题目
氧气是一种重要的气体,人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。(一)实验室制氧气在相同的条件下,某同学用加热氯酸钾的方法制取氧气,并对催化剂进行探究: 编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mLO2所需时间/s 实验1 5 171 实验2 5 MnO2 0.5 49 实验3 5 Fe2O3 0.5 58 实验4 5 KCl 0.5 154 (1)写出实验2中KClO3分解的化学方程式 ____ 。(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 ____ 。(3)由实验4和实验 ____ 可知,KCl有催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集收集50mLO2,所需时间明显少于171s,解释原因 ____ 。(4)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了可以通过测量收集50mLO2所需时间的方法外,还可以通过测量 ____ 的方法可知。(二)家庭中制氧气注水口-|||-a b-|||-同-|||-图1 图2(1)某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于图1。关于该装置,下列说法正确的有 ____ (填字母序号)。A.b导管连接制氧机B.b导管连接人吸氧气的塑料管C.使用该装置可以观测是否有氧气输出D.使用该装置可以观测氧气输出的速率(三)渔业制氧气(1)运输活鱼时,用过氧化钙(CaO2)可增加水中含氧量。联想到过氧化钙(CaO2)的此作用,某同学在实验时,提出下列猜想并用图2装置进行实验:【猜想】CaO2与H2O反应用于实验室制取氧气。【实验过程】①组装仪器, ____ (填一实验步骤)。②向试管中加入CaO2和H2O后,有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中,几乎收集不到气体。放置到第二天,集气瓶中只收集到少量气体,振荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出。【实验结论】CaO2与H2O反应 ____ (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。(2)以下是一种制备过氧化钙晶体(CaO2•8H2O)的实验方法。回答下列问题:注水口-|||-a b-|||-同-|||-图1 图2【资料】双氧水不稳定,受热易分解。(图3)①沉淀池中的化学反应需要在冰水中进行,原因有 ____ (任答一点)。②碳酸钙可以作为补钙剂,钙元素 ____ (填“是”或“不是”)人体所需的微量元素,儿童缺钙易患 ____ 病。如图4为某钙片的商品标签,按标签计算,则每片能补充钙元素 ____ g。③已知CaO2•8H2O 的相对分子质量为216,现测得该所制得的过氧化钙晶体中,CaO2•8H2O 的质量分数为86.4%(产品中其它成分不含钙元素),则该晶体中钙元素的质量分数为 ____ (写出解题过程)。
氧气是一种重要的气体,人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
(一)实验室制氧气
在相同的条件下,某同学用加热氯酸钾的方法制取氧气,并对催化剂进行探究:
(1)写出实验2中KClO3分解的化学方程式 ____ 。
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 ____ 。
(3)由实验4和实验 ____ 可知,KCl有催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集收集50mLO2,所需时间明显少于171s,解释原因 ____ 。
(4)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了可以通过测量收集50mLO2所需时间的方法外,还可以通过测量 ____ 的方法可知。
(二)家庭中制氧气

(1)某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于图1。关于该装置,下列说法正确的有 ____ (填字母序号)。
A.b导管连接制氧机
B.b导管连接人吸氧气的塑料管
C.使用该装置可以观测是否有氧气输出
D.使用该装置可以观测氧气输出的速率
(三)渔业制氧气
(1)运输活鱼时,用过氧化钙(CaO2)可增加水中含氧量。联想到过氧化钙(CaO2)的此作用,某同学在实验时,提出下列猜想并用图2装置进行实验:
【猜想】CaO2与H2O反应用于实验室制取氧气。
【实验过程】
①组装仪器, ____ (填一实验步骤)。
②向试管中加入CaO2和H2O后,有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中,几乎收集不到气体。放置到第二天,集气瓶中只收集到少量气体,振荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出。
【实验结论】CaO2与H2O反应 ____ (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
(2)以下是一种制备过氧化钙晶体(CaO2•8H2O)的实验方法。回答下列问题:

【资料】双氧水不稳定,受热易分解。(图3)
①沉淀池中的化学反应需要在冰水中进行,原因有 ____ (任答一点)。
②碳酸钙可以作为补钙剂,钙元素 ____ (填“是”或“不是”)人体所需的微量元素,儿童缺钙易患 ____ 病。如图4为某钙片的商品标签,按标签计算,则每片能补充钙元素 ____ g。
③已知CaO2•8H2O 的相对分子质量为216,现测得该所制得的过氧化钙晶体中,CaO2•8H2O 的质量分数为86.4%(产品中其它成分不含钙元素),则该晶体中钙元素的质量分数为 ____ (写出解题过程)。
(一)实验室制氧气
在相同的条件下,某同学用加热氯酸钾的方法制取氧气,并对催化剂进行探究:
编号 | KClO3质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mLO2所需时间/s |
实验1 | 5 | 171 | ||
实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 ____ 。
(3)由实验4和实验 ____ 可知,KCl有催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集收集50mLO2,所需时间明显少于171s,解释原因 ____ 。
(4)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了可以通过测量收集50mLO2所需时间的方法外,还可以通过测量 ____ 的方法可知。
(二)家庭中制氧气

(1)某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于图1。关于该装置,下列说法正确的有 ____ (填字母序号)。
A.b导管连接制氧机
B.b导管连接人吸氧气的塑料管
C.使用该装置可以观测是否有氧气输出
D.使用该装置可以观测氧气输出的速率
(三)渔业制氧气
(1)运输活鱼时,用过氧化钙(CaO2)可增加水中含氧量。联想到过氧化钙(CaO2)的此作用,某同学在实验时,提出下列猜想并用图2装置进行实验:
【猜想】CaO2与H2O反应用于实验室制取氧气。
【实验过程】
①组装仪器, ____ (填一实验步骤)。
②向试管中加入CaO2和H2O后,有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中,几乎收集不到气体。放置到第二天,集气瓶中只收集到少量气体,振荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出。
【实验结论】CaO2与H2O反应 ____ (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
(2)以下是一种制备过氧化钙晶体(CaO2•8H2O)的实验方法。回答下列问题:

【资料】双氧水不稳定,受热易分解。(图3)
①沉淀池中的化学反应需要在冰水中进行,原因有 ____ (任答一点)。
②碳酸钙可以作为补钙剂,钙元素 ____ (填“是”或“不是”)人体所需的微量元素,儿童缺钙易患 ____ 病。如图4为某钙片的商品标签,按标签计算,则每片能补充钙元素 ____ g。
③已知CaO2•8H2O 的相对分子质量为216,现测得该所制得的过氧化钙晶体中,CaO2•8H2O 的质量分数为86.4%(产品中其它成分不含钙元素),则该晶体中钙元素的质量分数为 ____ (写出解题过程)。
题目解答
答案
解:(一)(1)氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+2O2↑。
(2)由图可知,加入二氧化锰时,收集50mL氧气所需时间最短,则说明二氧化锰催化效果最佳。
(3)若想证明氯化钾有催化作用,则需一个加有氯化钾,一个没加,则应对比实验1、4;由于氯酸钾受热分解生成氯化钾,则生成的氯化钾能加快反应,使时间变短。
(4)若想比较不同催化剂的催化效果,要单一变量,即可比较收集相同体积气体所需时间长短,也可比较相同时间收集气体体积的大小。
(二)(1)A、由于氧气不易溶于水,则应氧气从a端通入,即a导管连接制氧机,故选项不正确;
B、氧气从a导管通入,则b导管连接人吸氧气的塑料管,故选项正确;
C、根据导管口是否有气泡产生,可观测是否有氧气输出,故选项正确;
D、根据气泡产生的快慢,可观测氧气输出的速率,故选项正确。
故选BCD。
(三)(1)【实验过程】制取气体时,装置气密性必需良好,则组装好仪器后,应检查装置气密性。
【实验结论】由于第二天也只收集少量气体,则说明反应速率很慢,过氧化钙和水不能用于实验室制取氧气。
(2)①由流程可知,沉淀池中通入氨气和双氧水,而双氧水受热易分解,氨水受热易挥发,则沉淀池中的化学反应需要在冰水中进行。
②钙元素为人类的常量元素,不是微量元素;儿童缺钙易患佝偻病;由图可知,每片钙片中含钙元素的质量为:2g×75%×$\frac{40}{40+12+16×3}×100%$=0.6g。
③由于晶体中CaO2•8H2O 的质量分数为86.4%,则该晶体中钙元素的质量分数为 $86.4%×\frac{40}{216}×100%=16%$。
故答案为:(一)(1)2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+2O2↑;
(2)MnO2;
(3)1;生成的氯化钾加快了反应速率;
(4)相同时间收集气体体积的大小;
(二)(1)BCD;
(三)(1)【实验过程】检查装置气密性;
【实验结论】不能;
(2)①双氧水受热易分解;
②不是;佝偻;0.6;
③16%。
(2)由图可知,加入二氧化锰时,收集50mL氧气所需时间最短,则说明二氧化锰催化效果最佳。
(3)若想证明氯化钾有催化作用,则需一个加有氯化钾,一个没加,则应对比实验1、4;由于氯酸钾受热分解生成氯化钾,则生成的氯化钾能加快反应,使时间变短。
(4)若想比较不同催化剂的催化效果,要单一变量,即可比较收集相同体积气体所需时间长短,也可比较相同时间收集气体体积的大小。
(二)(1)A、由于氧气不易溶于水,则应氧气从a端通入,即a导管连接制氧机,故选项不正确;
B、氧气从a导管通入,则b导管连接人吸氧气的塑料管,故选项正确;
C、根据导管口是否有气泡产生,可观测是否有氧气输出,故选项正确;
D、根据气泡产生的快慢,可观测氧气输出的速率,故选项正确。
故选BCD。
(三)(1)【实验过程】制取气体时,装置气密性必需良好,则组装好仪器后,应检查装置气密性。
【实验结论】由于第二天也只收集少量气体,则说明反应速率很慢,过氧化钙和水不能用于实验室制取氧气。
(2)①由流程可知,沉淀池中通入氨气和双氧水,而双氧水受热易分解,氨水受热易挥发,则沉淀池中的化学反应需要在冰水中进行。
②钙元素为人类的常量元素,不是微量元素;儿童缺钙易患佝偻病;由图可知,每片钙片中含钙元素的质量为:2g×75%×$\frac{40}{40+12+16×3}×100%$=0.6g。
③由于晶体中CaO2•8H2O 的质量分数为86.4%,则该晶体中钙元素的质量分数为 $86.4%×\frac{40}{216}×100%=16%$。
故答案为:(一)(1)2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+2O2↑;
(2)MnO2;
(3)1;生成的氯化钾加快了反应速率;
(4)相同时间收集气体体积的大小;
(二)(1)BCD;
(三)(1)【实验过程】检查装置气密性;
【实验结论】不能;
(2)①双氧水受热易分解;
②不是;佝偻;0.6;
③16%。