安徽省中考化学必考科学探究题《制取气体的反应原理》1、为了探究碳酸钙与稀盐酸的接触面积对反应速率的影响，某化学兴趣小组的同学进行了如下实验。
【进行实验】按图所示的装置进行实验，倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测定瓶内的气压随时间的变化如图所示。
【实验分析】（1）碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为。
（2）对比分析①、②两点可知，曲线表示粉末状碳酸钙和稀盐酸反应；对比分析a、b两点可知，相同气压时，（选填“粉末状”或“块状”）碳酸钙与稀盐酸反应速率更快。
（3）由图可知，碳酸钙粉末产生的CO2（选填“大于”“小于”或“等于”）块状碳酸钙产生的CO2。
【实验结论】碳酸钙与稀盐酸的接触面积越大，反应速率越快。
（4）还有哪些因素影响碳酸钙与稀盐酸反应的快慢，请提出猜想，并设计实验方案进行验证。
猜想：；实验方案。
【答案】解：（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO3+2HCl=CaC l2+H2O+CO2↑；（2）与等溶质质量分数的稀盐酸反应时，碳酸钙与盐酸的接触面积越大，反应速率越快，由图象可知，曲线①表示粉末状碳酸钙和稀盐酸反应；对比分析a、b两点可知，相同气压时，粉末状碳酸钙与稀盐酸反应速率更快。
故填：①；粉末状；（3）由图可知，碳酸钙粉末产生的CO2等于块状碳酸钙产生的CO2．故填：等于；（4）除上面列出的影响碳酸钙与盐酸反应速率的因素外，温度还可能影响化学反应的速率，实验验证：要进行实验验证，需要注意控制变量，故可以取等质量、相同状态的碳酸钙，分别加入等体积、等浓度的不同温度的稀盐酸，观察到温度高的稀盐酸反应的速度快故填：取等质量、相同状态的碳酸钙，分别加入等体积、等浓度的不同温度的稀盐酸，观察到温度高的稀盐酸反应的速度快。
故填：温度；取等质量、相同状态的碳酸钙，分别加入等体积、等浓度的不同温度的稀盐酸，观察到温度高的稀盐酸反应的速度快；故填：温度会影响碳酸钙与稀盐酸反应的快慢；取等质量、相同状态的碳酸钙，分别加入等体积、等浓度的不同温度的稀盐酸，观察装置内压强的变化情况。
2、呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。
为了探究其反应原理，兴趣小组同学在老师的指导下，进行了如下探究。
【查阅资料】过氧化钠在常温下与水、二氧化碳反应分别生成氢氧化钠、碳酸钠和氧气。
【设计实验】小南同学想通过如图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应，并验证反应产物。
（1）C 中氢氧化钠的作用是 。
（2）通过上述实验，明明同学认为Na 2O 2与CO 2反应除了生成Na 2CO 3和O 2，还有可能生成NaHCO 3．你认为他的结论正确吗？理由是 。
写出 Na 2O 2与二氧化碳反应的化学方程式 。
（3）请说说呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的是优点 。
【答案】解：（1）过氧化钠和二氧化碳反应过程中肯定有没反应的二氧化碳混合在氧气中出来，为了收集到纯的氧气，可以用氢氧化钠除去氧气中的二氧化碳。
（2）过氧化钠和二氧化碳反应不可能生成碳酸氢钠，因为在反应前没有氢元素，而化学反应前后元素种类不变的；过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，方程式为：2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2；（3）呼吸面具或潜水艇用过氧化钠作为供氧剂的最大的优点是操作简便，无污染；故答案为：（1）除去氧气中的二氧化碳（2）不正确，因为化学反应前后元素种类不变，反应前没有氢元素；2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2（3）操作简便，无污染；3、小明参观某养鱼池时，好奇的发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量。
小明刚学完氯气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙在实验室制取氧气。
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？【查阅资料】部分内容如下：过氧化钙（CaO 2）室温下稳定，在30℃时分解成氧气，放入水中可与水反应放出氧气，常用作鱼池增氧剂、杀菌剂等。
（1）小明提出猜想I ：加热过氧化钙可制取氧气。
实验结论：实验室中可加热过氧化钙制取氧气。
（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验结论：实验室（填能或不能）用过氧化钙与本反应制取氧气。
分析与反思：①虽然没有快速收集到大量氧气；但由此实验现象，小明认为鱼池用过氧化钙做鱼池增氧剂的主要原因是。
②小明希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议是：。
以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
【答案】解：（1）①组装仪器，将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到有气泡产生，松开后，有液体进入导管。
该步骤是在检查装置气密性；③当看到气泡均匀连续冒出时，开始收集一瓶气体；④停止加热，熄灭酒神灯前，应先把导管移出水面；⑤检验气体。
方法是：把带火星的木条伸入集气瓶中，带火星的木条复燃，说明气体是氧气，实验过程如（2）实验结论：在导管口几平看不到气体，因此实验室不能用过氧化钙与本反应制取氧气。
故填：不能。
分析与反思：①小明认为鱼池用过氧化钙做鱼池增氧剂的主要原因是产生氧气慢，便于较长时间补充氧气。
故填：产生氧气慢，便于较长时间补充氧气。
②合理建议是加热，以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
故填：加热。
4、某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究．【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？【查阅资料】（1）氯化钾可溶于水；（2）研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用．分别实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是．【设计并完成实验】Ⅰ．将3.0g氯酸钾放在试管中加热Ⅱ．将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热Ⅲ．将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热【实验现象分析】Ⅲ中X的值应为g，实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是．实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是．将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、、洗涤、干燥，然后进行称量，目的是，最后还要再将黑色粉末和混合加热，发现实验现象依然与之前现象相同．【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为：【答案】解：【查阅资料】由表中的数据可知，不用二氧化锰时选择氧化铜作催化剂时，开始的温度与剧烈反应时的温度是四种物质中最低的，是条件最容易达到的；【实验现象分析】（1）控制氯酸钾的质量、二氧化锰和氧化铜的质量，才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，Ⅲ中X 的值应为1g；实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是探究氧化铜是否能加快氯酸钾分解；实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是探究二氧化锰和氧化铜哪个对氯酸钾催化效果更好；催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后进行称量，目的是探究氧化铜在反应后的质量是否不变；最后还要再将黑色粉末和氯酸钾混合加热，发现实验现象依然与之前现象相同．【结论】氯酸钾在二氧化锰做催化剂的条件下分解成氯化钾和氧气，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑答案：【查阅资料】氧化铜；【实验现象分析】1；探究氧化铜是否能加快氯酸钾分解；探究二氧化锰和氧化铜哪个对氯酸钾催化效果更好；过滤；探究氧化铜在反应后的质量是否不变；氯酸钾；【结论】2KClO32KCl+3O2↑5、小明参观某养鱼池时，好奇的发现农民向养鱼池中撒一种淡黄色固体--过氧化钙，用来增加鱼池中的含氧量．小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气．【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？【查阅资料】部分内容如下：过氧化钠与水反应的原理：Na2O2+H2O→NaOH+O2，且CaO2与Na2O2的化学性质非常相似．请写出CaO2与H2O反应的化学方程式．过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，主要用途可做增氧剂、杀菌剂等．【猜想与验证】（1）小明依据资料显示：加热过氧化钙可制取氧气．实验主要过程：①检查装置气密性．操作如下：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到，松开手后，导管口有液面上升．②加入过氧化钙，加热，当，开始收集氧气．③收集满一瓶气体，并将集气瓶正放在桌上．④停止加热．熄灭酒精灯前，应将导管移出水面．⑤检验气体．方法是．实验结论：加热过氧化钙可制取氧气．（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ．猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气．实验主要过程：①检查装置气密性．②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出．③在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出．实验结论：不能用过氧化钙与水反应制取氧气．分析与反思：虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明推导出农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是．（3）小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议：．这些建议是否可行，还需进一步通过实验验证．【答案】解：【查阅资料】由题意进行类别，CaO2与H2O反应生成氢氧化钙和氧气，反应的化学方程式为：2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑．故填：2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑．（1）①根据检查装置气密性的方法是：将导管插入水中，手握住试管，如果导管口有气泡冒出，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置气密性良好，证明不漏气；故答案为：导管口有气泡冒出；②当导管口气泡连续均匀冒出时，开始收集氧气，以防收集的氧气不纯．故答案为：导管口气泡连续均匀冒出时；⑤检验氧气集满的方法是：将一根带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气，故答案为：将一根带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气；（2）由过氧化钙与水反应，该反应缓慢，不适合在实验室制氧气，但可做鱼池增氧剂，若加快反应，可加热或用催化剂．故答案为：过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，所以可以作为增氧剂；（3）若加快反应，可加热或用催化剂．故答案为：加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）．6、Ⅰ、甲、乙同学分别用图1实验装置，使用二氧化锰固体与过氧化氢溶液在常温下作用制取氧气．①写出图1装置甲中仪器X名称，仪器y名称；甲装置中有一个错误，请指出．②从图1两个装置中，你能得出氧气的性质有：（请写一点）；③写出该实验制取氧气的化学方程式；④某研究小组对用H2O2分解生成H2O和O2的实验条件进行探究．他们进行了以下实验：A．往盛有5mL 5% H2O2溶液的试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃．B．往盛有5mL w% H2O2溶液的试管中，加入a g MnO2，伸入带火星的木条，木条复燃．C．往盛有5mL w% H2O2溶液的试管中，加入a g Fe2O3，伸入带火星的木条，木条复燃．D．经检验，B、C 中反应后试管中仍分别含有a g MnO2和a g Fe2O3．问题：（1）MnO2、Fe2O3在上述反应中的作用是．（2）实验 B、C 中H2O2的浓度（w%）以为宜．研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．表选取了部分实验数据：用足量等体积H2O2问题：（3）从表中能得出下列结论：相同条件下，MnO2的催化效果比Fe2O3（填“好”或“差”）；在其他条件相同的情况下，，产生氧气的速度越快．Ⅱ、丙同学只用5% H2O2溶液加热制O2，用带火星的木条检验，木条很难复燃．同学们经过认真观察、讨论，制定了实验方案并进行实验：注：浓硫酸是一种重要的气体干燥剂，遇水会放出大量的热，且具有强腐蚀．①第一组同学采取改变H2O2溶液质量分数的方法．用10%的H2O2溶液加热，反应一段时间后，用带火星的木条检验，木条复燃．②第二组同学对实验装置进行改进，效果很好，如图2所示．用带火星的木条检验，也能使带火星的木条复燃．从上面的实验结果中，你能得到的结论是：．实验反思：实验结束后应先．（填序号）A．熄灭酒精灯 B．拔掉试管口上的单孔塞．【答案】解：Ⅰ、①X、y的仪器名称为x 集气瓶；b水槽．由于氧气的密度比空气大，所以双氧水制氧气收集装置中导气管下端应插入到集气瓶的下部．②根据题中实验装置中可以看出氧气可用向上排空气法和排水法收集，用向上排空气法收集气体时，说明该气体的密度比空气的大，用排水法收集气体时，说明该气体不易溶于水，故填写：氧气密度大于空气或不易溶于水．③过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；④（1）在过氧化氢中加入MnO2、Fe2O3均能使反应速度加快，分解生成水和氧气，且反应后试管中MnO2和Fe2O3，质量没有发生变化，所以MnO2、Fe2O3起催化作用．（2）对实验影响因素的探究，要注意变量的控制，注意要让除探究要素（本题就是研究不同的催化剂的影响）催化剂种类不同之外，其他都应该是相同的，所以过氧化氢的浓度应和①中相同，所以，实验B、C 中H2O2的浓度（w%）以5%为宜．；（3）对比相同浓度的过氧化氢使不同催化剂时产生相同体积氧气所消耗时间，可发现MnO2的催化效果比Fe2O3好；对比时间记录表中不同浓度的过氧化氢放出相同体积氧气所消耗时间，可发现H2O2浓度越大，产生氧气的速度越快．故填写：好；H2O2浓度越大．Ⅱ、用10%的H2O2溶液加热，溶液中的水经加热会有大量的水蒸气冒出，水蒸气会使带火星的木条温度降低，因此须反应一段时间后，木条复燃，而第二组同学加了浓硫酸干燥，故效果较好．实验反思：实验结束后为防止浓硫酸被倒吸入试管中，应先拔掉试管口上的单孔塞而后熄灭酒精灯．故答案为：Ⅰ、①集气瓶；水槽；双氧水制氧气收集装置中导气管下端没有插入到集气瓶的下部；②氧气密度比空气大；③2H2O22H2O+O2↑；④（1）催化；（2）5%；（3）好；H2O2浓度越大；Ⅱ、收集到的氧气含量（或浓度）不足或含有水蒸气时，不易使带火星的木条复燃；B．7、小明参观某养鱼池时，发现农民向养鱼池撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量．小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想实验室可否改用过氧化钙制取氧气．小明查阅资料得知：过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，可做增氧剂、杀菌剂等．（1）依据上述材料，小明提出猜想Ⅰ：实验室可用加热过氧化钙的方法制取氧气．为检验猜想Ⅰ是否成立，小明选用了上图装置中作为实验装置，不久，导管就口有大量气泡冒出．收集满一瓶气体后，利用来检验收集到的气体为氧气．（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，又提出猜想Ⅱ：实验室可用过氧化钙与水反应制取氧气．为检验猜想Ⅱ是否成立，小明选用了上图中的装置，在检验装置气密性后，加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出．（3）根据小明的实验结果，请你分析：①小明的猜想是否成立？A．仅猜想Ⅰ成立B．猜想Ⅰ和猜想Ⅱ都成立C．仅猜想Ⅱ成立 D．猜想Ⅰ和猜想Ⅱ都不成立②农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因可能是．③小明希望对猜想Ⅱ的实验进改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议是．以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证．【答案】解：（1）实验室可用加热过氧化钙的方法制取氧气，是固体加热型反应，故选择A作为发生装置；检验氧气使用的是带火星的木条，故填：A，带火星的木条；（2）实验室可用过氧化钙与水反应制取氧气，是固液常温型反应，故选择C装置作为发生装置；故填：C；（3）①由于使用过氧化钙与水反应生成氧气的速度非常慢，故不适合实验室制取氧气，故填：A；②根据实验现象，过氧化钙在水中反应的速度慢，持续的时间长，所以用过氧化钙做增氧剂的主要原因是：过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气；故填：过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气；③由过氧化钙与水反应，该反应缓慢，不适合在实验室制氧气，但可做鱼池增氧剂，若加快反应，可加热或用催化剂，故填：加入催化剂（或加热）．。
