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人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题3 制取氧气综合训练题
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这是一份人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题3 制取氧气综合训练题，共18页。
课题3 氧气的制取
【知识精要】
一、实验室制取氧气
1.反应原理和实验装置：
（1）分解过氧化氢溶液制取氧气（实验装置如图B或C所示）
过氧化氢 水＋氧气
（2）加热高锰酸钾（ ）制取氧气（实验装置如图A所示）
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
（3）加热氯酸钾（ ）制取氧气（实验装置如图A所示）
分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图D所示装置，这样就可以通过调节分液漏斗的活塞来控制液体的滴加速度，从而可以控制反应速率，得到比较稳定的氧气流。
2.收集方法：
（1）排水集气法：如图E（因为氧气不易溶于水）
（2）向上排空气集气法：如图F（因为氧气密度比空气大）
3.验满方法：
(1)排水集气法：当有气泡从集气瓶口冒出来，说明氧气已收集满。
(2)向上排空气集气法：把带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满。
4.检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内气体是氧气。
5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤：
可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”，用谐音“茶庄定点收利息”来记。
(1)查：检查装置的气密性。
(2)装：把药品装入试管内，塞好带导管的橡皮塞。
(3)定：把试管固定在铁架台上，使试管口稍向下倾斜。集气瓶装满水，倒扣在水槽中。
(4)点：点燃酒精灯，均匀预热后再集中在药品部位加热。
(5)收：导管口有 时再收集氧气。
(6)离：实验结束，先将 从水槽中取出。
(7)熄：最后熄灭酒精灯。
【特别注意】
1.实验室（高锰酸钾加热）制取氧气应注意的事项
(1)药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。
(2)试管夹要夹在距离试管口 处。
(3)试管内的导管 即可，便于气体导出。
(4)试管口应略向下倾斜，防止加热时产生的冷凝水倒流，使试管受热不均匀而炸裂。
(5)试管口处要放 ，防止加热时 。
(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内，当导管口产生 时才能开始收集，因开始排出的气体含有 。
(7)收集完毕， 将导管移出水面， 熄灭酒精灯，防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。
(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放，因为氧气的密度 空气的密度，正放可减少气体的逸散。
2.制取气体时反应装置的选择
气体的反应装置包括 装置和 装置两部分：
(1)发生装置的选择：选择的依据是 （如下图所示）。
①固体反应物加热制取气体（如高锰酸钾制氧气）： ；
②液体反应物不加热制取气体（如过氧化氢制氧气）： 。
(2)收集装置的选择：选择的依据是气体的 。
①当气体 且 溶于水时（如氧气），采用排水法收集 ；
②当气体 且密度 空气（如氧气），采用向上排空气法收集 ；
③当气体 且密度 空气（如氢气），采用向下排空气法收集 。
二、氧气的检验
验证：
验满：
二、催化剂的特点与作用
1.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的 ，而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫作触媒）。
2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【特别注意】
1.“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义，不只包括“加快”。
2.在化学反应前后，催化剂的“质量”和“化学性质”不变，其物理性质 。
3.在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，并不是说 。
4.催化剂不能增多或减少生成物的 。
5.用过氧化氢或者氯酸钾制氧气时常加入催化剂二氧化锰（黑色粉末），但能用作催化剂的物质不仅仅是二氧化锰一种。
6.在有些反应中，二氧化锰不是催化剂。如高锰酸钾分解的反应中，二氧化锰是生成物。
7.催化剂的特点：“一变二不变”，“一变”是改变反应速率，“二不变”是反应前后质量不变，化学性质不变。
【题典精讲】
【例题1】如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
【变式题】下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【例题2】化学实验操作中常常有许多“先后”之分。下列实验操作的先后顺序正确的是（ ）
A. 检查装置气密性时，先用手紧捂试管，后将导管伸入水中
B. 用滴管吸取液体时，先在空气中挤捏胶帽排出空气，后伸入液体中吸取
C. 实验室制取氧气时，为了获得平稳的气流，先加双氧水，后加二氧化锰
D. 排水法收集氧气时，先熄灭酒精灯，后移出导气管
【变式题】在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
【例题3】加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，试管内剩余固体种类不可能是（ ）
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
【例题4】某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【例题5】下列氧气的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是（ ）
A． B． C． D．
【例题6】肝脏中含有过氧化氢酶，某同学利用动物肝脏研究酶的某些特点，实验记录如下表：
试管
产生气泡快慢
1
5mL5%过氧化氢+2滴蒸馏水，常温
最慢
2
5mL5%过氧化氢+2滴3.5%FeCl3溶液，常温
较快
3
5mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，常温
最快
4
5mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，70℃水浴加热
较慢
分析实验结果，无法得出过氧化氢酶（ ）
A.具有专一性 B.能加快过氧化氢分解 C.具有高效性 D.活性受温度影响
【变式题】某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：
Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（ ）
A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁
B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同
C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开
D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热
【例题7】如图为小科与妈妈在牛排馆用餐的对话：
小科叙述中的“？”可能是（ ）
A．加热还原氧化铜反应时通入足量氢气 B．二氧化碳溶于水后加入紫色石蕊试液
C．加热氯酸钾制取氧气时加入二氧化锰 D．将氧化钙转化成氢氧化钙时要加入水
【例题8】过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解成水和氧气。在一定质量的过氧化氢溶液分解的过程中，下列有关量随时间变化的图像正确的是（ ）
A B C D
【例题9】已知A为暗紫色固体，E、F常温下为液体，Q为有刺激性气味的气体，K为常见金属， M为黑色固体，I为暗红色固体。请回答下列问题。
（1）写出下列物质名称：F__________；Q__________。
（2）在④-⑥反应中，属于化合反应的有_________（填序号）；
（3）写出反应③的化学表达式___________。
【例题10】浓度相同，质量相等的a、b两份过氧化氢溶液，在b溶液中加入少量二氧化锰的同时，将a溶液加热，放出氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
【例题11】“控制变量”是科学探究实验中一种常见的实验手段，黑色固体碳（C）和黑色固体氧化铜（CuO）在温度较高时能反应生成红色的铜和二氧化碳气体，化学小组想要节约药品且尽快完成实验，于是对反应条件进行探究，实验数据如下：
序号
装置
药品
反应完成耗时
1
A
碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g
120s
2
B
碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g
560s
3
A
碳（块状）0.1g+氧化铜1.2g
480s
4
A
碳（粉末）0.12g+氧化铜1.2g
110s
5
A
碳（粉末）0.15g+氧化铜1.2g
110s
（1）实验过程中可以观察到澄清石灰水会__________（填实验现象）。
（2）根据表格中信息：对比实验1和2，说明装置_________
_（填“A”或“B”）更适合该实验。对比实验1和__________，说明粉末状药品反应更快，其原因可能是__________（填序号）。分析表格，碳和氧化铜最适当的质量比为___________（填最简鉴数比）；
A. 碳粉质量比越大反应越快
B. 物质接触越充分反应越快
C.温度越高反应越快
（3）实验刚开始时，装置左侧试管内还未出现红色固体，右侧试管中澄清石灰水却变化明显，请你写出左侧试管内可能发生的化学反应表达式__________。
【考点训练】
1.工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．MnO2 B．空气 C．KClO3 D．H2O2
2.工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同 C．沸点不同 D．密度不同
3.实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是（ ）
A.二氧化锰是反应物 B.与高锰酸钾制取氧气的装置相同
C.可用向上排空气法收集 D.可用带火星的木炭检验氧气
4.下列有关玻璃导管的使用图示正确的是（省略夹持和加热装置）（ ）
A.排水法集气 B.向上排空气法集气 C.用高锰酸钾制氧气 D.检验二氧化碳
5.15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A. B. C. D.
6.某气体既可以用排水取气法收集，又可以用向上排空气法收集，则该气体一定有的物理性质是（ ）
A. 易溶于水，密度大于空气 B. 易溶于水，密度小于空气
C. 不易溶于水，密度大于空气 D. 难溶于水，密度小于空气
7. 实验室可用“高锰酸钾、氯酸钾、双氧水”分解制取氧气。关于这三个反应原理，下列说法正确的是（ ）
A．都需要加催化剂 B．都有两种元素的化合价发生了变化
C．都生成氧化物 D．生成等量的O2消耗KMnO4的质量最大
8.NO是汽车尾气中的一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是（ ）
A. 排水集气法或向上排空气法 B. 向上排空气法
C. 排水集气法 D. 向下排空气法
9.实验室用过氧化氢制取氧气，若实验中忘记加入二氧化锰，其结果是（ ）
A. 不产生氧气 B. 产生氧气的速度慢 C. 产生氧气的总量少 D. 没有影响
10.下列反应中，既不是化合反应，又不是分解反应的是（ ）
A. 碳酸钙 高温 氧化钙＋二氧化碳 B. 碳酸氢铵 高温 氨气＋二氧化碳＋水
C. 氢气＋氯气 点燃 氯化氢 D. 石蜡＋氧气 点燃 二氧化碳＋水
11.下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【培优训练】
1. 在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
2. 如图为初中化学常见气体的发生与收集装置，下列说法中不正确的是（ ）
A．装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替
B．装置Ⅰ可作为固体加热制取气体的发生装置
C．装置Ⅱ、Ⅳ组合可制取氧气
D．装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体
3. 在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
4.用如图所示装置收集一瓶纯净氧气，以下说法不正确的是（ ）
A. 集气瓶中应装满水，确保无气泡
B. 左端导管口连接产生氧气的发生装置
C. 右端导管口连接产生氧气的发生装置
D. 排出水的体积即为收集到氧气的体积
5.今有A、B两质量相等的固体，其中A为纯氯酸钾，B是氯酸钾和二氧化锰的混合物，在酒精灯上同时加热，均完全反应，得到的气体量与时间的关系图正确的是（ ）
A． B． C． D．
6.化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置完成有关问题:
(1)写出B中标号①仪器的名称: ,实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,发生装置可选择 (填字母),该反应的化学方程式是 ,该装置有一处不足之处是 。
(2)用装置F收集一瓶O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“a”或“b”)处。
(3)将装置G倾斜使两种药品混合,即可制得气体。下列制取气体的方法可选用装置G的是 。
A.用锌和稀硫酸反应制取氢气 B.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气
C.用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气 D.加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷
7.氧气是我们无法离开的物质，某兴趣小组对氧气的研究如下：
Ⅰ.氧气制备
（1）写出右图中标号仪器的名称
（2）写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式
该装置棉花的作用是 。装置中有一处明显的错误：
Ⅱ.氧气的收集
实验1：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃时，停止收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验2：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验3：用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据如表
实验1
实验2
实验3
氧气体积分数/%
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均体积分数/%
79.7
88.4
89.7
（3）由实验1和实验2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高氧气的体积分数，可采取的措施是
（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
（5）铁丝在纯净的氧气中燃烧的化学方程式
8.双氧水常用于消毒、漂白等，它是过氧化氢的水溶液，含过氧化氢30%的溶液以二氧化锰为催化剂可迅速分解出氧气。现欲制取干燥的而又纯净的氧气，可采用如图装置。装置A中，锥形瓶内盛的是二氧化锰，分液漏斗内盛的是30%的过氧化氢溶液。已知：硫酸铜是一种白色的粉末状固体，该粉末吸收水蒸汽时，会生成蓝色的硫酸铜晶体；浓硫酸是一种液体可用于干燥氧气。
（1）装置B中的药品是
（2）装置C用来检测O2是否干燥，证明O2已经干燥的现象是
（3）检验装置D中氧气是否集满的方法是 。
【拔尖训练】
1.以下各装置能完成相应实验的是( )
A．只有①② B．只有③④ C．只有①④ D．只有②
2.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象错误的是（ ）
A． B． C． D．
3.下列图象表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
4.雨对家用的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品．下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是
A．反应仓可能是由H2O2溶液在MnO2催化下产生O2
B．加湿过滤仓可以用来来保持O2湿润
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
5.如图四个图像，能正确反映对应变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
A．表示向二氧化锰中加入过氧化氢溶液
B．表示镁在氧气中燃烧
C．表示加热高锰酸钾后产生二氧化锰的质量
D．表示用“用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数”实验过程中密封集气瓶内的气压变化
6.下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A
B
C
D
利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量
加热氯酸钾和二氧化锰时剩余固体中二氧化锰的质量分数
用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气
加热一定质量的高锰酸钾固体
7.下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
A．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
B．加热一定量的氯酸钾 和二氧化锰的混合物
C．在少量二氧化锰中加入双氧水
D．在密闭装置内加热高锰酸钾制氧气
8.在容积为250mL 的集气瓶内装入如下图所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻璃片移出水槽正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入两个集气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。下列有关说法中，错误的是( )
A．能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气
B．能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水
C．图①实验中，集气瓶内氧气的体积分数为30%
D．图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为52.6%
9.现有X、Y两种质量相等的固体，期中X为纯净的氯酸钾，Y是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将X、Y分别放入试管中，并在两个酒精灯上同时加热制取氧气。若X、Y均完全反应，则得到氧气的质量m与时间t的关系中，正确的是 （ ）
A． B． C． D．
10.构建知识网络可以提高学习效率，如图是氧气部分知识的网络图，其中A-C是我们在第二单元学习过的物质，图中“→”两端的物质可通过一步反应转化（部分反应物和生成物已省略），F为淡黄色固体，氧气与G反应生成D时火星四射，E常温下是一种气体，下列说法错误的是（ ）
A．物质A为紫色粉末
B．物质B加热生成氧气的反应属于分解反应
C．物质C为无色有刺激性气味的气体
D．氧气转化为物质E的反应只能通过化合反应实现
11.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量二氧化锰）分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息，分析正确的是（ ）
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选用氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
12.某化学兴趣小组利用“Y形管”和其它仪器组装成如图一、图二所示的装置，选用不同试剂进行实验探究(装置气密性良好；所有化学反应都充分、完全)。
图一实验目的是测定空气中氧气的体积分数。操作步骤如下：
Ⅰ.按如图所示连接并固定装置，观察现象；
Ⅱ.点燃酒精灯加热至开始反应时熄灭酒精灯，观察现象；
Ⅲ.观察到红磷熄灭并冷却至室温后，读取注射器中水的体积为c。
图二实验目的是测定产生氧气的体积。试剂甲：0.5g二氧化锰，试剂乙：5mL5%过氧化氢溶液。过氧化氢溶液遇二氧化锰时，产生大量气泡并放出大量热。操作步骤如下：
Ⅰ.实验前调整量气管，使量气管液面与水准管液面相平；
Ⅱ.倾斜Y形管，使试剂乙流入试剂甲中；
Ⅲ.实验结束后，再次调整量气管，使其液面与水准管液面相平后再读出量气管中体积。
关于图一实验和图二所示装置及可选试剂可能进行的实验，有下列说法
①图一实验可测得空气中氧气的体积分数为×100%。
②图一实验中红磷过量的目的是使红磷和Y形管内的氧气充分反应，减小误差。
③图一实验中可以观察到红磷燃烧产生大量白色烟雾。
④图二实验应在反应开始前就连接量气管，从而测定产生氧气体积。
⑤图二实验中，由该实验还可得出二氧化锰为过氧化氢分解的催化剂。
⑥图二实验中，当“Y形管”不再产生气泡时即可读取生成气体的体积。其中说法正确的有（ ）
A．①③⑥ B．①②④ C．②④⑤ D．①⑤⑥
13.实验室用如图所示装置制取氧气并完成相关实验（夹持仪器已略去），根据实验回答：
(1)仪器①的名称是___________。
(2)A装置中反应的符号表达式为___________。
(3)用C装置收集气体的方法是___________（填选项字母）
a、排水法 b、向下排空法 c、向上排空法
(4)检验C中收集满气体的方法是___________。
(5)C中收集满氧气后，打开弹簧夹K1、K4，关闭K2、K3，其中打开K1的目的是___________。点燃D中燃烧匙内的红磷后，立即伸入C装置中并把塞子塞紧，观察到红磷燃烧的现象是___________。待红磷熄灭，C装置冷却后，打开K3观察到的现象是___________。
(6)红磷在氧气中燃烧的文字表达式___________。
14.某化学兴趣小组在实验室制取氧气时，取氯酸钾和二氧化锰的固体混合物57g，加热至不再产生气体为止，他们通过加水测定剩余固体质量的方法来求出氧气质量。实验结果如下表：
实验序号
1
2
3
4
加水的质量（g）
30
30
30
30
剩余固体质量（g）
28.2
18.6
m
8
请回答下列问题：
（1） 表中m的值为 。
（2） 因为化学反应前后物质的总质量不会发生变化，所以化学反应前后减少的固体质量则为生成氧气的质量。计算混合物中氯酸钾的质量为 g，该反应中生成氧气的质量为 g。
课题3 氧气的制取
【知识精要】
一、实验室制取氧气
1.反应原理和实验装置：
（1）分解过氧化氢溶液制取氧气（实验装置如图B或C所示）
过氧化氢 水＋氧气
（2）加热高锰酸钾（ ）制取氧气（实验装置如图A所示）
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
（3）加热氯酸钾（ ）制取氧气（实验装置如图A所示）
分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图D所示装置，这样就可以通过调节分液漏斗的活塞来控制液体的滴加速度，从而可以控制反应速率，得到比较稳定的氧气流。
2.收集方法：
（1）排水集气法：如图E（因为氧气不易溶于水）
（2）向上排空气集气法：如图F（因为氧气密度比空气大）
3.验满方法：
(1)排水集气法：当有气泡从集气瓶口冒出来，说明氧气已收集满。
(2)向上排空气集气法：把带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满。
4.检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内气体是氧气。
5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤：
可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”，用谐音“茶庄定点收利息”来记。
(1)查：检查装置的气密性。
(2)装：把药品装入试管内，塞好带导管的橡皮塞。
(3)定：把试管固定在铁架台上，使试管口稍向下倾斜。集气瓶装满水，倒扣在水槽中。
(4)点：点燃酒精灯，均匀预热后再集中在药品部位加热。
(5)收：导管口有 时再收集氧气。
(6)离：实验结束，先将 从水槽中取出。
(7)熄：最后熄灭酒精灯。
【特别注意】
1.实验室（高锰酸钾加热）制取氧气应注意的事项
(1)药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。
(2)试管夹要夹在距离试管口 处。
(3)试管内的导管 即可，便于气体导出。
(4)试管口应略向下倾斜，防止加热时产生的冷凝水倒流，使试管受热不均匀而炸裂。
(5)试管口处要放 ，防止加热时 。
(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内，当导管口产生 时才能开始收集，因开始排出的气体含有 。
(7)收集完毕， 将导管移出水面， 熄灭酒精灯，防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。
(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放，因为氧气的密度 空气的密度，正放可减少气体的逸散。
2.制取气体时反应装置的选择
气体的反应装置包括 装置和 装置两部分：
(1)发生装置的选择：选择的依据是 （如下图所示）。
①固体反应物加热制取气体（如高锰酸钾制氧气）： ；
②液体反应物不加热制取气体（如过氧化氢制氧气）： 。
(2)收集装置的选择：选择的依据是气体的 。
①当气体 且 溶于水时（如氧气），采用排水法收集 ；
②当气体 且密度 空气（如氧气），采用向上排空气法收集 ；
③当气体 且密度 空气（如氢气），采用向下排空气法收集 。
二、氧气的检验
验证：
验满：
二、催化剂的特点与作用
1.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的 ，而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫作触媒）。
2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【特别注意】
1.“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义，不只包括“加快”。
2.在化学反应前后，催化剂的“质量”和“化学性质”不变，其物理性质 。
3.在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，并不是说 。
4.催化剂不能增多或减少生成物的 。
5.用过氧化氢或者氯酸钾制氧气时常加入催化剂二氧化锰（黑色粉末），但能用作催化剂的物质不仅仅是二氧化锰一种。
6.在有些反应中，二氧化锰不是催化剂。如高锰酸钾分解的反应中，二氧化锰是生成物。
7.催化剂的特点：“一变二不变”，“一变”是改变反应速率，“二不变”是反应前后质量不变，化学性质不变。
【题典精讲】
【例题1】如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
【变式题】下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【例题2】化学实验操作中常常有许多“先后”之分。下列实验操作的先后顺序正确的是（ ）
A. 检查装置气密性时，先用手紧捂试管，后将导管伸入水中
B. 用滴管吸取液体时，先在空气中挤捏胶帽排出空气，后伸入液体中吸取
C. 实验室制取氧气时，为了获得平稳的气流，先加双氧水，后加二氧化锰
D. 排水法收集氧气时，先熄灭酒精灯，后移出导气管
【变式题】在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
【例题3】加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，试管内剩余固体种类不可能是（ ）
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
【例题4】某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【例题5】下列氧气的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是（ ）
A． B． C． D．
【例题6】肝脏中含有过氧化氢酶，某同学利用动物肝脏研究酶的某些特点，实验记录如下表：
试管
产生气泡快慢
1
5mL5%过氧化氢+2滴蒸馏水，常温
最慢
2
5mL5%过氧化氢+2滴3.5%FeCl3溶液，常温
较快
3
5mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，常温
最快
4
5mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，70℃水浴加热
较慢
分析实验结果，无法得出过氧化氢酶（ ）
A.具有专一性 B.能加快过氧化氢分解 C.具有高效性 D.活性受温度影响
【变式题】某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：
Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（ ）
A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁
B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同
C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开
D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热
【例题7】如图为小科与妈妈在牛排馆用餐的对话：
小科叙述中的“？”可能是（ ）
A．加热还原氧化铜反应时通入足量氢气 B．二氧化碳溶于水后加入紫色石蕊试液
C．加热氯酸钾制取氧气时加入二氧化锰 D．将氧化钙转化成氢氧化钙时要加入水
【例题8】过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解成水和氧气。在一定质量的过氧化氢溶液分解的过程中，下列有关量随时间变化的图像正确的是（ ）
A B C D
【例题9】已知A为暗紫色固体，E、F常温下为液体，Q为有刺激性气味的气体，K为常见金属， M为黑色固体，I为暗红色固体。请回答下列问题。
（1）写出下列物质名称：F__________；Q__________。
（2）在④-⑥反应中，属于化合反应的有_________（填序号）；
（3）写出反应③的化学表达式___________。
【例题10】浓度相同，质量相等的a、b两份过氧化氢溶液，在b溶液中加入少量二氧化锰的同时，将a溶液加热，放出氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
【例题11】“控制变量”是科学探究实验中一种常见的实验手段，黑色固体碳（C）和黑色固体氧化铜（CuO）在温度较高时能反应生成红色的铜和二氧化碳气体，化学小组想要节约药品且尽快完成实验，于是对反应条件进行探究，实验数据如下：
序号
装置
药品
反应完成耗时
1
A
碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g
120s
2
B
碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g
560s
3
A
碳（块状）0.1g+氧化铜1.2g
480s
4
A
碳（粉末）0.12g+氧化铜1.2g
110s
5
A
碳（粉末）0.15g+氧化铜1.2g
110s
（1）实验过程中可以观察到澄清石灰水会__________（填实验现象）。
（2）根据表格中信息：对比实验1和2，说明装置_________
_（填“A”或“B”）更适合该实验。对比实验1和__________，说明粉末状药品反应更快，其原因可能是__________（填序号）。分析表格，碳和氧化铜最适当的质量比为___________（填最简鉴数比）；
A. 碳粉质量比越大反应越快
B. 物质接触越充分反应越快
C.温度越高反应越快
（3）实验刚开始时，装置左侧试管内还未出现红色固体，右侧试管中澄清石灰水却变化明显，请你写出左侧试管内可能发生的化学反应表达式__________。
【考点训练】
1.工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．MnO2 B．空气 C．KClO3 D．H2O2
2.工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同 C．沸点不同 D．密度不同
3.实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是（ ）
A.二氧化锰是反应物 B.与高锰酸钾制取氧气的装置相同
C.可用向上排空气法收集 D.可用带火星的木炭检验氧气
4.下列有关玻璃导管的使用图示正确的是（省略夹持和加热装置）（ ）
A.排水法集气 B.向上排空气法集气 C.用高锰酸钾制氧气 D.检验二氧化碳
5.15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A. B. C. D.
6.某气体既可以用排水取气法收集，又可以用向上排空气法收集，则该气体一定有的物理性质是（ ）
A. 易溶于水，密度大于空气 B. 易溶于水，密度小于空气
C. 不易溶于水，密度大于空气 D. 难溶于水，密度小于空气
7. 实验室可用“高锰酸钾、氯酸钾、双氧水”分解制取氧气。关于这三个反应原理，下列说法正确的是（ ）
A．都需要加催化剂 B．都有两种元素的化合价发生了变化
C．都生成氧化物 D．生成等量的O2消耗KMnO4的质量最大
8.NO是汽车尾气中的一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是（ ）
A. 排水集气法或向上排空气法 B. 向上排空气法
C. 排水集气法 D. 向下排空气法
9.实验室用过氧化氢制取氧气，若实验中忘记加入二氧化锰，其结果是（ ）
A. 不产生氧气 B. 产生氧气的速度慢 C. 产生氧气的总量少 D. 没有影响
10.下列反应中，既不是化合反应，又不是分解反应的是（ ）
A. 碳酸钙 高温 氧化钙＋二氧化碳 B. 碳酸氢铵 高温 氨气＋二氧化碳＋水
C. 氢气＋氯气 点燃 氯化氢 D. 石蜡＋氧气 点燃 二氧化碳＋水
11.下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【培优训练】
1. 在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
2. 如图为初中化学常见气体的发生与收集装置，下列说法中不正确的是（ ）
A．装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替
B．装置Ⅰ可作为固体加热制取气体的发生装置
C．装置Ⅱ、Ⅳ组合可制取氧气
D．装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体
3. 在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
4.用如图所示装置收集一瓶纯净氧气，以下说法不正确的是（ ）
A. 集气瓶中应装满水，确保无气泡
B. 左端导管口连接产生氧气的发生装置
C. 右端导管口连接产生氧气的发生装置
D. 排出水的体积即为收集到氧气的体积
5.今有A、B两质量相等的固体，其中A为纯氯酸钾，B是氯酸钾和二氧化锰的混合物，在酒精灯上同时加热，均完全反应，得到的气体量与时间的关系图正确的是（ ）
A． B． C． D．
6.化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置完成有关问题:
(1)写出B中标号①仪器的名称: ,实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,发生装置可选择 (填字母),该反应的化学方程式是 ,该装置有一处不足之处是 。
(2)用装置F收集一瓶O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“a”或“b”)处。
(3)将装置G倾斜使两种药品混合,即可制得气体。下列制取气体的方法可选用装置G的是 。
A.用锌和稀硫酸反应制取氢气 B.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气
C.用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气 D.加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷
7.氧气是我们无法离开的物质，某兴趣小组对氧气的研究如下：
Ⅰ.氧气制备
（1）写出右图中标号仪器的名称
（2）写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式
该装置棉花的作用是 。装置中有一处明显的错误：
Ⅱ.氧气的收集
实验1：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃时，停止收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验2：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验3：用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据如表
实验1
实验2
实验3
氧气体积分数/%
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
90.0
89.8
89.3
氧气平均体积分数/%
79.7
88.4
89.7
（3）由实验1和实验2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高氧气的体积分数，可采取的措施是
（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
（5）铁丝在纯净的氧气中燃烧的化学方程式
8.双氧水常用于消毒、漂白等，它是过氧化氢的水溶液，含过氧化氢30%的溶液以二氧化锰为催化剂可迅速分解出氧气。现欲制取干燥的而又纯净的氧气，可采用如图装置。装置A中，锥形瓶内盛的是二氧化锰，分液漏斗内盛的是30%的过氧化氢溶液。已知：硫酸铜是一种白色的粉末状固体，该粉末吸收水蒸汽时，会生成蓝色的硫酸铜晶体；浓硫酸是一种液体可用于干燥氧气。
（1）装置B中的药品是
（2）装置C用来检测O2是否干燥，证明O2已经干燥的现象是
（3）检验装置D中氧气是否集满的方法是 。
【拔尖训练】
1.以下各装置能完成相应实验的是( )
A．只有①② B．只有③④ C．只有①④ D．只有②
2.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象错误的是（ ）
A． B． C． D．
3.下列图象表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
4.雨对家用的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品．下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是
A．反应仓可能是由H2O2溶液在MnO2催化下产生O2
B．加湿过滤仓可以用来来保持O2湿润
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
5.如图四个图像，能正确反映对应变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
A．表示向二氧化锰中加入过氧化氢溶液
B．表示镁在氧气中燃烧
C．表示加热高锰酸钾后产生二氧化锰的质量
D．表示用“用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数”实验过程中密封集气瓶内的气压变化
6.下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A
B
C
D
利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量
加热氯酸钾和二氧化锰时剩余固体中二氧化锰的质量分数
用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气
加热一定质量的高锰酸钾固体
7.下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
A．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
B．加热一定量的氯酸钾 和二氧化锰的混合物
C．在少量二氧化锰中加入双氧水
D．在密闭装置内加热高锰酸钾制氧气
8.在容积为250mL 的集气瓶内装入如下图所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻璃片移出水槽正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入两个集气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。下列有关说法中，错误的是( )
A．能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气
B．能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水
C．图①实验中，集气瓶内氧气的体积分数为30%
D．图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为52.6%
9.现有X、Y两种质量相等的固体，期中X为纯净的氯酸钾，Y是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将X、Y分别放入试管中，并在两个酒精灯上同时加热制取氧气。若X、Y均完全反应，则得到氧气的质量m与时间t的关系中，正确的是 （ ）
A． B． C． D．
10.构建知识网络可以提高学习效率，如图是氧气部分知识的网络图，其中A-C是我们在第二单元学习过的物质，图中“→”两端的物质可通过一步反应转化（部分反应物和生成物已省略），F为淡黄色固体，氧气与G反应生成D时火星四射，E常温下是一种气体，下列说法错误的是（ ）
A．物质A为紫色粉末
B．物质B加热生成氧气的反应属于分解反应
C．物质C为无色有刺激性气味的气体
D．氧气转化为物质E的反应只能通过化合反应实现
11.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量二氧化锰）分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息，分析正确的是（ ）
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选用氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
12.某化学兴趣小组利用“Y形管”和其它仪器组装成如图一、图二所示的装置，选用不同试剂进行实验探究(装置气密性良好；所有化学反应都充分、完全)。
图一实验目的是测定空气中氧气的体积分数。操作步骤如下：
Ⅰ.按如图所示连接并固定装置，观察现象；
Ⅱ.点燃酒精灯加热至开始反应时熄灭酒精灯，观察现象；
Ⅲ.观察到红磷熄灭并冷却至室温后，读取注射器中水的体积为c。
图二实验目的是测定产生氧气的体积。试剂甲：0.5g二氧化锰，试剂乙：5mL5%过氧化氢溶液。过氧化氢溶液遇二氧化锰时，产生大量气泡并放出大量热。操作步骤如下：
Ⅰ.实验前调整量气管，使量气管液面与水准管液面相平；
Ⅱ.倾斜Y形管，使试剂乙流入试剂甲中；
Ⅲ.实验结束后，再次调整量气管，使其液面与水准管液面相平后再读出量气管中体积。
关于图一实验和图二所示装置及可选试剂可能进行的实验，有下列说法
①图一实验可测得空气中氧气的体积分数为×100%。
②图一实验中红磷过量的目的是使红磷和Y形管内的氧气充分反应，减小误差。
③图一实验中可以观察到红磷燃烧产生大量白色烟雾。
④图二实验应在反应开始前就连接量气管，从而测定产生氧气体积。
⑤图二实验中，由该实验还可得出二氧化锰为过氧化氢分解的催化剂。
⑥图二实验中，当“Y形管”不再产生气泡时即可读取生成气体的体积。其中说法正确的有（ ）
A．①③⑥ B．①②④ C．②④⑤ D．①⑤⑥
13.实验室用如图所示装置制取氧气并完成相关实验（夹持仪器已略去），根据实验回答：
(1)仪器①的名称是___________。
(2)A装置中反应的符号表达式为___________。
(3)用C装置收集气体的方法是___________（填选项字母）
a、排水法 b、向下排空法 c、向上排空法
(4)检验C中收集满气体的方法是___________。
(5)C中收集满氧气后，打开弹簧夹K1、K4，关闭K2、K3，其中打开K1的目的是___________。点燃D中燃烧匙内的红磷后，立即伸入C装置中并把塞子塞紧，观察到红磷燃烧的现象是___________。待红磷熄灭，C装置冷却后，打开K3观察到的现象是___________。
(6)红磷在氧气中燃烧的文字表达式___________。
14.某化学兴趣小组在实验室制取氧气时，取氯酸钾和二氧化锰的固体混合物57g，加热至不再产生气体为止，他们通过加水测定剩余固体质量的方法来求出氧气质量。实验结果如下表：
实验序号
1
2
3
4
加水的质量（g）
30
30
30
30
剩余固体质量（g）
28.2
18.6
m
8
请回答下列问题：
（1） 表中m的值为 。
（2） 因为化学反应前后物质的总质量不会发生变化，所以化学反应前后减少的固体质量则为生成氧气的质量。计算混合物中氯酸钾的质量为 g，该反应中生成氧气的质量为 g。
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