氣瓶內，若木條復燃，則為氧氣；
【反思與評價】
（1）B是固液常溫型可用來制取二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑；
（2）
①高錳酸鉀和氯酸鉀制取氧氣的反應原理為2KMnO₄

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，屬于化學變化，分離液態空氣制取氧氣是根據液態氧和液態氮的沸點不同而分離的，沒有產生新物質，是物理變化；
②根據催化劑的性質，催化劑只是改變化學反應速率，不影響生成氣體的質量，故選b；
③可以用電解水的方法制氧氣；
（3）保存過碳酸鈉應注意放在陰涼干燥處．
答案：
（實驗一）
（1）①酒精燈  分液漏斗
②B  E   氧氣不易溶于水且不與水反應
（2）把導氣管放入水中，用手握住錐形瓶，如果導氣管口有氣泡冒出，則證明氣密性好；
（3）過碳酸鈉→碳酸鈉+過氧化氫   2H₂O2

乙劑  .

2H₂O+O₂↑
（實驗二）
①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
②用帶火星的木條放在集氣瓶內，木條復燃則證明是氧氣
【反思與評價】
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑；
（2）
①2KMnO₄

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑   乙是化學變化，丁是物理變化
②b
③電解水
（3）放在陰涼干燥處

點評：本題起點高，但落點低，審好題結合氧氣的性質、制氧氣的裝置、碳酸根離子的檢驗進行解答．熟練掌握氧氣的制法，并會根據反應形式判斷反應類型，會從裝置、操作、是否加熱、生成物是否有污染等方面比較方案的優缺點是解答此類題的關鍵．