《2025年全效学习九年级科学全一册华师大版》

典例4 实验室提供$H_{2}O_{2}$溶液、二氧化锰、$KClO_{3}$和$KMnO_{4}$四种药品及下列装置。

根据要求回答下列问题:
(1)根据提供的药品,写出一种实验室制取$O_{2}$的化学方程式:2H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{=\!=\!=} 2H₂O + O₂↑（或 2KClO₃ \stackrel{MnO₂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}} K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑）。
(2)选择装置B和C制取氧气的主要步骤有:①将导气管移出水槽;②加热;③装药品;④收集;⑤熄灭酒精灯;⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为⑥③②④①⑤(填序号)。

答案： $(1)2H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{=\!=\!=} 2H₂O + O₂↑（$或$ 2KClO₃ \stackrel{MnO₂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}} K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑）$
(2)⑥③②④①⑤

变式4 氧气可通过多种途径制取,如图甲、乙所示是制取氧气的两套装置。

(1)若用装置甲制取氧气,当观察到导管口有有连续、均匀的气泡冒出,即可开始收集气体。
(2)小涛用胶水固化二氧化锰粉末,将制成的颗粒状二氧化锰置于多孔塑料片上方,利用装置乙进行实验。实验过程中某段时间试管内气压的变化如图丙所示,a点对应的操作是关闭弹簧夹。下列说法正确的有BC(填字母)。
A. ab段表示试管中液面逐渐上升
B. bc段表示二氧化锰与双氧水脱离接触
C. c点对应的操作是打开弹簧夹
(3)根据化学试剂的市场价格,实验室制取32g氧气的常用药品的成本如表所示。

结合表中信息,你认为在实验中选用双氧水制取氧气的优点是制取氧气的成本低且不需要消耗能源(或经济节能，合理即可)。

答案：
(1)有连续、均匀的气泡冒出
(2)BC
(3)制取氧气的成本低且不需要消耗能源(或经济节能，合理即可)

典例5 小科学完酸的性质后,通过实验粗略测定现榨柠檬汁中柠檬酸的含量,先称取50g碳酸氢钠溶液于烧杯中,并将50g柠檬汁平均分成五次加入烧杯中,实验数据如表所示:(柠檬酸与小苏打反应的化学方程式为$C_{6}H_{8}O_{7}+3NaHCO_{3}=C_{6}H_{5}Na_{3}O_{7}+3H_{2}O+3CO_{2}\uparrow$)
(1)表中第⑤次实验的m值为98.78。
(2)柠檬汁中柠檬酸的质量分数为多少?

答案：
(1)98.78
(2)设10 g柠檬汁中柠檬酸的质量为x，第①次实验生成二氧化碳的质量为m = 50 g + 10 g - 59.67 g = 0.33 g。
C₆H₈O₇ + 3NaHCO₃ =\!=\!= C₆H₅Na₃O₇ + 3H₂O + 3CO₂↑
192 132
x 0.33 g
$\frac{192}{x} = \frac{132}{0.33 g}$
解得x = 0.48 g，
则柠檬汁中柠檬酸的质量分数为$\frac{0.48 g}{10 g} × 100% = 4.8%。$

变式5 第19届亚运会在中国浙江杭州举办。这场盛会兑现了“绿色亚运”的承诺,其中蕴含着很多科学知识。
材料1:亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇$(CH_{3}OH)$作为主火炬塔燃料,实现循环内$CO_{2}$的零排放。
材料2:吉祥物中的“莲莲”创意取自“接天莲叶无穷碧”,生产全程采用绿电,还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节,一只玩具可减少0.11kg二氧化碳的排放量。
材料3:亚运会使用氢氧燃料电池为动力的汽车,利用铁酸锌$(ZnFe_{2}O_{4})$循环制氢气和氧气的化学方程式为$6ZnFe_{2}O_{4}\xlongequal{1200^{\circ}C}6ZnO+4Fe_{3}O_{4}+O_{2}\uparrow$;$3ZnO+2Fe_{3}O_{4}+H_{2}O\xlongequal{700^{\circ}C}3ZnFe_{2}O_{4}+H_{2}\uparrow$。
回答下列问题:
(1)每生产1t绿色甲醇可以消纳多少吨的$CO_{2}$来实现循环内$CO_{2}$的零排放?
(2)若生产“莲莲”排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收,化学方程式为$2NaOH+CO_{2}=Na_{2}CO_{3}+H_{2}O$,如果生产10万只“莲莲”,减排后可以节约多少千克的氢氧化钠?
(3)通过利用铁酸锌$(ZnFe_{2}O_{4})$循环制氢气和氧气,计算得到$H_{2}$和$O_{2}$的质量比是多少?

答案：
(1)设每生产1 t绿色甲醇可以消纳CO₂的质量为x。
由化学方程式列式可得：
CH₃OH ～ CO₂
32 44
1 t x
$\frac{44}{32} = \frac{x}{1 t}$
解得x = 1.375 t。
即每生产1 t绿色甲醇可以消纳1.375 t的CO₂。
(2)设可以节约的氢氧化钠的质量为y。
2NaOH + CO₂ =\!=\!= Na₂CO₃ + H₂O
80 44
y 1.1×10⁴ kg
$\frac{80}{y} = \frac{44}{1.1×10⁴ kg}$
解得y = 2×10⁴ kg。
即可以节约2×10⁴ kg的氢氧化钠。
(3)由题意可得反应中各物质间的比例关系为6ZnFe₂O₄ ～ O₂ ～ 2H₂，可得到H₂和O₂的质量比为4∶32 = 1∶8。