专题 05 实验探究题 1．如图是实验室常用的实验装置，请回答下列问题。 （1）仪器①的名称___ __。 （2）用 A 装置制取氧气的文字表达式_______________。C 和 D 都可以收集 O2，选择 D 装置的优点_____。 （3）E 装置中水的作用_____。 △ 【答案】（1）长颈漏斗； （2）高锰酸钾===== 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气； 收集的气体较为纯净 ；（3）防 止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂 【解析】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗；（2）装置 A 属于固体加热型，试管口放有一团棉花，采用的 加热高锰酸钾的方法，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是高锰酸 △ 钾===== 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。C 和 D 都可以收集 O2，D 装置是排水法，选择 D 装置的优点是收集的 气体较为纯净； （3）铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少 量的水或铺一层细沙，E 装置中水的作用是防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。故答案为： （1）长颈漏斗； △ （2）高锰酸钾===== 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；收集的气体较为纯净； （3）防止生成物熔化溅落下来使瓶 底炸裂。 2．氧气是人类无法离开的物质。 （1）工业上常采用分离液态空气的方法获取 O2。能说明空气中存在氧气的事例有_______(写一点即可)。 （2）实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，可选择的装置组合是_________，该反应的文字表达式 为___________。 （3）某些空气净化剂含超氧化钾，其净化原理为： 4KO2  2CO2  2K 2 CO3  3O2 。该方法一般不用于 实验室制取氧气的原因是________（写一点即可）。 MnO2 【答案】 （1）动物可在空气中呼吸(或食物在空气中腐败等；合理即可)； （2）BC 或 BE； 过氧化氢===== 水 ＋氧气 ；（3）酒精灯；9． 9 ；（4）气体不纯 【解析】（1）人和动物可在空气中呼吸、食物在空气中腐败都说明空气中有氧气，故填：动物可在空气中 呼吸(或食物在空气中腐败等；合理即可)。 （2）实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，文字表达式为： MnO2 过氧化氢===== 水＋氧气，该反应不需要加热发生装置选 B，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法 MnO2 或向上排空气法收集，收集装置选 C 或 E，故选：BC 或 BE；过氧化氢===== 水＋氧气。（3）某些空气净 化剂含超氧化钾，其净化原理为： 4KO2  2CO2  2K 2 CO3  3O2 。该方法一般不用于实验室制取氧气的 原因是氧气不纯会含有一些二氧化碳，故填：气体不纯。 3．（2020 广东广州）大多数化工生产都有催化剂的参与。 （1）化工生产使用催化剂的目的是______。 （2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。 ①用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为_________。 ②上图中收集氧气的方法是向______排空气法。为了检验氧气是否收集满，将_____放在集气瓶口。 ③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象_______。 ④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从下图中选择合适的仪器或装置，重组一套制 取装置，需要用到的是________（填标号） 。 （3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______（填标号）。 A 利用太阳光将水分解生产 H2 B 将空气中的 He 分解生产 H2 C 常温下 Cu 从硫酸镁溶液中置换出 Mg D 使一定质量 CH4 完全燃烧放出的热量变多 【答案】 （1）改变反应的速率（或提高生产效率） ； （2）① 2H 2 O 2 CuO 2H 2 O+O 2  ；上；②带火星的木条； ③黑色固体消失，溶液变蓝色；④ACFG ；（3）A 【解析】根据在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有 发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）；催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反 应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变；发生装置、收集装置的选择依据；进行分 析作答。（1）催化剂的特点是改变反应的速率，速率的改变也会提高生成效率，所以化工生产使用催化剂 的目的是改变反应的速率或提高生产效率； （2）①如图所示装置和药品是过氧化氢在氧化铜的催化作用下 分解制取氧气，反应的化学方程式为 2H 2 O 2 CuO 2H 2 O+O 2  ；②图中收集氧气的方法是向上排空气法， 因为氧气的密度比空气略大；为了检验氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口；③反应结束后， 氧化铜的质量和化学性质不变，向试管中加入过量稀硫酸，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察 到的现象是黑色固体消失，溶液变蓝色；④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，发生装 置应选择的仪器是锥形瓶、带导管的双孔塞和长颈漏斗，氧气不易溶于水，可用排水法收集，仪器标号是： （3）A、水能分解产生氢气，利用太阳光和催化剂将水分解生产 H2， 符合题意；B、根据质量守恒 ACFG； 定律，化学反应前后元素的种类不变，空气中的 He 不能分解生产 H2，不符合题意；C、金属的活动性是： Mg 大于 Cu，所以常温下 Cu 不能从硫酸镁溶液中置换出 Mg，反应不能发生，不符合题意；D、催化剂的 特点是改变反应的速率，不能改变反应进行的程度，使一定质量 CH4 完全燃烧放出的热量变多不能实现， 不符合题意。故选 A。 4．化学是一门以实验为基础的科学。根据下列图示回答问题。 ①仪器 a 的名称是_________。 ②实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为_______。所选用的发生装置是______（填序号）。若用 E 装 置收集氧气，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯的目的是_________。 ③氢气是一种清洁能源。实验室常用锌粒和稀硫酸来制取氢气，应选择的发生装置是_____（填序号，下同） ， 收集装置除选 E 外，还可以选_________。 △ 【答案】 （1）集气瓶； （2）高锰酸钾===== 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；A；防止水倒流，使试管炸裂 ； （3） B ；D 【解析】①据图可知仪器 a 的名称是集气瓶；②如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，所选用的发生装置是 A， △ 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，文字表达式为高锰酸钾===== 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气； 若用 E 装置收集氧气，实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试管炸裂；③ 用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气的发生装置为固液常温型，故选装置 B；氢气是一种无色无味，溶于水， 相同条件下密度比空气小的气体，选择收集装置为：D 或 E。 5．小明同学去九仙山旅游时，用瓶装了一些山下的泉水，带回实验室，在老师的指导下，按下列流程进行 实验，制取蒸馏水。 请回答下列问题： （1）取水后加入明矾的作用是___． （2）进行过滤操作时，下列做法错误的是___． A．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B．漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁 C．滤纸的边缘要低于漏斗口 D．液面不要低于滤纸边缘 （3）过滤操作中需要用到的玻璃仪器有___． （4）向滤液中加入活性炭，利用其___性，除去水样中的色素和异味。 （5）图中所示，其净化程度最高的是___． 【答案】(1)加快水中悬浮颗粒物沉降；(2)D；(3)漏斗、烧杯、玻璃棒；(4)吸附；5)蒸馏 【解析】 （1）明矾溶于水形成的胶体能吸附水中的悬浮杂质，使杂质沉降来达到净水的目的； （2）A、玻璃 棒要靠在三层滤纸的一边，操作正确；B、漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁，操作正确；C、滤纸的边缘 要低于漏斗口，操作正确；D、液面不要低于滤纸边缘，液体会从滤纸和漏斗间流下，操作不正确； （3）过 滤操作中需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；(4)向滤液中加入活性炭，利用其吸附性，除去水样 中的色素和异味。(5)由图示可知，用到的净化水的方法有吸附、过滤、蒸馏、消毒。其中蒸馏得到的水是 纯净物，是净化程度最高的方法。故答为：(1)加快水中悬浮颗粒物沉降；(2)D；(3)漏斗、烧杯、玻璃棒； (4)吸附；(5)蒸馏。 6．过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解成氧气和水。分液漏斗可以通过调节活塞控制液 体滴加速度。甲、乙两位同学要选用下图所示装置，用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。试回答下列问 题： __，锥形瓶中应放入的物质是__ （1）分液漏斗中应放入的物质是_ 程式为__ _，发生反应的化学方 ； （2）乙两位同学在制取氧气时,都选择 A 装置作为气体的发生装置,但它们收集气体的装置不同,实验后对比 知道。甲收集的气体纯度比乙高,则甲选择__ _装置收集氧气,乙选择__ （3）甲同学选择该装置收集氧气的依据是 _装置收集氧气(填字母) ； （4）乙同学选择该装置收集氧气的依据是 ； （5）装置 A 中反应剧烈,据此提出实验安全性注意事项是__ _填(序号) A．控制液体的滴加速度 B．用体积小的锥形瓶 C．加热反应物。 【答案】（1）过氧化氢溶液；二氧化锰；2H2O2 2H2O+O2↑； （2）D、B；（3）氧气不易溶于水；（4） 氧气的密度比空气大；（5）A 【解析】（1）分液漏斗中加入的是液体，所以加入的是过氧化氢溶液，锥形瓶中加入的是固体，是二氧化 锰；过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，故化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑；（2） 氧气不易溶于水且密度比空气大，所以可用排水法或向上排空气法收集，利用排水法收集的气体比排空气 法收集的气体纯净，甲收集的氧气比乙纯说明甲用的是排水法，乙用的是向上排空气法收集；（3）甲同学 选择 D 装置收集氧气的依据是氧气不易溶于水；当集气瓶口有大气泡逸出时说明集气瓶已满；（4）乙同学 选用 B 收集装置的依据是氧气的密度比空气大；证明氧气已集满的方法是把带火星的木条放在瓶口来验满， 如果带火星的木条在瓶口能复燃，则证明该瓶氧气已经收集满了；（5）A、装置 A 中反应剧烈，产生大量 的氧气，可能会引起爆炸，为了控制反应，可通过控制液体的滴加速度达到控制二者的接触的目的；故 A 正确；B、用体积小的锥形瓶，会因产生大量的氧气散发不出去引起爆炸；故 B 错误；C、加热反应物会使 反应更加剧烈，更加不易控制，故 C 错误；故答案为： （1）过氧化氢溶液；二氧化锰；2H2O2 2H2O+O2↑； （2