（共20分）工业上常用分离液态空气法制取氧气，实验室常用物质-优题课

（共20分）工业上常用分离液态空气法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制氧气。某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。

（1）工业制氧气是      （填“物理”或“化学”）变化，仪器a的名称是：    。
（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的符号表达为：                 。反应类型为（            ）收集氧气还可选用的装置是    。
（3）若用装置B制氧气，反应通常很剧烈，据此提出实验安全注意事项是
A．更换部分仪器，控制液体的加入速度
B．用体积小的广口瓶
C．加热反应物
D．减小过氧化氢浓度
（4）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用上图   作发生装置，收集氨气最好用上图    装置。
（5）乙同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜测    错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是                             。
（6）丙同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】丙同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。

(Ⅰ)上述实验应测量的“待测数据”是              。
(Ⅱ)若实验②比实验①的“待测数据”更    (填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(Ⅲ)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若测量得到0.5g氧化铜（ CuO ）粉末，再将黑色粉末放入试管中，                                                 。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为丙同学设计实验③和实验②对比的目的是                             。

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量纯碱的制取

某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明（如图1所示）：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。

探究Ⅰ：发热包的发热原理

将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量的水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。

（1）发热包中的某种物质与水反应放出大量的热，该物质的化学式是　　。

探究Ⅱ：固体混合物的成分

【查阅资料】单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生氢气。

小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：

（2）取少量固体混合物于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为　　色，证明该固体混合物中含有氢氧化钙。

（3）另取少量固体混合物于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如图2所示），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为　　，判断依据是　　。

②若观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，证明该固体混合物中含有　　，对应此现象的化学反应方程式是　　。

（4）设计实验方案证明该固体混合物中含有铝粉　　。

（包含实验步骤、产生现象和结论。可供选择的试剂：稀盐酸、 $NaOH$ 溶液、 $AgN O_{3}$ 溶液）。

同学们为进一步认知酸、碱、盐的化学性质，进行了如图所示的实验，请你来参与他们的探究活动，并回答下列问题：

（1）甲试管中发生中和反应的化学方程式为　　；

（2）当观察到甲试管中溶液由　　恰好变为无色时，说明二者恰好完全反应；

（3）乙试管中两种溶液不能发生反应，理由是　　；

（4）实验结束后，同学们将乙、丙两支试管内的物质全部倒入同一个干净的小烧杯中，静置片刻，观察到白色沉淀明显增多。大家对得到的上层溶液的成分产生了兴趣，于是又进行了如下的实验探究。

【提出问题】小烧杯中上层溶液的溶质成分有哪些？

【做出猜想】猜想一： $NaCl$ 、 $NaOH$ 、 $N a_{2} C O_{3}$

猜想二： $NaCl$ 、 $NaOH$

猜想三：　　

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液于试管中，滴加过量稀盐酸	①	猜想一不成立
另取少量溶液于试管中，滴加少量②	③	猜想三成立

【反思拓展】

（5）小烧杯中的白色沉淀成分是　　（写化学式）。

某活动小组对教材中关于钟乳石形成过程的介绍产生了浓厚的兴趣，设计并进行了下列实验，请你帮助完成相关问题。

【探究活动一】钟乳石形成过程中物质的变化

查阅资料：（1） $CaC O_{3}$ 与 $C O_{2}$ 、 $H_{2} O$ 以发生化合反应，生成可溶于水的 $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ 。

（2）溶有 $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ 的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的 $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ 就会重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。

实验过程：

实验步骤与方法	实验现象	分析与结论
步骤1：取一定量澄清石灰水于试管中，通入 $C O_{2}$ 。	溶液变浑浊	生成的沉淀物是
步骤2：向步骤1所得混合物中继续通入 $C O_{2}$	浑浊液又变澄清	化学方程式为
步骤3：加热步骤2所得溶液	溶液又变浑浊	溶洞中能通过　　个反应把 $CaC O_{3}$ 从一个地方“转移”到另一个地方，从而形成奇妙的、形态各异的钟乳石。

交流讨论：同学们认为 $NaOH$ 和 $Ca （ OH ）_{2}$ 溶液中都含有　　，所以具有相似的化学性质。那么 $NaOH$ 溶液是否也能与 $C O_{2}$ 反应生成 $NaHC O_{3}$ ？

【探究活动二】 $C O_{2}$ 通入 $NaOH$ 溶液中，产物中是否有 $NaHC O_{3}$ ？

实验过程：

实验步骤与方法	实验现象	分析与结论
步骤1：取一定量 $NaOH$ 溶液于试管中，通入一段时间 $C O_{2}$	无明显现象	一定发生的反应化学方程式是
步骤2：向步骤1所得溶液中加入过量 $Ca （ N O_{3} ）_{2}$ 溶液	澄清溶液变浑浊	加入过量 $Ca （ N O_{3} ）_{2}$ 溶液的目的是检验并除去
步骤3：过滤步骤2所得混合物，向滤液中加入　　。	有气体生成	通入 $NaOH$ 溶液中的 $C O_{2}$ 足够多时，　　（填“有”或“没有”） $NaHC O_{3}$ 生成。

反思提升：（1）若要用 $C O_{2}$ 与 $Ca （ OH ）_{2}$ 溶液反应获得 $CaC O_{3}$ ，实验中应该注意的问题是　　。

（2）通过上述实验探究活动，你对化学反应的新认识是　　。

化学实验室有一包白色粉末，可能由碳酸钡、氯化钾、硫酸钠、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成，化学兴趣小组的同学对其成分进行了如下探究。

【提出问题】

该粉末的成分是什么？

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤	产生白色沉淀和无色溶液	原粉末中一定不含有
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的	沉淀部分溶解，并产生气泡	白色沉淀　　；原粉末中一定含有