2.3.1-氧气的制取（含培优竞赛试题）

2.3.1氧气的性质和用途学习目标重难点1.掌握实验室制取氧气的原理2.掌握实验室制取氧气的实验步骤3.了解工业制取氧气的方法重点：1.制取氧气的原理、装置选择、步骤；2.制取氧气的注意事项难点：催化剂概念的理解和运用知识01氧气的实验室制取方法1．加热高锰酸钾制取氧气【反应原理】2KMnO4eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑【发生装置】由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择固固加热制气体的装置。【收集装置】由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。

由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。排水法向上排空气法【实验步骤】①查：检查装置的气密性。②装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。③定：将试管固定在铁架台上。④点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。⑤收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。⑥移：把导管移出水槽。⑦灭：熄灭酒精灯。【检验】将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。【验满】（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。

（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。加热法制取氧气的细节①药品要平铺在试管底部，均匀受热。②试管口要略向下倾抖，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。⑨高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时粉末进入导管，不利于气体的导出。⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。2．氯酸钾制取氧气【反应原理】2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑【实验装置】和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口无棉花团）。3．过氧化氢制氧气【反应原理】2H2O2eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\do1(─────),\s\do6())2H2O+O2↑【实验装置】或或（1）步骤①检查装置的气密性。②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。⑤用排水集气法收集。（2）注意的问题a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。一、发生装置的选择依据：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反应物的状态,反应的条件))二、收集装置的选择依据：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(气体的密度：\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(密度大于空气且不与空气成分反应向上排空气法,密度小于空气且不与空气成分反应向下排空气法)),气体溶解性：\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(难溶于水或不易溶于水排水法,易溶于水的排空气法或排油法))))1．（2023年福建省龙岩市漳平市中考一模·改编）如图A~E是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。（1）写出标有字母a的仪器名称：______。（2）实验室常用B、C装置组合制取并收集O2，反应文字表达式______。检验O2已收集满的方法是_______。（3）若用A装置制取氧气，实验结束后发现试管破裂，可能原因是______（任写一点）。（4）图F是根据B装置设计的简易制氧机的示意图。推断A剂和B剂分别是_______。【答案】（1）水槽（2）①.过氧化氢eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5())水+氧气将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满（3）实验结束时先熄灭酒精灯后撤离导管，导致水槽中的水倒吸进试管中（其它答案合理均可）（4）过氧化氢溶液和二氧化锰（顺序写反、写成化学式也可得分）【解析】（1）仪器a的名称是水槽。（2）实验室用双氧水制取氧气，在用二氧化锰作催化剂的条件下，生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5())水+氧气.，氧气有助燃性，所以检验氧气是否集满的方法为：将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满（3）若用A装置制取氧气，实验结束后发现试管破裂，可能原因是：实验结束时先熄灭酒精灯后撤离导管，导致水槽中的水倒吸进试管中。（4）用B装置制取氧气的试剂是过氧化氢溶液和二氧化锰，图F是根据B装置设计的简易制氧机，所以A剂和B剂分别是过氧化氢溶液和二氧化锰。2．（2023年广东省东莞市东莞外国语学校中考一模·改编）如图是实验室制取气体的常用装置，试回答有关问题：v、（1）写出下列仪器的名称①______。（2）若要用氯酸钾和二氧化锰制取纯净的氧气，选择的收集装置为______（在AF中选择），反应的文字表达式为______。（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式为______，装置C控制反应停止发生的原理是：关闭活塞，______。（4）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制备甲烷，选择的是发生装置为______（填字母），用装置E而不用装置D收集甲烷，原因是______。（5）用装置G和量筒组合可以用来收集并测量H2体积，在G中气体应从导管______（填“a”或“b”）端通入。【答案】（1）酒精灯（2）F氯酸钾eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5(△))氯化钾+氧气（3）过氧化氢eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5())水+氧气试管内压强增大，试管中液体被压入长颈漏斗中，使得液体与固体分离，反应停止（4）A甲烷密度小于空气（5）b【解析】（1）仪器的名称①酒精灯；（2）实验室常用氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，排水法收集气体纯度高，排空气法收集气体干燥，用氯酸钾和二氧化锰制取纯净的氧气，固选择F装置；该反应文字表达式：氯酸钾eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5(△))氯化钾+氧气；（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，生成水和氧气，该反应文字表达式：过氧化氢eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5())水+氧气，装置C控制反应停止发生的原理是：关闭活塞，试管内压强增大，试管中液体被压入长颈漏斗中，使得液体与固体分离，反应停止，打开活塞，试管内生成气体逸出，试管内压强变小，液体与固体接触，反应继续；（4）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制备甲烷，反应条件是加热，选择的是发生装置为A，用装置E而不用装置D收集甲烷，原因是甲烷密度比空气小；（5）用装置G和量筒组合可以用来收集并测量H2体积，在G中气体应从导管b端通入，氢气集中在集气瓶上部，集气瓶中的水沿a导管流入量筒。3．（2023年江苏省南京市建邺区中考二模·改编）实验室制取气体的部分装置如图所示，请结合图示回答问题。（1）实验室用KClO3与MnO2混合固体制取O2的文字表达式为。若用装置A为发生装置，还缺少的仪器是。（2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，选择装置D收集氧气时，证明集满的方法是。（3）小明用收集到的氧气做铁丝燃烧试验，没有成功，可能的原因是（4）实验室常用块状固体电石（主要成分是CaC2）与水在常温下反应制取乙炔（C2H2）气体，该反应很剧烈，应选择的发生装置是（填字母）。可用装置F收集乙炔，据此可推测乙炔的相关性质是。【答案】（1）酒精灯。（2）氯酸钾eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5(△))氯化钾+氧气；（3）排水法收集氧气时，刚开始冒出气泡时就开始收集，得到的氧气中主要为空气，氧气浓度太低。（其他合理答案也可以）。（4）B乙炔不易溶于水或难溶于水【解析】（1）实验室常用氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氧气，固缺少酒精灯。（2）实验室常用氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：氯酸钾eq\o\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\do0(→),\s\do5(△))氯化钾+氧气；（3）小明用收集到的氧气做铁丝燃烧试验，没有成功，可能的原因是：排水法收集氧气时，刚开始冒出气泡时就开始收集，得到的氧气中主要为空气，氧气浓度太低。（其他合理答案也可以）。（4）实验室常用块状固体电石（主要成分是CaC2）与水在常温下反应制取乙炔（C2H2）气体，该反应很剧烈，应选择的发生装置可以控制反应速率的装置，B装置可以通过控制滴加液体的速度，控制反应速率（降低速率，防止放热太快），固填写B；F装置属于排水集气法，乙炔可以用该装置收集，推测其应该具有不易溶于水或难溶于水的物理性质。知识02氧气的工业制法1．原料：原料是空气。2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。1．关于工业制取氧气说法正确的是（）A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中 B．原理是利用氧气与氮气的密度不同 C．氧气先从液态空气中逸出 D．分离液态空气后剩下约的气体不能支持燃烧【答案】A【分析】根据工业上制取氧气的方法、原理进行分析解答即可．【解析】A、工业上得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中，该选项说法正确；B、工业制取氧气的原理是利用氧气与氮气的沸点不同将它们分离，该选项说法不正确；C、由于液氮的沸点比液氧低，则氮气先从液态空气中逸出，该选项说法不正确；D、分离液态空气后剩下的气体主要为氧气，氧气能支持燃烧，该选项说法不正确。故选：A。2．（多选）如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是（）A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化 C．说明液氧比液氮沸点低 D．该液体物质是纯净的氧气【答案】AB【分析】根据工业上“分离液态空气法”制氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，进行分析判断。【解析】A、该方法制氧气的原料是空气，来源广泛，故选项说法正确。B、工业上分离液态空气制取氧气，利用的是液氮和液氧的沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确。C、分离液态空气能分离出液氧和氮气，说明液氧的沸点比液氮高，故选项说法错误。D、该方法可以得到的氧气中还含有稀有气体等气体，故选项说法错误。故选：AB。1.加热法制取氧气，为什么试管口要略向下倾抖？防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。2.用排水法收集氧气时，什么时候开始收集？当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气（开始冒出的气泡是加热时是空气受热膨胀，溢出的大部分是空气。）3.停止加热时，应怎样操作？先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。4.加热高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么要放一团棉花？防止加热时粉末进入导管，不利于气体的导出。题型一实验室制取氧气的原理例1.实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有①反应都需加热②采用MnO2均可改变其反应速率③两种方法所需仪器相同④都利用含氧化合物分解来达到目的。A．①③ B．③④ C．①② D．②④【答案】D【分析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，据此结合题意进行分析判断即可。【解析】①过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，故选项说法错误。②二氧化锰在过氧化氢和氯酸钾的分解反应中均作催化剂，能加快分解速率，故选项说法正确。③过氧化氢在常温下就能分解，不需要加热，不需要使用酒精灯；而氯酸钾在加热条件下才能分解，分解氯酸钾时需要使用酒精灯，两种方法所需仪器不同，故选项说法错误。④过氧化氢、氯酸钾都含有氧元素，都是含氧化合物，都利用含氧化合物分解来达到目的，故选项说法正确。故②④说法正确。故选：D。变式1.（2023•淮南模拟）如图所示，将过氧化氢（H2O2）溶液滴入瓶中，下列现象描述正确的是（）A．气球缩小，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移 C．气球不变，红墨水右移 D．气球胀大，红墨水左移【答案】A【解析】当过氧化氢溶液与二氧化锰反应，生成足够多的氧气时，因氧气的密度大于空气的密度，充气气球内的空气在周围氧气的压力作用下，会沿导管排出气球，气球变小，导管中的红墨水会向左移。故选：A。题型二实验室制取氧气装置例1.15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是A． B． C． D．【答案】D【解析】实验室利用15%的H2O2溶液制取O2，反应速率较快，选择的制取装置应能控制反应的速率。A、图中装置不能控制液体和固体的接触，不能控制反应速率，故选项错误。B、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过滴加水的方法控制反应速率，故选项错误。C、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，图中装置通过滴加水，不能控制反应速率，故选项错误。D、图中所示装置，能通过调节旋塞改变液体的滴加速度，能控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项正确。综上所述：选择D。变式1.实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是A.烧杯、玻璃棒B.大试管、集气瓶C.酒精灯、铁架台D.导管、单孔塞【答案】A【解析】高锰酸钾制氧气需要将高锰酸钾加进大试管，夹在铁架台上，酒精灯加热，用导管、单孔塞导入集气瓶收集氧气，故不需要烧杯、玻璃棒。故选：A例2.根据下图回答问题。(1)A中，加热KMnO4分解的符号表达式为______。(2)可选择B收集O2的原因是______。(3)若用C收集O2，检验O2是否收集满的方法为______。【答案】(1)KMnO4eq\o\ac(\s\up5(△),\s\do0(→))K2MnO4+MnO2+O2(2)氧气不易溶于水且不与水反应(3)将带火星的木条放于瓶口，若木条复燃，则氧气集满【解析】（1）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式是KMnO4eq\o\ac(\s\up5(△),\s\do0(→))K2MnO4+MnO2+O2；（2）可选择B收集O2的原因是氧气不易溶于水且不与水反应；（3）若用C收集O2，检验O2是否收集满的方法为将带火星的木条放于瓶口，若木条复燃，则氧气集满。变式1.（2023•天心区校级二模）下列装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。（1）写出编号①仪器的名称。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，发生装置选择（填字母）。（3）已知氨气（NH3）极易溶于水，空气的平均相对分子质量为29，收集氨气选择的收集装置是（填字母）。（4）若用E装置收集氧气，当出现时开始收集。【答案】（1）酒精灯；（2）B；（3）C；（4）导管末端气泡连续均匀冒出。【解析】（1）根据编号①仪器的用途可知，其为酒精灯；（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应条件是常温，属于固液常温型，所以发生装置应选择B；（3）由于氨气极易溶于水，所以不能用排水法收集；由于氨气的相对分子质量为：14+1×3＝17小于空气的平均相对分子质量29，即氨气的密度比空气的小，所以应选择向下排空气法收集氨气，即装置C；（4）E装置为排水法，若用E装置收集氧气，当出现导管末端气泡连续均匀冒出时开始收集。故答案为：（1）酒精灯；（2）B；（3）C；（4）导管末端气泡连续均匀冒出。题型三氧气的收集及检验例1.下列装置中，最适合用来收集氧气的是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】根据氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；根据氧气不易溶于水，可选择排水法收集。【解析】A、因为氧气的密度比空气大，导管未插到集气瓶底，空气不能排干净，故本选项不符合题意；B、氧气的密度小于水的密度，所以应该短进长出，故本选项不符合题意；C、氧气的密度大于空气的密度，所以应该是长进短出，故本选项不符合题意；D、氧气的密度大于空气的密度，所以D中收集氧气的方法是正确的。故选：D。变式1.下列操作正确的是（）A．熄灭酒精灯 B．氧气的验满 C．取固体药品 D．倾倒液体【答案】D【分析】根据已有的实验操作的注意事项进行分析解答即可。【解析】A、不能用嘴吹灭酒精灯，A错误；B、氧气验满要将带火星的木条放在集气瓶口，B错误；C、不能用手直接接触药品，C错误；D、倾倒液体的操作是正确的，D正确；故选：D。题型四制取氧气的操作步骤例1.实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集时，装药品的试管破裂了，其可能原因是（）①装药品前忘了检查气密性②试管口没有略向下倾斜③试管没有均匀预热④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管⑤试管外壁潮湿⑥夹试管的铁夹夹得太紧。A．①③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④⑤⑥【答案】D【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤、注意事项进行分析判断即可。【解析】①装药品前忘了检查气密性，可能导致收集不到氧气，不会造成试管破裂。②试管口没有略向下倾斜，冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管。③试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂。④收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。⑤试管外壁潮湿，加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂。⑥夹试管的铁夹夹得太紧，会造成试管破裂。故②③④⑤⑥中的原因会造成试管破裂。故选：D。变式1.（2023春•龙口市期中）实验室用KClO3与MnO2加热、用排水法收集氧气，操作的先后顺序错误的是A．先检验装置气密性，后装药品 B．先加热一会，后将导管伸入集气瓶 C．先将导管移出水面，后停止加热 D．先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片【答案】D【分析】根据实验室采用加热KClO3与MnO2的方法制取氧气，并用排水法收集氧气的实验操作步骤以及注意事项来分析。【解析】A、根据氯酸钾制取氧气的查、装、定、点、收、离、熄的实验步骤可知，应先检查装置气密性，然后装药品，以防装置漏气，造成药品浪费，故A正确，不符合题意；B、因为试管内会残留空气，故收集气体时，先将试管加热一会儿，排净试管内空气，当观察到导管口处的气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故先加热一会，后将导管伸入集气瓶，故B正确，不符合题意；C、先将导管移出水面，后停止加热，防止水槽中的水倒流入试管引起试管炸裂，故C正确，不符合题意；D、若先将集气瓶移出水槽，后盖玻璃片，收集的氧气会逸出一部分，故应在水下就盖好玻璃片，然后将集气瓶移出水槽，故D错误，符合题意。故选：D。题型五氧气的工业制法例1.工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成【答案】D【解析】解：氧气的工业制法，它是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气。具体步骤是：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压、低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可。A、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，描述正确；B、分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，描述正确；C、液氮的沸点低于液氧的沸点，因此先收集到的氮气，描述正确；D、工业制氧气得到的氧气时空气中本来就含有的，而不是新生成的，描述错误。故选：D。变式1.工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图：液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的（“熔点”或“沸点”）不同，发生（“化学”或“物理”）变化。（2）此方法得到的A物质是（填“混合物”或“纯净物”）。【答案】（1）沸点；物理；（2）混合物。【解析】解：（1）液态空气蒸发分离出氮气和氧气是利用它们的沸点不同，此过程中没有新物质生成，发生物理变化；故答案为：沸点；物理；（2）此方法得到的A物质中含有液态氧气、液态的各种稀有气体等多种物质，属于混合物，故答案为：混合物。基础巩固1．（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是A.试管口应该倾斜 B.用酒精灯火焰加热C.气泡连续放出时开始收集 D.收集前集气瓶应装满水【答案】D【解析】【解析】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；B.因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；C.气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；D.收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。故选D。2．下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中正确的是A.

检查气密性，先将导管放入水中B.

一点燃酒精灯，立即收集气体

C.

集满气体后，按图示移出集气瓶D.

实验结束，先熄灭酒精灯【答案】A【解析】A、检查气密性，先将导管放入水中，用手紧握试管的外壁，观察放入水中的导管口有无气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好，此选项符合题意；B、等气泡连续均匀放出时，开始收集气体，此时是纯净的气体，此选项不符合题意；C、集满气体后，在水面下用玻璃片盖上集气瓶，将集气瓶连同玻璃片一起拿出水面，此选项不符合题意；D、实验结束，先将导气管移离水面，再熄灭酒精灯，此选项不符合题意。3．实验室有如图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气，下列说法正确的是A.用高锰酸钾制氧气时可用I作发生装置 B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置C.可选用Ⅳ收集氧气 D.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂【答案】B【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气，试管口应放一团棉花；用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置属于固液常温型，可用Ⅱ作发生装置；氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，Ⅳ为向下排空气法收集装置；高锰酸钾制取氧气时，不需要二氧化锰作催化剂。4．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【答案】B【解析】A．不能用手取药品，应该用药匙，故A错误；B.加热高锰酸的操作正确。故B正确；C．收集满氧气后要先用玻璃片在水中把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。故选：B。5．氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是A．制取 B．干燥C．收集 D．验满【答案】C【解析】A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。6．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ABCD【答案】A【解析】A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。故选C7．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【答案】B【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；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正确；故选项正确；C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；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对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；故选：B。8．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【答案】C【解析】A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故A正确；B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故B正确；C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故C错误；D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故D正确。故选：C。9．下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好 B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体 C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满 D．用带火星的木条检验氧气【答案】D【解析】A、选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，不是速率越快越好，反应速率要适中，故选项说法错误。B、用排水法收集气体时，不能提前将导管伸入盛满水的集气瓶中，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，否则会导致收集的气体中混有空气而造成不纯，故选项说法错误。C、氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项说法错误。D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，故选项说法正确。综上所述：选择D。10．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【答案】C【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来11．工业制氧气与实验室制氧气相比较，下列说法正确的是A.

前者是物理变化后者是化学变化

B.

前者使用的是固体后者使用的是气体

C.

这两种方法制得的氧气的性质不同

D.

两种方法都是分解反应【答案】A【解析】A、工业制氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，实验室制氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氧气和氯化钾，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，都有新物质生成，属于化学变化，符合题意；B、工业制氧气是分离液态空气，使用的是液体，实验室制氧气，高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰是固体，过氧化氢溶液是液体，不符合题意；C、这两种方法制得的氧气都由氧分子构成，化学性质相同，不符合题意；D、实验室制氧气符合“一变多”的特点，属于分解反应，工业制氧气属于物理变化，不符合题意。二、填空题12．（2023•中卫一模）如图是初中化学中常见的学生实验，请认真观察后回答有关问题。（1）仪器名称是①，②。（2）实验室利用A装置制取氧气，要得到较纯净的氧气要选择的收集装置是，试管口塞一团棉花目的是。（3）实验室利用B和E装置制取氧气，E装置验满的方法是。（4）与B装置相比，装置C的显著优点是。（5）通常情况下，氢气是一种无色、无气味、密度比空气小，难溶于水的气体；实验室里，用金属锌（固体）和稀硫酸反应取氢气，可选择的发生装置为；若选择E装置收集氢气，则氢气应从导管口（选填“a”或“b”）端通入。【答案】（1）长颈漏斗；水槽；（2）D；防止加热时固体粉末进入导管；（3）将带火星的木条置于b管口处，若复燃则已满；（4）可以控制反应速率；（5）B或C；b。【分析】（1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；（2）根据排水法收集较纯净的氧气；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，试管口塞一团棉花目的是防止加热时固体粉末进入导管进行分析；（3）根据氧气具有助燃性进行分析；（4）根据分液漏斗可以控制液体药品的滴加速度进行分析；（5）根据实验室制取氢气的反应物是固体和液体；氢气密度比空气小进行分析。【解析】（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，①是长颈漏斗；②是水槽；（2）实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气，药品是高锰酸钾固体，反应条件是加热因此选用固体加热型即装置A，排空气法收集的气体常混有空气而不纯，氧气不易溶于水因此可选用排水法收集较纯净的氧气，选择装置D；试管口塞一团棉花目的是防止加热时固体粉末进入导管；（3）实验室利用B和E装置制取氧气，氧气密度比空气略大，处于空气的底层，则从长导管导入即a管口，由于氧气能使带火星的木条复燃，因此E装置验满的方法是：用带火星的木条置于b管口处，若复燃则已满；（4）与B装置相比，装置C的分液漏斗可以控制液体药品的加入从而空气反应的速率；（5）用金属锌（固体）和稀硫酸反应取氢气，发生装置固液常温型即装置B或C；若选择E装置收集氢气，氢气密度比空气小，处于空气的上层，则氢气应从短导管导入即b管口。故答案为：（1）长颈漏斗；水槽；（2）D；防止加热时固体粉末进入导管；（3）将带火星的木条置于b管口处，若复燃则已满；（4）可以控制反应速率；（5）B或C；b。13．（2023•方城县模拟）如图是实验室制取气体的常用装置．（1）B装置的优点是可控制反应的发生和停止，请简述B装置中使反应停止的原理。（2）若用C装置采用排空气法收集氢气，气体从a口进，请把C装置补画完整。【答案】（1）关闭活塞，产生的气体无法导出，使试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止；（2）。【解析】（1）B装置的优点是可控制反应的发生和停止，B装置中使反应停止的原理是：关闭活塞，产生的气体无法导出，使试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止。（2）氢气的密度比空气小，若用C装置采用排空气法收集氢气，则氢气从短管进长管出，所以氢气从a口进的装置图为：。故答案为：（1）关闭活塞，产生的气体无法导出，使试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止；（2）。14．（2023·甘肃金昌·中考真题）化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。(1)标号①的仪器名称是______。(2)你认为选用B作发生装置，优点是______；请指出装置C中存在的一处错误______。(3)改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液为原料，在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先______，再装入药品，进行实验。①所选装置的连接顺序为______（从左到右填写装置序号字母）。②上述方法制氧气的化学方程式为______。③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满，用来收集难溶于水的气体时，气体从______（填“a”或“b”）端通入。(4)甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是______（填序号）。【答案】(1)锥形瓶(2)控制反应速率/控制药品滴加的量，节约药品长颈漏斗下端未伸入液面以下(3)检查装置的气密性CGD/BGD2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑b(4)AF/AE【解析】（1）标号①的仪器名称是锥形瓶；（2）选用B作发生装置，优点是控制药品滴加的量，从而控制反应速率，同时节约药品；装置C中存在的一处错误长颈漏斗导管没有深入液面下，长颈漏斗导管应深入液面下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；（3）按照要求选择实验装置，连接仪器后，先检查装置的气密性，对于有气体生成或有气体参与反应的装置，都要检查装置气密性，再装入药品，进行实验。①过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，发生装置选B或C，浓硫酸具有吸水性，可用作气体干燥剂，混合气体从a导管通入，经过浓硫酸充分干燥，再从b导管逸出，氧气的密度比空气大，可选用向上排空气法收集氧气，收集装置选D，所选装置的连接顺序为CGD或BGD；②过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，该反应化学方程式：2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑；（4）甲烷（CH4）是最简单、难溶于水的有机物类气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，反应条件需要加热，发生装置选择A，甲烷气体难溶于水，且密度比空气小，可选用排水法收集或向下排空气法收集，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是AF或AE。15．（2023·四川内江·中考真题）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。(1)写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。(2)实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。(4)实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。【答案】(1)锥形瓶水槽(2)2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑磨砂正放(3)A将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已经充满(4)aCO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O【解析】（1）由图可知，仪器①为锥形瓶；仪器②为水槽；（2）B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑；当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密；氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上；（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A；氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在a处以上，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；检验二氧化碳时，将二氧化碳通入澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。16．（2023·湖南郴州·中考真题）下图是实验室中常见的一些装置。请根据所学知识回答下列问题：(1)仪器①的名称是_______。(2)C装置中玻璃棒的作用是_______。(3)实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是_______（填装置编号），用此装置制氧气，其反应的化学方程式是_______。(4)装置E可用于收集_______（填“氧气”或“二氧化碳”），气体应该从_______口进入（填“a”或“b”）；(5)若选用B装置制氧气，试管口棉花的作用是_______。【答案】(1)集气瓶(2)引流(3)A2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑(4)氧气b(5)防止加热时试管内粉末状物质进入导管【解析】（1）据图可知，仪器①的名称是集气瓶。（2）C装置的操作是过滤，过滤装置中玻璃棒的作用是引流。故填：引流。（3）实验室用过氧化氢溶液加二氧化锰作催化剂制氧气的发生装置又可用于石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳的发生装置，因为它们反应物的状态都是固态与液态，反应条件都是常温。所以实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是A。用A装置制氧气是过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，化学方程式2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通电),\o(===,====))2H2↑+O2↑。（4）装置E收集气体的方法是排水法，要求气体不易溶于水，不与水反应。氧气不易溶于水，不与水反应，二氧化碳能溶于水，与水反应。所以装置E可用于收集氧气；气体应该从短管进入，才能产生压强差，将水从长管排出。故填：b。（5）为防止加热时试管内粉末状物质进入导管，选用B装置制氧气，试管口放一团棉花。培优竞赛1.在医院里给病人输氧时,用到类似右图所示的装置。下列有关说法中不正确的是A．使用该装置可观测氧气输出的速率B．b导管连接病人吸入氧气的塑料管C．使用该装置可用来观测是否有氧气输出D．b导管应连接供给氧气的钢瓶【答案】B【解析】A、使用该装置可通过气泡的快慢观测氧气输出的速率，不符合题意；B、b导管连接氧气瓶，a连接病人吸入氧气的塑料管，符合兼顾C、使用该装置可用来观测是否有氧气输出，不符合题意；D、b导管应连接供给氧气的钢瓶，不符合题意；故答案为:B。2.（2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）关于实验室用MnO2与KClO3制取氧气的说法正确的是A.不使用MnO2做催化剂该反应也能发生B.收集氧气后能直接凑到集气瓶口去闻C.MnO2参与了反应过程D.在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，说明KMnO4也是该反应的催化剂【答案】A【解析】A、实验室用MnO2与KClO3制取氧气，MnO2是催化剂能加快反应速率，不使用催化剂反应也能发生，故选项说法正确；B、氧气是无味的，实验室的药品不能直接去闻气味，故选项说法错误；C、MnO2是催化剂，没有参与反应过程，故选项说法错误；D、在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，是因为高锰酸钾受热能分解生成二氧化锰，可以加快反应速率，KMnO4不是该反应的催化剂，故选项说法错误。故选：A。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．【答案】A【解析】A、氯酸钾受热生成氯化钾和氧气，固体质量会逐渐减少直至氯酸钾完全分解，得到的氯化钾质量不再发生改变，故坐标正确；B、氯酸钾受热生成氯化钾和氧气，固体质量会逐渐减少直至完全分解，因此氯酸钾的质量分数会变为0，故坐标错误；C、氯酸钾受热生成氯化钾和氧气，二氧化锰做催化剂，质量没有发生改变，而固体质量会逐渐减少，二氧化锰的质量分数会增加，但二氧化锰的质量分数起点应该在纵坐标上而不是0，故坐标错误；D、氯酸钾分解需用加热到一定的温度才能产生氧气，因此氧气的起点应该在横坐标上，故坐标错误；故选项为：A．4.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）实验室获取氮气有多种途径，常见的3种方法是：方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜：方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；方法三：将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气。进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置)；（1）方法一：制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最好选用________(填标号)。请写出生石灰在此反应中的两个作用：①_____________；②_____________。（2）方法二：为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置__________(填标号)中加入_________以除去其它杂质气体（3）方法三：制氮气的化学方程式为_________。（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。在制取氨气的3种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价：___________。（5）1892年，英国科学家瑞利(Rayleigh)发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5‰左右。若上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因：_____________。【答案】（1）①.D②.与水反应放热，加快氨水的挥发、分解，得