Question

小松的爸爸给他奶奶买了一台“便携式制氧器”（如图1），小松仔细阅读了说明书，了解了它的工作原理（如图2的示意图）和所用的药品．药品中甲剂是一种白色颗粒状固体，作制氧剂；乙剂是黑色固体，作催化剂．

【提出问题】甲剂的化学成分是什么？
【查阅资料】过碳酸钠是白色粉末或颗粒状固体，遇水或加热等条件下易发生化学反应，可分解生成碳酸钠和过氧化氢，可用于制取氧气，渔业上作水体增氧剂．
【设计与实验】小松把甲剂和乙剂带到实验室与黄老师共同探究．在老师的指导下，验证出甲剂是一种含钠的化合物后，小雨接着进行如下实验：
（实验一）用甲剂和乙剂制取并验证氧气．
（1）①写出仪器a和b的名称：a

 

，b

 

．
②小雨应选择图3中的

 

（填字母）做气体发生装置．收集装置可用

 

，因为氧气的性质是

 

．
（2）装置连接完毕，检查装置气密性的方法是

 

．
（3）小松认为氧气应是由过氧化氢在乙剂催化下产生的．写出下列反应的文字表达式：过碳酸钠分解反应：

 

；反应仓内产生氧气

 

；
（实验二）取过碳酸钠晶体加入稀盐酸中，将产生的气体依次通过图4装置
①A中观察到浑浊现象，相关反应的文字表达式为

 

．
②气体经过B（除杂）、C（干燥）后，D中收集到的主要为氧气，请你设计一个个实验，检验D中收集的是氧气【简述实验操作与现象】

 

．
【反思与评价】（1）小雨选择的气体发生装置，可在实验室中制取另一种常见气体，反应的文字表达式为：

 

．
（2）小松联想到氧气的获取途径，归纳了图5其他几种常见方法：
①乙反应的文字表达式

 

；乙与丁原理的本质区别是

 

．
②丙方法通常用二氧化锰做催化剂，若不用催化剂，其可能产生的后果是

 

（选填以下编号）．
a．不产生氧气  b．产生氧气质量不变，但速率较慢  c．只能产生很少量氧气且速率慢
③你能补充的一种获得氧气的途径是：

 

．
（3）由小松查阅到的资料信息可知，保存过碳酸钠应注意：

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,检查装置的气密性,常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,催化剂的特点与催化作用,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（实验一）
（1）①根据常用仪器的名称和用途解答；
②根据发生和收集装置的选择依据、氧气的性质解答；
（2）根据检验装置气密性的方法解答；
（3）根据反应原理书写方程式；
（实验二）
①根据二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的性质解答；
②利用可助燃的特性，可将带火星的木条放于集气瓶内，若木条复燃，则为氧气；
【反思与评价】
（1）B是固液常温型可用来制取二氧化碳；
（2）①根据高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应原理书写表达式；根据两个化学反应的特点判断；
②根据催化剂的性质解答；
③可以用电解水的方法制氧气；
（3）根据题中信息解答；

解答：解：
（实验一）
（1）①根据常用仪器可知仪器分别为试管、分液漏斗；
 ②根据题意，甲剂、乙剂和水在常温下即可反应，属于“固液常温型”，所以选B装置；因为要检验该气体是否是氧气，所以需要的氧气需纯净，选排水法，因为氧气不易溶于水且不与水反应；
（2）检验装置气密性的方法是把导气管放入水中，用手握住锥形瓶，如果导气管口有气泡冒出，则证明气密性好；
（3）过碳酸钠分解反应的表达式过碳酸钠→碳酸钠+氧气；反应仓内产生氧气2H₂O2

乙剂  .

2H₂O+O₂↑
（实验二）
①二氧化碳与氢氧化钙反应生成水和碳酸钙沉淀，故答案为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②利用可助燃的特性，可将带火星的木条放于集气瓶内，若木条复燃，则为氧气；
【反思与评价】
（1）B是固液常温型可用来制取二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑；
（2）
①高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应原理为2KMnO₄

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，属于化学变化，分离液态空气制取氧气是根据液态氧和液态氮的沸点不同而分离的，没有产生新物质，是物理变化；
②根据催化剂的性质，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成气体的质量，故选b；
③可以用电解水的方法制氧气；
（3）保存过碳酸钠应注意放在阴凉干燥处．
答案：
（实验一）
（1）①酒精灯  分液漏斗
②B  E   氧气不易溶于水且不与水反应
（2）把导气管放入水中，用手握住锥形瓶，如果导气管口有气泡冒出，则证明气密性好；
（3）过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢   2H₂O2

乙剂  .

2H₂O+O₂↑
（实验二）
①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
②用带火星的木条放在集气瓶内，木条复燃则证明是氧气
【反思与评价】
（1）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑；
（2）
①2KMnO₄

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑   乙是化学变化，丁是物理变化
②b
③电解水
（3）放在阴凉干燥处

点评：本题起点高，但落点低，审好题结合氧气的性质、制氧气的装置、碳酸根离子的检验进行解答．熟练掌握氧气的制法，并会根据反应形式判断反应类型，会从装置、操作、是否加热、生成物是否有污染等方面比较方案的优缺点是解答此类题的关键．