《实验室制备氧气综合探究》专项综合全练(二)

2/2实验室制备氧气综合探究一、填空题1.（2021·河北石家庄二十七中第二次月考）依据所学知识回答下列问题：关于利用高锰酸钾和氯酸钾制氧气，下列说法不正确的是_______________。①都需要催化剂；②都需要加热；③都需要在试管口塞一团棉花；④可用相同的发生装置；⑤可用相同的收集装置；⑥都属于分解反应2.实验室制取氧气，提供了下图所列药品和常用装置，请按要求回答有关问题。药品：①过氧化氢溶液；②氯酸钾；③二氧化锰常用装置：（1）装置中仪器a的名称为_______________。（2）若小明选择装置A和C来制取氧气，则他选择的药品应为_______________（填序号）；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为将带火星的木条伸到_______________，观察木条是否复燃。（3）某气体X可用装置D收集，若改用装置E收集，则气体X应从______________口进（填“b”或“c”）。3.（2019·福建中考改编）用过氧化氢制取氧气（二氧化锰作催化剂），下图为制备过程中所用装置。①反应的文字表达式为_______________。②仪器A的名称为_______________。现用下列仪器组装氧气的发生装置，应选用的仪器有_______________（填标号）。4.（2019·安徽中考改编）某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用图3装置完成表中实验：图3编号氯酸钾质量/g催化剂催化剂质量/g收集50mL氧气所需时间/s实验15——171实验25二氧化锰0.549实验35氧化铁0.558实验45氯化钾0.5154（1）设置实验1的目的是_______________。（2）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是_______________。（3）写出氯酸钾分解的文字表达式：_______________。（4）由实验1和实验4可知，氯化钾_______________（填“有”或“无”）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集50mL氧气，所需时间明显少于171s，解释原因：_______________。（5）要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内_______________。5.氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下：图4I.氧气的制备（1）写出标号仪器的名称：①_______________，②_______________。（2）写出用高锰酸钾制取氧气的文字表达式_______________。该装置中棉花团的作用是_______________，图4中一处明显的错误是_______________。Ⅱ.氧气的收集【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，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：数据分析：（3）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气的体积分数，可采取的措施是_______________。（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气的体积分数不能达到100%的主要原因是_______________。Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧（5）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为_______________。6.某校化学兴趣小组同学从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水体积来测定所收集到的氧气的体积。（1）甲同学用一定质量的高锰酸钾制取氧气，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→_______________→_______________→_______________。（2）实验过程中，甲同学观察到E装置中的水变为紫红色，这是_______________进入E装置并溶于水的缘故。为了防止实验过程中出现上述现象，相应的改进措施是_______________。（3）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下实验探究：【提出问题】出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？【作出猜想】猜想I：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；猜想Ⅲ：__________________________________________________。他作出猜想Ⅲ的理由是______________________________________。【实验验证】实验一：取一定质量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得固体残留物的质量不变。证明猜想_______________错误。实验二：取一定质量的锰酸钾于试管中，加热一段时间，_______________。综合实验一和实验二，证明猜想Ⅱ正确。【反思拓展】实验结束后，经过讨论、交流，同学们觉得在实验中发现的问题一定要反复论证，以取得可靠的结论。

参考答案一、填空题1.答案：①③解析：实验室加热高锰酸钾制氧气时，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应属于分解反应，不需要催化剂，为了防止高锰酸钾固体进入导管，需要在试管口塞一团棉花；实验室加热氯酸钾制氧气时，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气，该反应属于分解反应，不需要在试管口塞一团棉花；两种方法制取氧气可以选用相同的发生装置（固体加热型）与收集装置（向上排空气法或排水法）。综上所述，①和③说法不正确。2.答案：（1）试管（2）②③；集气瓶口（3）b解析：（1）根据实验室常用仪器可知，a为试管。（2）装置A是用加热固体的方法制取气体，C是排水法收集气体的装置，则用A和C来制取氧气，选用的药品为二氧化锰和氯酸钾；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃。（3）装置D为向上排空气集气装置，用于收集密度比空气大的气体，若改用装置E收集，则气体应从b口进入。3.答案：①过氧化氢二氧化锰水+氧气②锥形瓶；ACD解析：①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为过氧化氢二氧化锰水+氧气。②仪器A的名称为锥形瓶。过氧化氢和二氧化锰制取氧气，发生装置为固液不加热型，选用的仪器为A、C、D。4.答案：（1）对比实验（2）二氧化锰（3）（4）有；生成的氯化钾加快了反应（5）收集气体的体积解析：（1）通过与实验1对比，可以知道实验2、3、4中对应加入的氧化锰、氧化铁、氯化钾有无催化作用。（2）除了加入的催化剂不同外，其他条件都相同，收集相同体积的氧气，实验2所用时间最短，即二氧化锰的催化效果最好。（3）氯酸钾在催化剂的催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，文字表达式为。（4）由实验1和实验4可知，氯化钾有催化作用；维持加热条件不变，用实验1再继续收集50mLO2，所需时间明显少于171s，这是因为氯酸钾分解生成的氯化钾对反应起到了催化作用。（5）要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内收集氧气的体积。5.答案：（1）酒精灯；铁架台（2）高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；试管口向上倾斜（3）延长收集时间（4）集气瓶中含有水蒸气（合理即可）（5）铁+氧气点燃四氧化三铁解析：（1）①是酒精灯，②是铁架台。（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；给固体加热时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水倒流使试管炸裂。（3）根据实验1、2的操作可知，延长氧气收集的时间，可使氧气的体积分数提高。（5）铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为铁+氧气点燃四氧化三铁。6.答案：（1）f；e；g（2）高锰酸钾粉末；在试管口放一团棉花（3）【作出猜想】可能是锰酸钾和二氧化锰均分解放出氧气；锰酸钾和二氧化锰中都含有氧元素【实验验证】I和Ⅲ；冷却后测得固体残留物的质量较原固体质量减少解析：（1）需要通过排出水的体积测量制得的氧气体积，所以，发生装置A中的a应该连接E装置中的f，排出