《2025年点石成金金牌夺冠九年级化学全一册人教版大连专版》

13.科学探究与实践探究“竹节”中的气体(7分)大熊猫喜欢吃竹子，小川同学想探究竹节中到底有哪些气
　体。小川同学用随身携带的两个矿泉水瓶，按照图1所示方法收集竹节中的气体，带回实验室研究。
　
　任务一:气体的收集
　(1)图1收集气体的方法叫__________________，收集前小川同学预先将矿泉水瓶装满水，这样做的目的
　是______________________________。
　任务二:气体的检验
　(2)小川同学将其中一瓶气体注入澄清石灰水，发现矿泉水瓶的外形________(填实验现象),石灰水变浑
　浊,则竹节中含有______________。
　任务三:气体的测定
　(3)为了进一步探究竹子里气体成分及含量，同学们进行了如下实验。
　①有同学提出可采用注水的方法将矿泉水瓶(如图2)中收集的气体排入图3集气瓶中,水应从________
　(填“a"或“b”)导管注入。
　②图3实验过程中观察到白磷燃烧，瓶内充满了白烟。冷却后，量筒中有水倒吸入集气瓶，说明竹节中肯
　定含有________。
　③实验测得数据如下表:
　
　请计算出竹节中该气体的含量为________(结果精确到0.1%)。

答案： 　任务一:
(1)排水集气法 排尽矿泉水瓶内空气,使收集到的气体较纯净
　任务二:
(2)变瘪 $CO_{2}$
　任务三:
(3)①a ②氧气(或$O_{2}$) ③9.9%
【解析】任务三:
(3)③白磷与氧气反应生成五氧化二磷,集气瓶中氧气被消耗,压强减小。量筒中的水进入集气瓶中,即进入集气瓶中水的体积等于消耗的氧气的体积,所以氧气的含量为$\frac{90\ mL - 45.5\ mL}{450\ mL}\approx9.9\%$。

14.科学探究与实践氧气的制取及催化剂的选择(11分)实验是化学探究的重要途径。
　(一)氧气的制取
　　　某化学兴趣小组的同学利用图1装置进行氧气的制取，请回答下列问题。
　　
　(1)实验室选用装置A作为高锰酸钾制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为______________________,试管口放一团棉花的作用是________________________;加热15.8g高锰酸钾，理论上生成氧气的质量为________g。
　(2)用过氧化氢和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式为____________________,为了获得干燥的氧
　气，应选用的收集装置是________(填字母序号)。
(二)探究制取氧气的催化剂
　　化学兴趣小组的同学提出了疑问:是否只有二氧化锰能催化过氧化氢分解？为得出结论，进行了如下实验。
[查阅资料]多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO2、CuSO，等。
该实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCI)、FeC13、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
[设计实验]如图2所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL.,若有气泡产生，则将______________________伸入试管，检验是否有氧气生成，结果如下表。

(3)请补全上表。
(4)下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是________(填字母序号)。
A.CuCl　　　　　　　　B.Fe(SO4)3　　　　　　C.Na2SO4　　　　　　　　D.KC1
(三)实验方案设计
(5)探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从图3中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是______________(填字母序号)。
　　　　　　　　
(四)生活中的“增氧剂”
(6)过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。该兴趣小组的同学购得一种过氧化钙产品(杂质不含钙元素)，标签如图4所示。最少需要多少克的该过氧化钙产品才能与100.0g碳酸钙(CaCO3)含钙量相当？

答案： 　(一)
(1)$2KMnO_{4}\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$ 防止高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管 1.6
(2)$2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O+O_{2}\uparrow$ C
　(二)【设计实验】带火星的木条
(3)无气泡 氯化铁
(4)AB
　(三)
(5)AE
　(四)
(6)100.0 g碳酸钙中钙元素的质量为$100.0\ g×\frac{40}{100}=40.0\ g$。
　最少需要该过氧化钙产品的质量为$40.0\ g÷50\% = 80.0\ g$。
　答:最少需要80.0 g的该过氧化钙产品与100.0 g碳酸钙$(CaCO_{3})$含钙量相当。
【解析】(一)
(1)设理论上生成氧气的质量为$x$。
$2KMnO_{4}\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow$
316 32
$15.8\ g$ $x$
$\frac{316}{32}=\frac{15.8\ g}{x}$
$x = 1.6\ g$
(二)
(4)$MnO_{2}$、$CuSO_{4}$和$FeCl_{3}$均可作过氧化氢分解的催化剂,而$NaCl$、$K_{2}SO_{4}$不能作过氧化氢分解的催化剂,从微观粒子的角度分析,起催化作用的粒子可能是$Cu^{2+}$、$Fe^{3+}$,而$Na^{+}$、$Cl^{-}$、$K^{+}$和$SO_{4}^{2-}$不能催化过氧化氢分解,故A、B正确。