第一章知识点9实验室制取氧气的原理华东师大版九年级上册科学

知识点9、实验室制取氧气的原理1．某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（）A．c代表氧气 B．KMnO4是催化剂 C．t1时刻，高锰酸钾开始分解 D．t2时刻，O2开始产生2．实验室用高锰酸钾制氧气时，错误的操作是（）A．检查装置的气密性时，先对试管加热，过一会儿把导管放入水里，没有看到气泡逸出，说明装置漏气 B．固定在铁夹上的试管，试管口应略向下倾斜 C．加热时，先使酒精灯在试管下方来回移动，使试管均匀受热，然后再对准高锰酸钾所在部位加热 D．排水法收集氧气后，应先把导管移出水面，再停止加热3．实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气、加热高锰酸钾制取氧气，这两种制取氧气方法的共同点是（）A．都需要加热 B．都发生了分解反应 C．都生成了两种物质 D．都用二氧化锰作催化剂4．氯酸钾和高锰酸钾混合加热，完全反应后，剩余的固体有（）A．2种 B．3种 C．4种 D．5种5．高锰酸钾常温不分解，加热一段时间才能分解产生氧气，下列图像正确的是（）A．B． C．D．6．小马同学将一定量的氯酸钾与高锰酸钾的混合物加热制取氧气，部分物质质量随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是（）A．在t1至t2时间内，氯酸钾的质量在减少 B．在t3至t4时间内，二氧化锰的质量增加 C．t3时，试管中有4种固体物质 D．曲线c代表加热过程中生成氧气质量的变化7．质量相等的两份氯酸钾①和②，向①中加入少量的高锰酸钾，完全反应后，收集到氧气的质量随时间变化的关系表示正确的是（）A． B．C． D．8．某化学兴趣小组用一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气。如图表示该固体混合物在受热过程中，有关量随时间的变化情况（从开始反应计时）。则纵坐标可以表示的是（）A．固体中二氧化锰的质量 B．氯酸钾的质量 C．固体中氧元素的质量 D．生成氧气的质量9．利用如图四种途径部可以得到氧气。（1）写出实验室中通过甲、丙两种途径制取氧气的化学方程式。甲：；丙：。（2）有同学认为，乙途径是通过氯酸钾受热分解得到氯化钾和氧气两种物质，丁途径是通过分离空气得到氧气和氮气两种物质，它们都属于分解反应。你认为对吗？并说出理由。10．围绕用KMnO4、KClO3、H2O2制取氧气的反应，回答下列问题。（1）它们都能用于制取氧气，因为组成中都含有元素；（2）用它们制取氧气的反应中都涉及到MnO2，其中在两个反应中MnO2都起到作用；（3）从环保、节能、操作简单的角度分析，制取氧气时最好选用它们中的。11．实验室制氧气的化学反应原理（1）实验室制氧气，在常温下可采用混合来制取，其文字表达式为；（2）实验室还能采用单独加热的方法来制氧气，其文字表达式为；（3）实验室还可采用加热和的混合物来制氧气，其文字表达式为（4）检验方法：用木条，伸入集气瓶，表明该气体为氧气．（5）验满方法：用木条，放在集气瓶，若表明该氧气已经收集满．12．如图实验室制取氧气时，在试管中加热一定量高锰酸钾固体，随着反应的发生，纵坐标表示的是A．高锰酸钾的质量B．氧气的质量C．锰元素的质量分数D．固体物质的质量用高锰酸钾制取氧气的化学方程式：。13．实验室用过氧化氢溶液在MnO2作催化剂的条件下制取氧气．回答下列问题：（1）分液漏斗中应放入的物质是，锥形瓶中应放入的物质是．（2）写出该方法制取O2的化学方程式；要收集一瓶纯净的O2应选择装置．（填字母）（3）某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用B装置收集O2，过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都没见木条复燃．其原因是．（4）这种方法与实验室用KMnO4加热制取O2相比，优点是．（填编号）①生成物只有氧气②不需加热③需加热（5）装置A中反应很剧烈，据此提出实验安全注意事项是．（填编号）①控制液体的滴加速度②用体积较小的锥形瓶③加热反应物．14．（1）实验室若有用过氧化氢和二氧化锰制氧气，反应装置应选下图中的。（2）若用高锰酸钾制氧气，反应装置应选图中的，反应方程式是；实验中在装药品前的一步操作是；若用排水法收集氧气，实验结束时，试管破裂的原因可能是。知识点9、实验室制取氧气的原理参考答案与试题解析1．【分析】根据高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用进行分析。【解答】解：高锰酸钾加热到较低温度时（t1时刻）即可分解产生氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰；加热到一定温度时（t2时刻），氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气和氯化钾。A.由图示可知，t1时刻，高锰酸钾开始分解产生氧气，所以c不能代表氧气，选项说法错误；B.在反应中高锰酸钾分解产生锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，而不是高锰酸钾，选项说法错误；C.氧气在高锰酸钾开始分解的时刻，即t1时刻，开始生成，选项说法正确；D.由图示可知，t1时刻，高锰酸钾开始分解产生氧气，选项说法错误。故选：C。【点评】本题考查同学们实验室制取氧气的反应原理、催化剂等知识以及观察图示的能力，并从图示中提取信息的能力。2．【分析】实验室用高锰酸钾制氧气并用排水法收集，有下列步骤：记住口诀“查装定点收移熄”，谐音“茶庄定点收利（离）息”．【解答】解：A、先检查制氧装置的气密性，要检查装置是否漏气，应先把导气管的一端浸入烧杯或水槽的水中，用手紧握试管，如果装置不漏气，导管口就有气泡冒出，然后把手移开，水就从烧杯或水槽中升到导气管里，形成一段水柱，则表明装置不漏气；B、试管固定在铁架台上，试管口应向下倾斜，防止水倒流进试管使试管炸裂；C、加热时，先使酒精灯在试管下方来回移动，使试管均匀受热，然后再对准高锰酸钾所在部位加热；D、排水法收集氧气后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒流，引起试管炸裂。故选：A。【点评】本题重在考查氧气的实验室制法，加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和各注意事项．3．【分析】根据实验室中制取氧气的原理、反应的条件以及化学反应的特点来分析。【解答】解：A、常温下，过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下就可以分解产生氧气，无需加热，不合题意；B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，这两个反应都是由一种物质生成多种新物质，均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，符合题意；C、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种新物质，不合题意；D、高锰酸钾加热制氧气不需要使用催化剂，不合题意。故选：B。【点评】解答这类题目时，首先，要熟记实验室制取氧气的反应原理（即实验室制取氧气的文字表达式和化学方程式），各物质的颜色、状态，反应的条件、类型，以及实验室制取氧气的反应原理和发生装置的相互联系；并且，一定要理解催化剂的概念、催化作用；等等；然后，根据所给的问题情景及相关信息，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。4．【分析】通过对三种物质的性质的分析，加热以后氯酸钾分解成氯化钾和氧气，高锰酸钾分解成锰酸钾、二氧化锰、氧气。【解答】解：由于氯酸钾和高锰酸钾混合加热后，高锰酸钾会分解成锰酸钾、二氧化锰、氧气，氯酸钾在高锰酸钾分解出的二氧化锰的催化下会分解成氯化钾和氧气，即：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气（2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑），氯酸钾氯化钾+氧气（2KClO32KCl+3O2↑）。因此，生成物有锰酸钾、二氧化锰、氧气和氯化钾4种，剩余的固体有3种。故选：B。【点评】本题重点考查高锰酸钾和氯酸钾的分解产物的种类，解题的关键是要了解反应的化学式。5．【分析】高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气。【解答】解：高锰酸钾加热到一定温度下才会分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，当高锰酸钾完全分解后，生成氧气的质量不再改变。故选：B。【点评】解答这类题目时，要熟记实验室制取氧气的反应原理解答，据此分析即可。6．【分析】根据化学反应与图像的关系进行分析解答即可，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解生成氯化钾和氧气。【解答】解：A、高锰酸钾比氯酸钾更容易反应，故在t1至t2时间内，高锰酸钾的质量在减少，氯酸钾从t2开始反应，故A错误；B、综上分析，b表示高锰酸钾分解，a表示氯酸钾分解，到t4时，高锰酸钾完全反应，则二氧化锰的质量不再增加，在t3至t4时间内，二氧化锰催化氯酸钾分解，二氧化锰的质量不变，故B错误；C、t3时，试管中有锰酸钾、二氧化锰、氯化钾、氯酸钾4种固体物质，故C正确；D、氧气从t1时就开始生成了，曲线c代表加热过程中生成氯化钾质量的变化，故D错误。故选：C。【点评】加强对化学反应与图像的关系的掌握是正确解答本题的关键。7．【分析】高锰酸钾受热容易分解，生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，比只加热氯酸钾，增加了产生氧气的质量；产生的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，故可以加快反应的速率．催化剂加快了反应的速度，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气．【解答】解：高锰酸钾分解生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，生成的氧气能增加氧气的质量；氯酸钾在较高的温度下才能缓慢的放出氧气，因而a反应用的时间比b长，且产生氧气的质量比b少；即只加热纯净的氯酸钾产生氧气的特点是开始反应产生氧气需要的时间长且反应结束产生的氧气少，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气，因此B图象符合此变化过程。故选：B。【点评】用氯酸钾制氧气时，若没有二氧化锰，加入少量的高锰酸钾也可以使氯酸钾在较低的温度下迅速的放出氧气，因而高锰酸钾在较低的温度下分解生成的二氧化锰对氯酸钾起了催化作用．记住催化剂的“一改变，二不变”的特性，即“改变化学反应的速率；反应前后，自身的质量和化学性质都不改变”，另外，催化剂也不能改变生成物的质量．8．【分析】根据图象可知，纵坐标表示的物质或元素逐渐减少，反应停止后不变，结合各物质以及元素在反应中的变化情况来分析。【解答】解：氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气。A、在该反应中，二氧化锰是催化剂，其质量在反应前后保持不变，故A错误；B、随着反应的进行，氯酸钾的质量不断减少，直到氯酸钾完全分解时，氯酸钾的质量为零，故B错误；C、氯酸钾与二氧化锰的固体混合物受热制氧气，氧气逸出，固体中氧元素的质量会减少，到完全反应，由于二氧化锰中含有氧元素，氧元素的质量不再发生改变，故C正确；D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气，因此氧气的质量应从零开始，慢慢增多，直到氯酸钾完全分解为止，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了氯酸钾和二氧化锰混合加热后，各物质的质量变化，难度不大，需要结合图象认真分析。9．【分析】（1）根据化学反应的原理来分析；（2）根据分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应来分析。【解答】解：（1）甲是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；丙是高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾和氧气，化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；故填：2H2O22H2O+O2↑；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）方法丁是工业制取氧气，利用了空气中各气体的沸点不同，为物理变化，而方法乙是化学变化；故填：不对，因为工业制氧气属于物理变化。【点评】本题难度不大，掌握实验室制取氧气的反应原理、化学方程式的书写方法等是正确解答本题的关键．10．【分析】（1）根据物质的组成来分析；（2）根据化学反应的原理以及物质的性质来分析；（3）根据反应的原理、实验的要求来分析。【解答】解：（1）由物质的组成可知，KMnO4、KClO3、H2O2中都含有氧元素，所以可用于制取氧气；故填：氧；（2）用加热氯酸钾制取氧气时，为了加快反应速率需要加入二氧化锰作催化剂；过氧化氢制取氧气时，为了加快反应速率也需要加入二氧化锰作催化剂；故填：催化；（3）用过氧化氢制取氧气不需要加热，且生成物除氧气之外，只有水生成，对环境无污染，所以制取氧气时最好选用H2O2；故填：H2O2。【点评】解答这类题目时，首先，要熟记实验室制取氧气的反应原理（即实验室制取氧气的文字表达式和化学方程式），各物质的颜色、状态，反应的条件、类型，以及实验室制取氧气的反应原理和发生装置的相互联系；并且，一定要理解催化剂的概念、催化作用；等等；然后，根据所给的问题情景及相关信息，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。11．【分析】（1）根据实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，属于固液在常温下反应制取气体，并据反应原理解答；（2）实验室还可用加热高锰酸钾的方法制取氧气，据此解答；（3）实验室还可用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，据此书写表达式；（4）检验氧气用带火星的木条伸入瓶内，观察木条复燃进行判断；（5）验满氧气用带火星的木条放于瓶口，观察木条复燃进行判断．【解答】解：（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，属于固液在常温下反应制取气体，发生反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气；（2）实验室还可用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的文字表达式是：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；（3）实验室还可用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，反应的文字表达式是：氯酸钾氯化钾+氧气；（4）检验氧气用带火星的木条伸入瓶内，观察木条复燃进行判断；（5）验满氧气用带火星的木条放于瓶口，观察木条复燃进行判断；故答案为：（1）过氧化氢溶液和二氧化锰；过氧化氢水+氧气；（2）高锰酸钾；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；（3）氯酸钾；二氧化锰；氯酸钾氯化钾+氧气；（4）带火星的；内；若木条复燃；（5）带火星的；口；木条复燃．【点评】本题主要考查了实验室制取氧气的反应原理和检验、验满的方法，掌握相关知识即可顺利解答．12．【分析】该图象的纵坐标反映的量是先下降后不变，据此结合加热高锰酸钾固体制取氧气的反应原理进行分析解答即可。【解答】解：A、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾的质量会不断变小，反应结束后高锰酸钾的质量变为零，该量的变化与图象不相符。B、加热高锰酸钾会生成氧气，完全反应后氧气的质量不再增加，氧气的量应该是先上升后不变，该量的变化与图象不相符。C、锰元素的质量在反应前后无变化，但由于有氧气逸出，固体的质量不断变小，锰的质量分数会不断的变大；完全反应后，剩余固体质量不再改变，则锰元素的质量分数应该是先上升后不变，该量的变化与图象不相符。D、加热高锰酸钾会生成氧气、锰酸钾和二氧化锰，所以随着加热的不断进行固体的质量不断减小，直至反应结束后只剩下锰酸钾与二氧化锰，该量的变化与图象相符。故D符合题意。高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。故答案为：D；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。【点评】本题难度不是很大，掌握加热高锰酸钾固体制取氧气的反应原理、加热高锰酸钾固体时物质量的变化、图象的走势是正确解答本题的关键。13．【分析】制取氧气的装置包括加热和不需加热两种，如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，本装置的优点是：不需要加热，节约能源；如果用高锰酸钾或氯酸钾就需要加热．氧气不易溶于水，密度比空气的密度大，因此可以用排水法和向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，收集气体时，当气泡均匀连续的冒出时再收集．如果检验时，木条不复燃，说明装置的气密性不好；装置A中反应很剧烈，我们可以控制液体的滴加速度，让它慢一些．【解答】解：（1）如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热，固体防在锥形瓶，液体放在长颈漏斗，故答案为：H2O2；MnO2（2）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，配平即可，排水法收集的气体比较纯净，故答案为：2