《2025年亮点给力大试卷九年级化学上册沪教版》

25. 新素养 科学探究与实践 (16 分) 学习小组探究$ H_2 $与$ O_2 $反应能否产生$ H_2O_2,$并利用$ H_2 $和$ O_2 $模拟工业制备$ H_2O_2。$
Ⅰ. 探究$ H_2 $燃烧的产物。$H_2 $在空气中燃烧除生成$ H_2O $外,还可能生成$ H_2O_2。$
已知$:① H_2O_2 $受热易分解。$② H_2O_2 $能使酸性高锰酸钾溶液褪色,此原理常用于$ H_2O_2 $的检验。③ 空气中的$ N_2 $与$ O_2 $在一定条件下反应可能会生成 NO、$NO_2 $等氮氧化物,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)甲同学从物质组成视角分析,该反应生成$ H_2O_2 $是合理的,理由是反应前后元素（原子）种类不变，$H_2O_2$和$H_2O$都是由氢、氧元素组成（或分子都是由氢、氧原子构成）。
(2)乙同学从物质性质视角分析,该反应不可能产生$ H_2O_2,$理由是$H_2O_2$受热会分解为$H_2O$和$O_2$（或$2H_2O_2\xlongequal{\triangle}2H_2O + O_2↑$）。
(3)甲同学根据乙同学的思路设计如图 1 所示装置进行实验:点燃生成的$ H_2 $后用底部结有冰块的小烧杯罩在火焰上方,用漏斗和试管收集所得液体。向试管中加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色。

① 仪器 a 的名称是长颈漏斗。
② 实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取$ H_2。$为了控制反应的发生和停止,虚线框内应选择A(填“A”或“B”)装置。
③ 氢气燃烧时火焰要对准冰块,冰块的作用是bc(填字母)。
a. 用冰降低$ H_2 $的着火点 b. 用冰创设低温环境,使部分$ H_2 $燃烧产生一定量的$ H_2O_2 c. $有利于生成的$ H_2O_2 $溶入冰融化成的水中,便于收集
(4)有同学认为该实验存在明显缺陷:酸性高锰酸钾溶液褪色,并不能证明$ H_2 $在空气中燃烧产生$ H_2O_2,$其理由是空气中的$N_2$与$O_2$在一定条件下反应可能会生成$NO$、$NO_2$等氮氧化物，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
Ⅱ. 模拟工业制备$ H_2O_2。$反应过程分两步进行,流程和部分装置如图 2 所示。

(5)关闭$ K_2,$打开$ K_1,$利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间$ H_2,$以排尽装置内的空气,原因是氢气与空气混合加热时会发生爆炸。
(6)反应②的化学方程式为$H_2R + O_2 = H_2O_2 + R$。

答案： （1）反应前后元素（原子）种类不变，$H_2O_2$和$H_2O$都是由氢、氧元素组成（或分子都是由氢、氧原子构成） （2）$H_2O_2$受热会分解为$H_2O$和$O_2$（或$2H_2O_2\xlongequal{\triangle}2H_2O + O_2↑$） （3）①长颈漏斗 ②$A$ ③$bc$ （4）空气中的$N_2$与$O_2$在一定条件下反应可能会生成$NO$、$NO_2$等氮氧化物，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 （5）氢气与空气混合加热时会发生爆炸 （6）$H_2R + O_2 = H_2O_2 + R$ 解析：（3）③着火点为物质的固有属性，不能改变，故$a$不符合题意；用冰创设低温环境，则有部分氢气燃烧可能产生一定量的过氧化氢，故$b$符合题意；过氧化氢能溶于水，有利于生成的过氧化氢溶入冰融化成的水中，便于收集，故$c$符合题意。（4）根据题意，空气中的氮气和氧气在一定条件下反应可能会生成$NO$、$NO_2$等氮氧化物，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则酸性高锰酸钾溶液褪色，并不能证明氢气在空气中燃烧产生过氧化氢。（5）氢气具有可燃性，不纯时点燃会发生爆炸，则加热前先通入一段时间氢气，以排尽装置内的空气。（6）由题图2可知，反应②中$H_2R$和氧气反应生成过氧化氢和$R$，反应的化学方程式为$H_2R + O_2 = H_2O_2 + R$。