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實驗活動1 氧氣的實驗室制取與性質 練習題 一、單選題（共9題；共18分） 1.下列物質在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，說法錯誤的是（ ） 選項 物質 現(xiàn)象 A 紅磷 產生大量白煙 B 鐵絲 劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體 C 硫粉 發(fā)出藍紫色火焰，聞到刺激性氣味 D 木炭 發(fā)出白光，生成黑色固體 A.AB.BC.CD.D 2.如圖表示一定質量的KClO3和MnO2固體混合物受熱過程中，某變量y隨時間的變化趨勢，縱坐標表示的是（　?。? A.固體中氧元素的質量B.生成O2的質量C.固體中MnO2的質量D.固體中鉀元素的質量 3.實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的部分操作如圖所示，其中正確的是（　?。? A.裝藥品B.制備 C.收集D.驗滿 4.下列物質在氧氣中燃燒，生成黑色固體物質的是（ ） A.鐵絲B.木炭C.白磷D.硫粉 5.實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時有如下操作步驟：①加熱②檢查裝置的氣密性③裝藥品④用排水集氣法收集⑤從水槽中取出導氣管⑥熄滅酒精燈⑦連接儀器，其中操作順序正確的是（ ） A.①⑦③②⑤④⑥B.⑦②③①④⑤⑥ C.⑤⑦③②①④⑥D.⑦③①②④⑥⑤ 6.下列有關實驗及其現(xiàn)象描述不正確的是 A.紅磷在氧氣中燃燒產生大量白煙B.鐵在空氣中燃燒火星四射，生成黑色固體 C.硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰D.加熱銅絲后表面產生黑色物質 7.實驗室制取氧氣，下列說法錯誤的是（ ） A.裝置①可用于高錳酸鉀制取氧氣B.裝置②可用于過氧化氫溶液制取氧氣 C.裝置③可用于收集氧氣D.裝置④可用于收集氧氣 8.下列實驗現(xiàn)象描述正確的是（ ） A.硫在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰，生成刺激性氣味氣體 B.鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，生成黑色的四氧化三鐵 C.木炭在氧氣中燃燒發(fā)出白光，生成大量黑煙 D.紅磷在氧氣中燃燒產生大量白色煙霧 9.下列實驗現(xiàn)象描述錯誤的是（　?。? A.鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵B.紅磷在空氣中燃燒產生大量白煙 C.硫在空氣中燃燒生成有刺激性氣味的氣體D.純凈的氫氣在空氣中燃燒產生淡藍色火焰 二、填空題（共4題；共14分） 10.現(xiàn)在木炭、硫粉、紅磷、鐵絲、石蠟五種物質，在空氣中不燃燒的是________；在氧氣中燃燒能生成一種刺激性的大氣污染物的是________；在盛有氧氣的集氣瓶中燃燒，瓶壁上有水霧生成的是________；產物中有能使澄清石灰水變渾濁的氣體是________；在氧氣中燃燒時能發(fā)出白光的是________?。 11.做木炭在氧氣中燃燒實驗時，應將紅熱的木炭________，為什么要這樣操作原因是________． 12.指出下面實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的裝置圖中的三處錯誤： a.________ 。 b.________。 c.________。 13.如圖所示的是初中化學中的三個重要實驗，請回答下列問題： （1）實驗A中，傾倒CO2時觀察到的現(xiàn)象是________． （2）實驗B中，測得空氣中氧氣體積分數小于的原因可能是（只答一條）________ （3）實驗C中，觀察到鐵絲劇烈燃燒，________ ， 生成黑色固體，放出大量的熱．發(fā)生反應的化學方程式為　________?。? 三、綜合題（共1題；共5分） 14.用如圖所示裝置的序號回答下列問題（裝置可重復使用，尾氣處理裝置未給出）： （1）過氧化氫（H2O2）溶液與二氧化錳混合時發(fā)生如下反應：2H2O22H2O+O2↑．實驗室利用此反應制取氧氣的反應裝置應選　________和________ （2）檢驗CO中混有的CO2的裝置是　________．除去CO中較多的CO2 ， 最好選________　裝置． （3）水煤氣含有CO、H2、CO2、H2O．證明水煤氣中含有CO和H2的實驗裝置連接順序是：________ 四、解答題（共1題；共5分） 15.實驗室用高錳酸鉀來制取氧氣．經探究，生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的． （1）現(xiàn)有高錳酸鉀32 g，大約能生成氧氣的質量是多少？ （2）這些氧氣若裝在容積為125 mL的集氣瓶中，最多裝幾瓶？（氧氣在該條件下的密度為1.429 g/L）． 五、實驗探究題（共2題；共17分） 16.（xx?許昌一模）根據如圖所示裝置，回答有關氣體制取的問題． （1）實驗室用B裝置制取O2時，應選用的藥品有________ ． （2）D裝置和C相比，收集氣體時的優(yōu)點是________ ． （3）若用A、D組合制取O2 ， 在沒有錯誤操作的情況下，當有氣泡從集氣瓶口逸出時，說明了什么問題． 17.根據題意填空： （1）實驗室制氧氣的兩種方法如下： 方法一：2H2O2 2H2O+ O2↑ 方法二：2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ Ⅰ.用方法二制取氧氣選擇的反應裝置為________； Ⅱ.設計A裝置時使用分液漏斗的目的是________； Ⅲ.現(xiàn)用方法一制取并收集一瓶干燥的氧氣，若用C裝置干燥氧氣，此干燥瓶中裝有的物質為________；在實驗室中制取、干燥和收集氧氣，請按氣體流向，用導管的編號將裝置連接好________。 （2）生石灰是一種傳統(tǒng)的建筑材料，俗稱“石灰”。工業(yè)上通過在石灰窯中煅燒石灰石制得“石灰”，其反應原理是：CaCO3 CaO+CO2↑。興趣小組的同學對某地剛出窯的“石灰”的成分進行探究。 【提出問題】 剛出窯的“石灰”有那些成分？ 【猜想】 I．只有氧化鈣 II．只有碳酸鈣 III．既有氧化鈣也有碳酸鈣 【實驗探究】 甲同學從樣品中取一定量的固體于試管中，并加入一定量的水，振蕩，有白色不溶物。甲同學據此認為試管中的固體為碳酸鈣，即猜想II成立。乙同學認為上述實驗不足以證明猜想II成立，其理由是________。 （3）乙同學從樣品中取一定量的固體于試管中，加入一定量的水，觸摸試管外壁，感覺發(fā)熱；繼續(xù)向試管中加入幾滴稀鹽酸，沒有發(fā)現(xiàn)氣泡產生。乙同學據此認為試管中的固體只有氧化鈣，即猜想I成立。丙同學認為乙的實驗不足以證明猜想I成立，理由是________。 （4）丙同學認為利用感覺溫度變化的方法判斷是否有氧化鈣不可靠，他用水、酚酞試液和稀鹽酸證明了猜想III成立，請完成他的實驗報告。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結論 ①________ ②________ ________ 猜想III成立 （5）【思考】使用“石灰”的建筑工地上常有一個大的石灰池，使用“石灰”時，先將生石灰倒入池內水中，一段時間后，再取用其中的石灰漿使用。長期使用的石灰池內壁會逐漸增厚，其主要原因是________。  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、紅磷在氧氣中燃燒，產生大量的白煙，故選項說法正確． B、鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成一種黑色固體，故選項說法正確． C、硫粉在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，產生一種具有刺激性氣味的氣體，故選項說法正確． D、木炭在氧氣中燃燒，發(fā)出白光，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，故選項說法錯誤． 故選：D． 【分析】A、根據紅磷在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． B、根據鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． C、根據硫粉在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． D、根據木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． 2.【答案】A 【解析】【解答】解：A．反應后生成氧氣跑掉，故固體中氧元素的質量從開反應就不斷減少，反應停止后不變，由于二氧化錳中也有氧元素，故最后不能為0，故符合該圖象正確． B．生成氧氣的質量不斷增加，不符合該圖象． C．二氧化錳在反應中為催化劑，反應前后質量不變，不符合該圖象． D．反應前后固體中鉀元素的質量不變，不符合該圖象． 答案：A． 【分析】根據圖象可知，縱坐標表示的物質或元素開始不變，再逐漸減少，反應停止后不變，結合各物質即元素在反應中的變化情況來分析． 3.【答案】C 【解析】【解答】解：A．向試管中添加藥品時，要將試管橫放，然后用藥匙將藥品送到試管底部，再將試管慢慢豎起，故圖示操作錯誤； B．實驗室用高錳酸鉀加熱制取氧氣時，試管口要略向下傾斜，防止藥品中的水分受熱后變成水蒸氣，再冷凝成水珠倒流回試管底部，使試管炸裂；故圖示操作錯誤； C．用向上排空氣法收集氣體時，導氣管應伸入集氣瓶的底部；目的是排凈集氣瓶內的空氣，故圖示操作正確； D．驗滿時不能把帶火星的木條伸入集氣瓶內；應將帶火星的木條放在集氣瓶口，觀察木條是否復燃，故圖示操作錯誤． 故選C． 【分析】A．根據固體藥品的取用方法來分析； B．根據給試管中的固體加熱的方法來分析； C．根據收集氣體的方法來分析； D．根據氧氣的驗滿方法來分析． 4.【答案】A 【解析】鐵絲在氧氣中燃燒生成黑色的四氧化三鐵，A正確；木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳氣體，B錯誤；白磷在氧氣中燃燒生成白色的五氧化二磷，C錯誤；硫粉在氧氣中燃燒生成二氧化硫氣體，D錯誤。【分析】本題考查鐵、炭、磷、硫在氧氣中燃燒生成物的物理性質。 5.【答案】B 【解析】【解答】根據實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時操作步驟：連→查→裝→定→點→收→移→熄，可知操作順序正確的是⑦②③①④⑤⑥； 故答案為：B． 【分析】實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的操作步驟是：連→查（檢查裝置的氣密性）→裝（向試管里裝入固體藥品；在試管口放一團棉花）→定（用鐵架臺固定儀器裝置）→點（用火柴點燃酒精燈，給試管加熱；注意要用外焰，先預熱，再固定在有藥品的部位加熱）→收→移（把導管移出水面）→熄（熄滅酒精燈），據此解答即可. 6.【答案】B 【解析】A、紅磷氧氣中劇烈燃燒，產生大量的白煙，現(xiàn)象描述正確，故A不可選； B、鐵在氧氣中燃燒火星四射，生成黑色固體，但是鐵在空氣中不能燃燒，現(xiàn)象描述錯誤，故B可選； C、硫在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍色火焰，放出熱量，產生一種具有刺激性氣味的氣體，現(xiàn)象描述正確，故C不可選； D、銅絲加熱后表面會生成黑色氧化銅，現(xiàn)象描述正確，故D不可選； 故選B． 7.【答案】C 【解析】【解答】解：A．高錳酸鉀固體需要在加熱的條件下分解為制取氧氣，故A正確； B．過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下分解產生氧氣，屬于固液常溫制氣體，故B正確； C．氧氣的密度比空氣大，應該用向上排空氣來收集，故C錯誤； D．氧氣不易溶于水，故可用排水法來收集，故D正確． 故選C． 【分析】制取氣體的裝置的選擇取決于反應物的狀態(tài)和反應條件，收集氣體的方法取決于氣體的密度和溶解能力． 8.【答案】A 【解析】【解答】解：A、硫在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰，生成刺激性氣味氣體，故選項說法正確．B、鐵絲在氧氣中燃燒生成黑色的四氧化三鐵是實驗結論而不是實驗現(xiàn)象，故選項說法錯誤． C、木炭在氧氣中燃燒發(fā)出白光，不生成大量黑煙，故選項說法錯誤． D、紅磷在氧氣中燃燒產生大量白煙，沒有霧，故選項說法錯誤． 故選：A． 【分析】A、根據硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． B、根據鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． C、根據木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． D、根據紅磷在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷 9.【答案】A 【解析】【解答】A、鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是實驗結論而不是實驗現(xiàn)象，故選項說法錯誤． B、紅磷在空氣中燃燒產生大量白煙，故選項說法正確． C、硫在空氣中燃燒，生成有刺激性氣味的氣體，故選項說法正確． D、純凈的氫氣在空氣中燃燒，產生淡藍色火焰，故選項說法正確． 故選：A． 【分析】A、根據木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． B、根據紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． C、根據硫在空氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． D、根據純凈的氫氣在空氣中燃燒的現(xiàn)象進行分析判斷． 二、填空題 10.【答案】鐵絲；硫粉?；石蠟；木炭和石蠟?；木炭和石蠟 【解析】【解答】根據所給物質的性質和反應的現(xiàn)象分析。 鐵絲在空氣中不能燃燒，只有在氧氣中才能夠燃燒； 硫粉在氧氣中燃燒，產生藍紫色火焰，并生成一種刺激性的空氣污染物——二氧化硫； 瓶壁上有水霧生成，說明燃燒反應中生成了水，而石蠟燃燒能生成水，所以石蠟在盛有氧氣的集氣瓶中燃燒時，瓶壁上會有水霧生成； 能使澄清石灰水變渾濁的是二氧化碳氣體，而木炭和石蠟燃燒都能生成二氧化碳氣體； 在氧氣中燃燒時能發(fā)出白光的是木炭和石蠟。 【分析】實驗現(xiàn)象的描述是化學實驗考查的重點，要注意反應條件，要能區(qū)分敘述產物與描述現(xiàn)象的不同，“煙”與“霧”，“光”與“火焰”的不同，白色與無色的不同等。 11.【答案】由上向下緩慢插入；可使木炭與氧氣充分接觸，持續(xù)反應 【解析】【解答】解：如果把紅熱的木炭很快地插入盛氧氣的集氣瓶下部，燃燒生成的熱和二氧化碳會將中上部尚未起反應的氧氣排出，使燃燒不能繼續(xù)進行，為使木炭與氧氣充分反應，正確的操作方法是：把加熱至紅熱的木炭由瓶口由上向下緩慢插入；故答案為：由上向下緩慢插入；可使木炭與氧氣充分接觸，持續(xù)反應． 【分析】把紅熱的木炭由瓶口向下緩慢插入可以使木炭與氧氣充分反應． 12.【答案】試管口向上傾鈄；試管口沒有放棉花；導管伸入試管內太長 【解析】【解答】實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的裝置中要注意：1、用酒精燈外焰加熱；2、試管口向下傾斜；3、導管口稍露出橡皮塞即可；4、試管口要放一小團松軟的棉花等。題中圖示有多處錯誤：a.試管口向上傾鈄；b：試管口沒有放棉花；c：導管伸入試管內太長；d：沒有用酒精燈外焰加熱。 【分析】實驗室制取氧氣是?？嫉闹攸c內容，按照實驗要求，正確操作，才能保證實驗成功和實驗安全。 13.【答案】下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅；裝置氣密性不好；火星四射；3Fe+2O2Fe3O4 【解析】【解答】解：（1）傾倒CO2時下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅； （2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到集氣瓶中原空氣總體積的五分之一，導致這一結果的原因可能是：紅磷量不足、裝置氣密性不好、未冷卻到室溫就打開止水夾、紅磷中含有能燃燒生成其他氣體的雜質； （3）實驗C．觀察到鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱． 故答案為：（1）下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅；（2）裝置氣密性不好；（3）火星四射； 3Fe+2O2Fe3O4 ． 【分析】（1）根據傾倒CO2時觀察到的現(xiàn)象來回答； （2）進入集氣瓶中的水不到五分之一，可從①紅磷不足量；②裝置的這氣密性不好③裝置未冷卻到室溫便打開止水夾來分析； （3）根據鐵絲燃燒實驗的注意事項和現(xiàn)象進行分析 三、綜合題 14.【答案】（1）A；B （2）E；F （3）FEGDHDE 【解析】【解答】解：（1）過氧化氫與二氧化錳混合制氧氣不需要加熱，所以選擇A、B作為發(fā)生裝置． 故選：A；B． （2）二氧化碳常用石灰水驗證，用氫氧化鈉溶液吸收． 故答案為：E；F． （3）要證明水煤氣中含有CO、H2 ， 就需要把原來的CO2、H2O除去，還要驗證是否已經除干凈，因此要用FEGD．然后再把氣體通過H，一定要先驗證有水生成，再驗證有二氧化碳生成． 故答案為：FEGDHDE． 【分析】本題在考查制氧氣反應裝置的同時，又考查了氣體的除雜．實驗室制氧氣時，如果選用過氧化氫與二氧化錳混合就不需要加熱．關于除雜質和驗證氣體，只要掌握二氧化碳常用石灰水驗證，用氫氧化鈉溶液吸收，一般氣體需要什么干燥劑干燥等，問題就會迎刃而解． 四、解答題 15.【答案】解：（1）∵生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的， ∴氧氣的質量：32g=3.2g； （2）由公式m=ρv的推導公式v=mρ可求出氧氣的體積，再根據每瓶的體積換算成瓶數． ∴氧氣的體積：3.2g1.429g/L≈2.24L=2240mL， 可裝的瓶數：2240mL125mL≈18瓶； 答：大約能生成氧氣的質量是3.2g；些氧氣若裝在容積為125 mL的集氣瓶中，最多裝18瓶． 【解析】【分析】（1）根據題目是的已知信息“經探究，生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的． ”可由高錳酸鉀的質量求出大約生成氧氣的質量； （2）根據（1）中求出的氧氣質量，利用公式：m=ρv的推導公式v=mρ求出氧氣的體積，根據集氣瓶的容積再換算成瓶數即可，值得注意的是單位要統(tǒng)一． 五、實驗探究題 16.【答案】（1）過氧化氫溶液和二氧化錳 （2）收集的氧氣比較純凈 （3）集氣瓶內的氧氣已收集滿． 【解析】【解答】（1）實驗室用B裝置作為發(fā)生裝置制取氧氣，則用過氧化氫溶液和二氧化錳；（2）若要收集較純凈的氧氣，應選擇的收集方法為排水法；（3）若用A、D組合制取O2 ， 在沒有錯誤操作的情況下，當有氣泡從集氣瓶口逸出時，說明集氣瓶內的氧氣已收集滿，應在水下面蓋上毛玻璃片，以防止集氣瓶中的氧氣在取出過程中逸出． 故答案為：（1）過氧化氫溶液和二氧化錳．（2）收集的氧氣比較純凈．（3）集氣瓶內的氧氣已收集滿． 【分析】（1）要熟悉通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，常溫下分解生成水和氧氣； （2）根據氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水考慮，但若要收集較純凈的氧氣，應選擇的收集方法為排水法；（3）從防止集氣瓶中的氧氣在取出過程中逸出去分析解答． 17.【答案】（1）B；通過加入液體的流速來控制反應的速度；濃硫酸；①（或②）③④⑧ （2）沉淀也可能是未溶解的氫氧化鈣，有白色不溶物只能說明樣品可能有碳酸鈣，不能說明II．只有碳酸鈣 （3）滴加的稀鹽酸不足量，幾滴稀鹽酸和氫氧化鈣反應，沒有和碳酸鈣反應 （4）取樣品加水溶解滴加酚酞；取樣品滴加稀鹽酸；溶液變紅有氣泡產生 （5）氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳形成難溶的碳酸鈣 【解析】【解答】（1）Ⅰ方法二是固體加熱型制氧氣，應用發(fā)生裝置B；Ⅱ分液漏斗的作用通過加入液體的流速來控制反應的速度；Ⅲ氧氣可用的液體干燥劑濃硫酸；制取、干燥和收集氧氣，請按氣體流向，用導管的編號將裝置連接①（或②）③④⑧（2）沉淀也可能是未溶解的氫氧化鈣，有白色不溶物只能說明樣品可能有碳酸鈣，不能說明II．只有碳酸鈣，因為氫氧化鈣是微溶于水的物質；（3）加入幾滴稀鹽酸，可能只與氫氧化鈣反應，鹽酸就全部消耗了；（4） 故答案為：B；通過加入液體的流速來控制反應的速度；濃硫酸；①（或②）③④⑧；沉淀也可能是未溶解的氫氧化鈣，有白色不溶物只能說明樣品可能有碳酸鈣，不能說明II．只有碳酸鈣；滴加的稀鹽酸不足量，幾滴稀鹽酸和氫氧化鈣反應，沒有和碳酸鈣反應；取樣品加水溶解滴加酚酞；取樣品滴加稀鹽酸；溶液變紅有氣泡產生；氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳形成難溶的碳酸鈣；【分析】本題主要考察對氣體發(fā)生裝置和收集裝置的連接和選擇。在氣體制備時，發(fā)生裝置的選擇要根據藥品狀態(tài)和反應所需要的條件選擇發(fā)生裝置，收集裝置的選擇主要考慮氣體的密度和溶解性以及能否于水發(fā)生反應。在氣體需要除雜質和干燥時，先除雜質再干燥，在檢驗水和其他雜質時，先檢驗水在檢驗其他雜質。