《2025年尖子生题库九年级化学全一册人教版》

2. 科学家曾研发的“人工树叶”在光照条件下放入水中就能不断产生气泡，将水转变为氢气和氧气。如图是“人工树叶”工作时化学原理的微观示意图。

(1)请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列：丙$\rightarrow$甲$\rightarrow$乙(用图中甲、乙、丙表示，下同)
(2)图甲、乙、丙中，属于纯净物的图例是丙。
(3)保持水的化学性质的最小微粒是水分子(填微粒名称)，写出该反应的微观实质：分子分裂为原子，原子重新结合成新分子。

答案： 2.
(1)丙 甲 乙
(2)丙
(3)水分子 分子分裂为原子，原子重新结合成新分子
【详解】
(1)化学变化的微观实质是分子分裂为原子，原子重新组合的过程，故排列顺序为丙→甲→乙。
(2)纯净物由同种分子构成，丙是纯净物。
(3)保持水的化学性质的最小微粒是水分子；化学反应的本质为分子分裂为原子，原子重新结合成新分子。

兴趣小组开展“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理
目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
(1)分子筛制氧法以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气。其微观示意图如图所示，则该制氧机制得的“氧气”属于混合物(填“纯净物”或“混合物”)。

(2)市场上销售的家用制氧机的主要原料一般是过氧化氢溶液或过碳酸钠固体(过碳酸钠固体溶于水后能发生反应：过碳酸钠$\rightarrow$碳酸钠+水+氧气，且该反应放热)。不采用高锰酸钾分解制氧气的原因可能是反应需要加热（或不方便携带等合理即可）。
活动二：选择制氧试剂
【查阅资料】常温常压下产生 150 mL 的氧气，以 5%的过氧化氢溶液为制氧剂需要 9.1 mL；以过碳酸钠为制氧剂需要 1.41 g。
【实验方案】利用如图装置设计如下表实验并记录$0 \sim 2 0$min 量筒中水的体积。


(3)先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，该操作的目的是检查装置的气密性。
(4)实验 1 中反应的文字表示式为：过氧化氢$\overset{二氧化锰}{\longrightarrow}$水+氧气。
(5)实验 2 中水的体积较合适的是9.1(填“1.41”或“9.1”)mL。

(6)依据如图所示实验结果，小组同学决定选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机的制氧剂，理由是：
①过碳酸钠是固体，比过氧化氢溶液便于携带；
②2min后，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气速度快（或2min时，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气体积大等合理即可）。
活动三：自制制氧装置

(7)小组同学利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了如图装置。洗气装置中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是AB(填序号)。
A. 观察氧气生成速率
B. 降低吸入氧气温度
C. 加快氧气生成速率

答案：
(1)混合物
(2)反应需要加热（或不方便携带等合理即可）
(3)检查装置的气密性
(4)过氧化氢$\overset{二氧化锰}{\longrightarrow}$水+氧气
(5)9.1
(6)2min后，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气速度快（或2min时，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气体积大等合理即可）
(7)AB
【详解】
(1)通过后的气体中含有氮气分子和氧气分子，是混合物；
(2)高锰酸钾制氧气需要加热，不适合家用制氧机；
(3)先堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置，说明装置不漏气；
(4)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气；
(5)该实验目的是对过氧化氢和过碳酸钠制氧效率的探究，实验的变量是两种物质的量和其他条件应保持一致，过氧化氢为9.1mL，故加入水也应是9.1mL；
(6)2min后，过碳酸钠比过氧化氢产生氧气速度快、产生的氧气体积大，故选过碳酸钠；
(7)气体进入洗气装置可观察到有气泡冒出及冒出的速率，水还可降低氧气温度，但不会改变氧气的生成速率，故选AB。