《2025年课时训练九年级化学上册沪教版江苏人民出版社》

15 (2023·连云港海州区期中)现代的生产、生活离不开氧气,人类对外太空的探索一样需要氧气。
(1)氧气的发现
从瑞典药剂师舍勒的"火空气",到英国牧师普利斯特里的"脱燃素空气",再到法国科学家拉瓦锡的"氧气",且拉瓦锡得出氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$的结论,氧气的发现经历了漫长的曲折历程。根据下面验证实验,回答问题:

①图1点燃红磷后集气瓶内产生的现象是放热、产生大量白烟,写出反应的文字表达式:磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;
②能否用蜡烛代替红磷进行实验否(填"能"或"否"),请说明理由蜡烛燃烧产生二氧化碳,压强变化不大;
③化学兴趣小组改进了实验装置(如图2所示),A是一个带密封盖的玻璃容器,B是带刻度的敞口玻璃管。
已知:铜在加热条件下只与氧气反应,生成黑色固体物质。
实验步骤:检查气密性,加水并调整B的高度,使A中的液面至刻度15 mL处;将铜粉平铺在惰性电热板上,盖紧密封盖;加热铜粉,待充分反应冷却后,记录液面刻度。(注:A容器内固态物质所占的体积忽略不计)。实验结束后,装置A中液面的刻度理论值约为12mL,若装置液面刻度最终在14 mL处,则出现此实验结果的原因除了铜粉量不足,还可能是装置漏气(合理即可)。
(2)氧气的制取
用品:高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、棉花、火柴,仪器如下图所示。

①若用过氧化氢溶液制取氧气,反应的文字表达式是过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气;
②若用氯酸钾制取氧气,上图中还缺少的仪器是酒精灯,反应的文字表达式是氯酸钾$\xrightarrow[{加热}]{二氧化锰}$氯化钾+氧气。下图是在氯酸钾制取氧气的过程中,利用氧气传感器测得试管中氧气浓度随着温度的变化情况示意图,则在制取氧气的过程中,刚开始氧气浓度降低的原因是氯酸钾还没开始反应,空气中含有氧气,空气受热逸出。

答案：
(1)①放热、产生大量白烟 磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷 ②否 蜡烛燃烧产生二氧化碳,压强变化不大 ③12 装置漏气(合理即可)
(2)①过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气 ②酒精灯 氯酸钾$\xrightarrow[{加热}]{二氧化锰}$氯化钾+氧气 氯酸钾还没开始反应,空气中含有氧气,空气受热逸出[解析]
(1)①图1集气瓶内为红磷燃烧,可以观察到放热,有大量白烟产生,文字表达式为磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷;②不能用蜡烛代替红磷进行实验,因为蜡烛燃烧产生二氧化碳,压强变化不大,无法测定空气中氧气的含量;③由图可知,A中空气体积为15mL,氧气的体积为15mL×$\frac{1}{5}$=3mL,则实验结束后,装置A中液面的刻度理论值约为15mL-3mL=12mL,若装置液面刻度最终在14mL处,进来的水的体积偏小,则出现此实验结果的原因除了铜粉量不足,还可能是装置漏气;
(2)①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,反应的文字表达式是过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气;②氯酸钾在加热和二氧化锰催化作用下分解生成氯化钾和氧气,该反应需要加热,则还缺少的仪器是酒精灯;在氯酸钾制取氧气的过程中,需要加热到一定温度,氯酸钾才开始分解,一开始加热时,装置内的空气会受热膨胀逸出,而空气中含有氧气导致刚开始氧气浓度降低。