沪教版九年级化学同步讲义第05氧气的制法(学生版+解析)

2023-2024学年九年化学上册预学精品课程第二章身边的化学物质第05课氧气的制法【学习目标】1.了解实验室制备氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取气体的方法；2.练习连接仪器的操作，学习检查装置气密性的方法，练习收集气体、检验气体和验满的方法。3.认识分解反应，催化剂和催化作用。【重点】实验室制取氧气的反应原理。实验室制取氧气的发生装置和收集装置。【难点】1.实验室制取氧气的反应原理、仪器和装置的探讨。2.对催化剂的概念的理解和催化作用的理解。一、氧气的工业制法1.分离液态空气法注意：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。2.膜分离技术--物理变化空气一定压力下−−−−−−−−−−二、实验室制取氧气制取方法高锰酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气反应原理高锰酸钾锰酸钾+二氧KMnO4K2MnO4氯酸钾氯化钾+氧气KClO3KClO2氯酸钾氯化钾+氧气KClO3KClO反应条件加热加热，二氧化锰作催化剂常温，二氧化锰作催化剂试剂状态固体固体+固体固体+液体发生装置收集装置检验及验满（1）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃，说明该气体为氧气。（2）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃，表明该瓶氧气已经收集注意事项①用加热的方法制取氧气时，试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底②用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管③用排水法收集氧气时，当导管口有大量气泡冒出时，开始收集，实验结束后,先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒流入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。④用过氧化氢制取氧气时，若用长颈漏斗，末端必须伸入液面下(或形成液封)，以防止生成的气体从长颈漏斗末端逸出。三、催化剂1.概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。2.特点：“一变二不变”：改变化学反应速率(有的加快反应速率,有的减慢反应速率);自身的质量和化学性质在反应前后均没有改变。3.对于同一反应,催化剂不是唯一的;对于不同反应,催化剂可能相同。催化剂不能增加或减少生成物的质量。四、分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应。如实验室制取氧气的三个反应一、选择题1.（2023上海黄浦区一模）工业上分离空气得到氧气，是利用各组分具有不同的A.沸点 B.密度 C.溶解性 D.熔点2.(2023安徽合肥市五十中一模)水是生命之源，生命活动离不开水。水在化学实验中也有很多妙用。下列实验中有关水的作用，说法不正确的是A.集气瓶中的水：排尽空气，便于观察气体何时收集满B.集气瓶中的水：防止集气瓶炸裂C.烧杯中的水：既可以提供热量又可以使水中的白磷隔绝氧气D.试管中的水：作为反应物，探究水的组成3．（2023上海长宁一模）关于实验室制取氧气的操作，描述正确的是A．分别取等量的氯酸钾和二氧化锰，依次加入到试管底部并混合均匀B．由上至下，从右向左组装仪器C．集气瓶装满水，倒放在水槽中，并将导管伸入集气瓶中D．反应停止后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯4.（2023安徽合肥市庐阳区四十五中一模）某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷加入试管中并将试管置于60℃热水中，t3时，推注H2O2溶液，实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是A.实验前应检查装置气密性B.t4时温度大于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈C.t3~t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热D.气球的作用是调节气压和防止生成的P2O5污染空气5.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.检查装置气密性B.加热立即收集C.收满后移出集气瓶D.结束时停止加热6.识别图像是学习化学的必备能力。下列图像能正确反映实验设计的是：①电解一段时间(忽略气体的溶解)②分别向相同的CuSO4溶液(足量)中加入质量相等的锌粉和铁粉③探究质量守恒定律④用等质量的氯酸钾制取氧气A.①② B.①④ C.②③ D.③④7.（2023上海市浦东新区二模）实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。（1）用H2O2溶液和MnO制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的______，采用的收集方法是______，发生反应的化学方程式为______。（2）用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：试管ABC浓度10%H2O2溶液15％H2O2溶液20％H2O2溶液温度50℃无明显气泡无明显气泡极少量气泡60℃无明显气泡极少世气泡少量气泡70℃极少量气泡少量气泡较多气泡分析表中现象可得出：______（选填“升高”或“降低”）温度，______，都可加快H2O2溶液的反应速率。（3）为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？______。II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是______。8.（2023江苏扬州市邗江区一模）氧气用途广泛，生活、生产都需要氧气。活动一：生产、生活中制氧（1）工业上采用分离液态空气法制取氧气，属于_______(填“物理”或“化学”)变化。（2）为满足生产生活对氧气的需求，市场上出现多种类型制氧机。分子筛制氧机以空气为原料，空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的O2.。其微观示意图如下，请在方框中画出空气通过后的微粒图示_______。活动二：实验室制氧（3）写出图中标号的仪器名称：①_______，②_______。（4）用双氧水制取氧气时发生反应的化学方程式是_______，二氧化锰的作用是_______，应选择的发生装置是_______(选填“A”或“B”)。（5）收集较纯净的氧气可选择装置_______(选填“C”“D”或“E”)，某同学利用空塑料输液袋(图G)收集制得的氧气，氧气应从_______(填“a”或“b”)端进入。9.（2022无锡滨湖一模）氧气在冶炼工艺、化学工业、国防工业、医疗保健等方面有着十分重要的作用。（1）工业制氧①分离空气制氧：通过将空气加压、降温、蒸发可以制得大量氧气。从微观角度分析，将空气加压降温成液态空气时，主要改变的是______。②膜分离制氧：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气（含90%以上氧气）。富氧空气支持燃烧，能起到节能和减少碳排放的作用。富氧空气比普通空气更节能的原因是______。10.（2023安徽合肥市四十七中一模）实验室制取气体时常见装置如下图所示，请回答下列问题。（1）装置B中a仪器的名称是______，使用分液漏斗的优点是______。（2）装置A制取氧气的化学方程式______，若用D装置收集氧气，气体应从______（填m或n）端口进入。（3）若用双氧水和二氧化锰制取并收集较为纯净的氧气，应选择的装置组合是______。（填序号）11.（2023安徽亳州市蒙城县一模）小组同学利用如下装置制取O2和CO2，回答下列问题。（1）仪器B的名称______，实验室制取CO2可用仪器______组合。（2）氯酸钾制取O2还需要补充的仪器为______，其化学方程式为______。（3）某同学发现用排水法也能收集到较纯净的CO2，这是因为：______。12.（2023江苏徐州市邳州市一模）下列是实验室制取氧气和氧气性质实验常用的装置，请回答下列问题。（1）装置图中标号a仪器的名称是_____________。（2）若选择A装置制取氧气，发生反应的文字表达式为_____________，收集一瓶干燥的氧气应选择装置____________（填字母序号），检验氧气是否收集满的正确操作是______（选填“F”或“G”)；若选择B装置制取氧气，所用的药品是____________。（3）若用高锰酸钾制取并收集氧气，应选择的装置是________（填字母序号），该装置还需要进行改进的是________________，小明在实验过程中发现试管裂，请你帮他分析可能的原因是__________（答一点即可）。（4）某化学兴趣小组通过实验探究分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰的作用。【设计实验】用图1所示装置进行实验，步骤如下：步骤Ⅰ：检查装置气密性；步骤Ⅱ：按照如图1装入药品；步骤Ⅲ：加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体；步骤Ⅳ：冷却后，将装置倾斜，使左侧支管中的药品进入右侧支管，再加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体。【实验现象】步骤Ⅲ和步骤Ⅳ中，一段时间后都能观察到带火星的木条复燃，但不同的是_________。【交流反思】要想确认分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰是催化剂，还需通过实验证明二氧化锰的__________________________在反应前后都没有发生变化．【拓展探究】在老师的指导下，该小组同学利用图2所示装置继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵坐标，温度为横坐标，得到图3所示曲线（图中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：1”、“4：1”、“5：1”指氯酸钾和二氧化锰的质量比）【实验分析】根据图3，氯酸钾的分解温度随氯酸钾和二氧化锰的质量比变化的大致规律是__________。分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰起催化作用，可能是因为二氧化锰能________。1.（2022江苏苏州中考）下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作正确的是（）A.组装仪器B.检查气密性C.加热固体D.氧气验满2.（2022辽宁沈阳中考）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：(1)写出标号仪器的名称：①______，②______。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，写出该反应的化学方程式：______，可选用的发生装置是______（填字母序号）。用F装置收集氧气，停止实验时，应先______，再熄灭酒精灯。(3)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，可选用C装置作为发生装置，该装置的优点是______，锌粒应该放在______。(4)通常情况下，甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。实验室制取甲烷可选用的收集装置是______（填字母序号，写一种即可）。3．（2022安徽中考）某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。(1)仪器①的名称是______。(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为__________________。组装氧气的收集装置，可选用______（填序号）。(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用______（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是______（写出1点即可）。4．（2022四川成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。(1)试管口棉花的作用是________________________。(2)检验氧气集满的方法是________________________。(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。①装入药品，开始加热

②停止加热

③收集气体

④组装仪器，检查气密性(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。5．（2022湖南衡阳市中考）如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：(1)请写出图A中一种实验仪器的名称_______。(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2，装置A的试管口还缺少_______。用C装置收集O2，当导管口的气泡_____放出时，再将导管口伸入盛满水的集气瓶。检验O2的方法是_____。6.（2022福建中考）为做好实验室制取氧气的实验活动和评价，某班级师生讨论并确定如下评价标准。评价标准1.是否根据实验条件选择实验方案，并进行可行性论证2.是否积极参与实验操作活动，并善于与同学合作3.是否规范取用药品，节约药品，保持实验台整洁4.是否客观准确记录实验现象，并交流实验成果5.是否体验到实验探究活动的乐趣你是某小组成员，参与完成下列实验活动。(1)选择实验方案。实验室可提供三种制取氧气的方案。A．加热高锰酸钾B．加热混有二氧化锰的氯酸钾C．催化分解过氧化氢你所选方案对应反应的化学方程式为_______。小组讨论决定选用A方案。(2)进行实验活动。小组同学分工协作完成如下任务①同学甲负责选择组装制取气体装置的仪器。她选择了铁架台、带有导管的橡胶塞、水槽、试管，还应根据下图所提供的仪器，选择_______、_______(填仪器名称)。②同学乙负责取用药品。他先检查装置气密性，再用纸槽小心地把高锰酸钾粉末送至试管_______(填“中部”或“底部”)后直立试管，抽出纸槽。③同学丙负责组装仪器。他按“从下到上、从左到右”的顺序组装制取装置，固定试管时注意到试管口应略_______。④你负责排水法收集氧气。开始收集的时机是_______。收集到两瓶气体，均呈红色。⑤实验结束，待试管冷却，将残余物倒入指定容器，用_______(填仪器名称)洗涤试管；整理实验台，报告老师后离开实验室。(3)评价与反思。小组同学都认为体验到了实验活动的乐趣，但因实验过程存在不足，同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的不足，你提出的一条实验改进意见是_______。7.（6分）（2022上海中考）催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。（1）实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂反应的化学方程式是________________；用排水法收集氧气，是因为氧气_______（选填“易”或“不易”）溶于水；将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶中，现象是__________________________________________。（2）FeCl3对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用下图左装置进行实验：启动传感器，注入H2O2溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下：i.初始时氧气的体积分数不为0，原因是________________________________。ii.写出使H2O2分解较快的催化剂及判断依据：______________________________。iii.用5%H2O2溶液制取氧气，若采用下图所示装置进行实验，上述两种催化剂中较为合适的是___________。8．（2022山东日照中考）（8分）实验室欲用H2O2溶液制备氧气，并进行铁丝在氧气里燃烧的实验。回答下列问题：（1）若用溶质质量分数为30%的H2O2溶液和MnO2制备氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列发生装置（如图1）最合适的是（填标号）；发生反应的化学方程式为。（2）已知：用H2O2制取氧气时，也可用铂丝代替MnO2作催化剂。如图1中甲装置可通过铂丝的上下移动控制反应的发生与停止，若制备过程中体系内压强过大，则安全管中的现象是，此时应将铂丝抽离过氧化氢溶液，使反应停止。（3）用图2中乙装置进行铁丝在氧气里燃烧的实验，可观察到的现象是；反应的化学方程式为。2023-2024学年九年化学上册预学精品课程第二章身边的化学物质第05课氧气的制法【学习目标】1.了解实验室制备氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取气体的方法；2.练习连接仪器的操作，学习检查装置气密性的方法，练习收集气体、检验气体和验满的方法。3.认识分解反应，催化剂和催化作用。【重点】实验室制取氧气的反应原理。实验室制取氧气的发生装置和收集装置。【难点】1.实验室制取氧气的反应原理、仪器和装置的探讨。2.对催化剂的概念的理解和催化作用的理解。一、氧气的工业制法1.分离液态空气法注意：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。2.膜分离技术--物理变化空气一定压力下−−−−−−−−−−二、实验室制取氧气制取方法高锰酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气反应原理高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气KMnO4K2MnO4MnO2O2氯酸钾−→KClO3KClO2过氧化氢二氧化锰水+氧气H2O2H2OO2反应条件加热加热，二氧化锰作催化剂常温，二氧化锰作催化剂试剂状态固体固体+固体固体+液体发生装置收集装置检验及验满（1）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃，说明该气体为氧气。（2）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃，表明该瓶氧气已经收集满注意事项①用加热的方法制取氧气时，试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂。②用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管而堵塞导管。③用排水法收集氧气时，当导管口有大量气泡冒出时，开始收集，实验结束后,先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒流入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。④用过氧化氢制取氧气时，若用长颈漏斗，末端必须伸入液面下(或形成液封)，以防止生成的气体从长颈漏斗末端逸出。三、催化剂1.概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。2.特点：“一变二不变”：改变化学反应速率(有的加快反应速率,有的减慢反应速率);自身的质量和化学性质在反应前后均没有改变。3.对于同一反应,催化剂不是唯一的;对于不同反应,催化剂可能相同。催化剂不能增加或减少生成物的质量。四、分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应。如实验室制取氧气的三个反应一、选择题1.（2023上海黄浦区一模）工业上分离空气得到氧气，是利用各组分具有不同的A.沸点 B.密度 C.溶解性 D.熔点【答案】A【解析】工业上分离氮气和氧气时，是在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了；故填A。2.(2023安徽合肥市五十中一模)水是生命之源，生命活动离不开水。水在化学实验中也有很多妙用。下列实验中有关水的作用，说法不正确的是A.集气瓶中的水：排尽空气，便于观察气体何时收集满B.集气瓶中的水：防止集气瓶炸裂C.烧杯中的水：既可以提供热量又可以使水中的白磷隔绝氧气D.试管中的水：作为反应物，探究水的组成【答案】D【解析】A、收集气体实验，集气瓶中的水的作用是把集气瓶中的空气排出且便于观察气体何时集满，故选项说法正确；B、铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙，则集气瓶中的水能冷却溅落的熔融物，防止集气瓶炸裂，故选项说法正确；C、探究可燃物燃烧条件，热水的作用是使铜片上白磷的温度达到着火点，既可以提供热量又可以使水中的白磷隔绝氧气，故选项说法正确；D、水电解时试管中的水是观察氢气和氧气的体积，故选项说法错误。故选：D。3．（2023上海长宁一模）关于实验室制取氧气的操作，描述正确的是A．分别取等量的氯酸钾和二氧化锰，依次加入到试管底部并混合均匀B．由上至下，从右向左组装仪器C．集气瓶装满水，倒放在水槽中，并将导管伸入集气瓶中D．反应停止后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯【答案】D【解析】A、分别取等量的氯酸钾和二氧化锰，先将两者混合均匀后，再加入到试管底部，故选项描述不正确；B、组装仪器顺序要从下到上，从左到右，实验完毕撤装置时正好相反，应从右到左，从上到下，故选项描述不正确；C、集气瓶装满水，倒放在水槽中，等到气泡连续均匀冒出时，才能将导管伸入集气瓶中，故选项描述不正确；D、反应停止后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒吸，炸裂试管，故选项描述正确。故选D。4.（2023安徽合肥市庐阳区四十五中一模）某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷加入试管中并将试管置于60℃热水中，t3时，推注H2O2溶液，实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是A.实验前应检查装置气密性B.t4时温度大于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈C.t3~t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热D.气球的作用是调节气压和防止生成的P2O5污染空气【答案】C【解析】A、该反应有气体生成，所以实验前应检查装置的气密性，故A说法正确；B、t3时，推注H2O2溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，t4对应的温度高于t2，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，放出的热量越大，故B说法正确；C、t3时，推注H2O2溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，白磷与O2接触，继续燃烧，放出大量热，故温度再次升高，故C说法错误；D、该实验中，白磷燃烧，放热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是调节气压，防止压强过大，橡皮塞被冲出，，另外白磷燃烧生成的五氧化二磷不能直接排放到空气中，回污染空气，所以气球还可以收集五氧化二磷，防止其污染空气，故D说法正确；故选C。5.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.检查装置气密性B.加热立即收集C.收满后移出集气瓶D.结束时停止加热【答案】A【解析】A中检查装置气密性的方法是连接装置，将导管一端插入水槽液面以下，双手握住试管，若有气泡冒出，则装置气密性良好，A正确；B中刚加热时排出的气体很大一部分是试管和导管中的空气，固加热后不能立即收集气体，应等气泡连续均匀冒出时再开始收集，故B错；C中因氧气的密度大于空气，故收集满氧气后应在水槽中将玻璃片盖好再和集气瓶一同取出水面，故C错；D中实验结束应先将导管从水槽中取出中再移去酒精灯，防止水倒吸引起试管炸裂，故D错。6.识别图像是学习化学的必备能力。下列图像能正确反映实验设计的是：①电解一段时间(忽略气体的溶解)②分别向相同的CuSO4溶液(足量)中加入质量相等的锌粉和铁粉③探究质量守恒定律④用等质量的氯酸钾制取氧气A.①② B.①④ C.②③ D.③④【答案】C【解析】①、电解水生成的氢气和氧气的体积比为2∶1，①错误；②、锌与硫酸铜反应时，每65份质量的锌置换出64份质量的铜，反应后溶液的质量增加，直到反应结束，溶液的质量不再变化；铁与硫酸铜反应时，每56份质量的铁置换出64份质量的铜，反应后溶液的质量减少，直到反应结束，溶液的质量不再变化，②正确；③、红磷燃烧放热，气球变大，因为反应空间密闭，所以反应前后质量不变，能验证质量守恒定律，③正确；④、催化剂只改变反应速率，不改变反应结果，所以加入催化剂后，氯酸钾放氧气速度加快，但是生成氧气的质量两种情况相等，故④错误；综上所述，②③正确，故选C。7.（2023上海市浦东新区二模）实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。（1）用H2O2溶液和MnO制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的______，采用的收集方法是______，发生反应的化学方程式为______。（2）用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：试管ABC浓度10%H2O2溶液15％H2O2溶液20％H2O2溶液温度50℃无明显气泡无明显气泡极少量气泡60℃无明显气泡极少世气泡少量气泡70℃极少量气泡少量气泡较多气泡分析表中现象可得出：______（选填“升高”或“降低”）温度，______，都可加快H2O2溶液的反应速率。（3）为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？______。II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是______。【答案】（1）①.B②.排水法③.（2）①.升高②.增大过氧化氢溶液浓度（3）①.图3和图1或图3和图2②.相同的时间内，加入MnO2装置内的氧气浓度大于加入CuO装置内的氧气浓度【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，发生装置可用固、液混合不加热型，发生装置可用A或B，B装置中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应速率，用H2O2溶液和MnO2制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的B；氧气密度大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，排水法收集的气体较纯，收集氧气的装置是排水法；反应的化学方程式是：；（2）分析表中现象可得出：升高温度（C管在不同温度的实验现象），增大过氧化氢溶液浓度（70℃时，A、B、C三试管的实验现象），都可加快H2O2溶液的反应速率。（3）I、说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率需作对比实验，在相同条件下，一个实验不加催化剂，一个实验加入催化剂比较两个实验的反应速率，因此对比分析图3和图1或图3和图2，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率；II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是相同的时间内，加入MnO2装置内的氧气浓度大于加入CuO装置内的氧气浓度。8.（2023江苏扬州市邗江区一模）氧气用途广泛，生活、生产都需要氧气。活动一：生产、生活中制氧（1）工业上采用分离液态空气法制取氧气，属于_______(填“物理”或“化学”)变化。（2）为满足生产生活对氧气的需求，市场上出现多种类型制氧机。分子筛制氧机以空气为原料，空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的O2.。其微观示意图如下，请在方框中画出空气通过后的微粒图示_______。活动二：实验室制氧（3）写出图中标号的仪器名称：①_______，②_______。（4）用双氧水制取氧气时发生反应的化学方程式是_______，二氧化锰的作用是_______，应选择的发生装置是_______(选填“A”或“B”)。（5）收集较纯净的氧气可选择装置_______(选填“C”“D”或“E”)，某同学利用空塑料输液袋(图G)收集制得的氧气，氧气应从_______(填“a”或“b”)端进入。【答案】（1）物理（2）（3）①.试管②.分液漏斗（4）①.2H2O22H2O+O2↑②.催化剂③.B（5）①.C②.a【解析】（1）工业上采用分离液态空气法制取氧气，没有产生新物质，是物理变化。（2）由分子结构模型可知，氮分子的体积大于氧分子的体积，因此当空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，图示方框内的应补充两个氧分子，即图示为。（3）由图可知①是试管，②是分液漏斗。（4）用双氧水制取氧气是过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，在这个过程中二氧化锰起到催化作用，该反应是固液常温下发生的，所以应选择的发生装置是B。（5）收集较纯净的氧气应该选用排水法收集氧气，故收集装置选C，某同学利用空塑料输液袋收集氧气，由于氧气密度比空气大，所以氧气应从a端进入。9.（2022无锡滨湖一模）氧气在冶炼工艺、化学工业、国防工业、医疗保健等方面有着十分重要的作用。（1）工业制氧①分离空气制氧：通过将空气加压、降温、蒸发可以制得大量氧气。从微观角度分析，将空气加压降温成液态空气时，主要改变的是______。②膜分离制氧：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气（含90%以上氧气）。富氧空气支持燃烧，能起到节能和减少碳排放的作用。富氧空气比普通空气更节能的原因是______。【答案】（1）①.分子之间的间隔②.其它条件一定时，氧气浓度越大，燃料燃烧越充分【解析】（1）①从微观角度分析，将空气加压降温成液态空气时，即由气体变成液体，分子之间的间隔改变；②其它条件一定时，氧气浓度越大，燃料燃烧越充分；10.（2023安徽合肥市四十七中一模）实验室制取气体时常见装置如下图所示，请回答下列问题。（1）装置B中a仪器的名称是______，使用分液漏斗的优点是______。（2）装置A制取氧气的化学方程式______，若用D装置收集氧气，气体应从______（填m或n）端口进入。（3）若用双氧水和二氧化锰制取并收集较为纯净的氧气，应选择的装置组合是______。（填序号）【答案】（1）①.锥形瓶②.控制反应速率（2）①.②.m（3）BC或CB【解析】（1）装置B中a仪器的名称是锥形瓶，B装置使用分液漏斗的优点是可以通过分液漏斗控制液体药品的注入，从而控制反应速率；（2）装置A为固体加热型，该装置试管口没有一团棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为；由于氧气密度比空气大，若用D装置收集氧气，气体应从长管m端口进入；（3）若用双氧水和二氧化锰制取并收集较为纯净的氧气，该反应为固液常温型，发生装置可选择B，由于氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，由于氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，故收集装置可选择C，应选择的装置组合是BC。11.（2023安徽亳州市蒙城县一模）小组同学利用如下装置制取O2和CO2，回答下列问题。（1）仪器B的名称______，实验室制取CO2可用仪器______组合。（2）氯酸钾制取O2还需要补充的仪器为______，其化学方程式为______。（3）某同学发现用排水法也能收集到较纯净的CO2，这是因为：______。【答案】（1）①.锥形瓶②.BCEG（2）①.试管②.（3）二氧化碳在水中溶解量较小【解析】（1）仪器B的名称是锥形瓶；实验室制取CO2反应类型为固液不加热型反应，发生装置选BC，二氧化碳密度大于空气，收集装置选EG，故制取CO2可用仪器BCEG；（2）氯酸钾制取O2反应类型为固固加热型反应，故发生装置中需要用到试管；氯酸钾在二氧化锰催化下，受热分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为；（3）二氧化碳在水中的溶解量较小，故也可用排水法收集二氧化碳，只是会略微损失生成的二氧化碳。12.（2023江苏徐州市邳州市一模）下列是实验室制取氧气和氧气性质实验常用的装置，请回答下列问题。（1）装置图中标号a仪器的名称是_____________。（2）若选择A装置制取氧气，发生反应的文字表达式为_____________，收集一瓶干燥的氧气应选择装置____________（填字母序号），检验氧气是否收集满的正确操作是______（选填“F”或“G”)；若选择B装置制取氧气，所用的药品是____________。（3）若用高锰酸钾制取并收集氧气，应选择的装置是________（填字母序号），该装置还需要进行改进的是________________，小明在实验过程中发现试管裂，请你帮他分析可能的原因是__________（答一点即可）。（4）某化学兴趣小组通过实验探究分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰的作用。【设计实验】用图1所示装置进行实验，步骤如下：步骤Ⅰ：检查装置气密性；步骤Ⅱ：按照如图1装入药品；步骤Ⅲ：加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体；步骤Ⅳ：冷却后，将装置倾斜，使左侧支管中的药品进入右侧支管，再加热右侧支管，用带火星的木条在导管口检验生成的气体。【实验现象】步骤Ⅲ和步骤Ⅳ中，一段时间后都能观察到带火星的木条复燃，但不同的是_________。【交流反思】要想确认分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰是催化剂，还需通过实验证明二氧化锰的__________________________在反应前后都没有发生变化．【拓展探究】在老师的指导下，该小组同学利用图2所示装置继续进行深入探究。以氧气的体积分数为纵坐标，温度为横坐标，得到图3所示曲线（图中的“1：2”、“1：1”、“2：1”、“3：1”、“4：1”、“5：1”指氯酸钾和二氧化锰的质量比）【实验分析】根据图3，氯酸钾的分解温度随氯酸钾和二氧化锰的质量比变化的大致规律是__________。分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰起催化作用，可能是因为二氧化锰能________。【答案】①.试管②.氯酸钾氯化钾+氧气③.D④.F⑤.过氧化氢溶液和二氧化锰固体⑥.AC或AD⑦.试管口要放一团棉花⑧.没有预热或试管外壁有水或试管口没有略向下倾斜等⑨.步骤Ⅳ中木条复燃更快⑩.质量和化学性质⑪.氯酸钾和二氧化锰质量比越小，氯酸钾分解温度越低⑫.降低氯酸钾的分解温度【解析】（1）装置图中标号a仪器的名称是试管；（2）A装置属于固体加热型，试管口没有放一团棉花，是采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气的方法，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为氯酸钾氯化钾+氧气；氧气密度比空气大，向上排空气法收集的氧气干燥，所以要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置是D，氧气有助燃性，所以检验氧气是否集满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满，故选F；若选择B装置制取氧气，是用固体和液体制取氧气，所用的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰固体；（3）高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，可选用的发生装置A；氧气的密度大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，收集装置选用C或D；若用高锰酸钾制取并收集氧气，应选择的装置是AC或AD，为防止高锰酸钾进入导管，该装置还需要进行改进的是试管口要放一团棉花，小明在实验过程中发现试管裂，可能的原因是没有预热；试管外壁有水；试管口没有略向下倾斜等；（4）实验现象：步骤Ⅲ中是单独加热氯酸钾制取氧气，需要加热的温度较高，加热时间长，所以带火星的木条复燃较慢；步骤Ⅳ中氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，需要的温度较低，分解速率快，所以带火星的木条复燃较快；交流反思：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂，所以步骤Ⅳ的实验现象不能说明MnO2是KClO3分解的催化剂，还需证明在此反应中MnO2的质量和化学性质不变；实验分析：通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，氯酸钾的分解温度随氯酸钾和二氧化锰的质量比变化的大致规律是氯酸钾和二氧化锰的质量比越小，氯酸钾的分解温度越低；分解氯酸钾制氧气的反应中二氧化锰起催化作用，可能是因为二氧化锰能降低氯酸钾的分解温度。1.（2022江苏苏州中考）下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作正确的是（）A.组装仪器B.检查气密性C.加热固体D.氧气验满【答案】B【解析】A、组装仪器时，应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口，切不可把试管放在桌上，再使劲塞进塞子，以免压破容器，图中操作错误，不符合题意；B、检查气密性：将导管置于水中，用水紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，符合题意；C、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，不符合题意；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，不能伸入集气瓶内，不符合题意。故选B。2.（2022辽宁沈阳中考）下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：(1)写出标号仪器的名称：①______，②______。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，写出该反应的化学方程式：______，可选用的发生装置是______（填字母序号）。用F装置收集氧气，停止实验时，应先______，再熄灭酒精灯。(3)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，可选用C装置作为发生装置，该装置的优点是______，锌粒应该放在______。(4)通常情况下，甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。实验室制取甲烷可选用的收集装置是______（填字母序号，写一种即可）。【答案】(1)

长颈漏斗；集气瓶；(2)

；A

；将导管移出水面；(3)

随时控制反应的发生和停止

；多孔塑料板上；(4)E##F【解析】（1）标号仪器的名称：①是长颈漏斗，②集气瓶。（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则该反应的化学方程式：，反应需要加热，则可选用的发生装置是A。用F装置收集氧气，停止实验时，为防止水倒吸进试管，引起试管炸裂，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。（3）C装置含有多孔塑料板，可以控制反应物的接触和分离，进而控制反应的发生和停止，故C装置的优点是随时控制反应的发生和停止，固体应放在多孔塑料板上，则锌粒应该放在多孔塑料板上。（4）甲烷密度比空气小，难溶于水，用向下排空气法收集或排水法收集，故实验室制取甲烷可选用的收集装置是E或F。3．（2022安徽中考）某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。(1)仪器①的名称是______。(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为__________________。组装氧气的收集装置，可选用______（填序号）。(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用______（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是______（写出1点即可）。【答案】(1)烧杯(2)

高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

②④⑤或③⑤(3)棉花

开始集气瓶中未装满水或未等气泡连续均匀冒出就开始收集等【解析】(1)仪器①是烧杯。(2)高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，可用③⑤组装。氧气不易溶于水，可用排水法收集，可用②④⑤组装。(3)用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，说明高锰酸钾通过导管进入水槽，溶于水。则可能是未使用一团棉花放在试管口，导致固体粉末随气流通过导管进入水槽。该同学使用排水法收集氧气不纯，可能开始集气瓶中未装满水，导致收集的气体中混有集气瓶中的空气。也可能未等气泡连续均匀冒出就开始收集气体，导致混有开始排出的装置内的空气。4．（2022四川成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。(1)试管口棉花的作用是________________________。(2)检验氧气集满的方法是________________________。(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。①装入药品，开始加热

②停止加热

③收集气体

④组装仪器，检查气密性(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。【答案】(1)防止加热时固体粉末进入导管(2)将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃(3)④①③②(4)发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体【解析】(1)高锰酸钾为粉末状，加热时会形成烟，试管口放棉花可防止加热时固体粉末进入导管；(2)氧气具有助燃性，检验氧气收集满的方法是将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃则收集满；(3)硫在氧气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体；(4)制取氧气时按照组装仪器，检查装置的气密性，添加药品，开始加热，收集气体，停止加热的顺序进行，故正确的顺序是④①③②；5．（2022湖南衡阳市中考）如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题：(1)请写出图A中一种实验仪器的名称_______。(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2，装置A的试管口还缺少_______。用C装置收集O2，当导管口的气泡_____放出时，再将导管口伸入盛满水的集气瓶。检验O2的方法是_____。【答案】(1)试管或酒精灯或铁架台(3)

棉花

连续均匀

将带火星的小木条伸入瓶内，若木条复燃，则说明是氧气【解析】(1)图A中一种实验仪器的名称是试管或酒精灯或铁架台；(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2，棉花的作用是防止高锰酸钾粉末进入导管，装置A的试管口还缺少棉花；用排水法C装置收集氧气，当观察到导管口处有连续均匀的气泡冒出，就开始收集，故应填：连续均匀；由于氧气具有助燃性，检验O2的方法是将带火星的小木条伸入瓶内，若木条复燃，则说明是氧气。6.（2022福建中考）为做好实验室制取氧气的实验活动和评价，某班级师生讨论并确定如下评价标准。评价标准1.是否根据实验条件选择实验方案，并进行可行性论证2.是否积极参与实验操作活动，并善于与同学合作3.是否规范取用药品，节约药品，保持实验台整洁4.是否客观准确记录实验现象，并交流实验成果5.是否体验到实验探究活动的乐趣你是某小组成员，参与完成下列实验活动。(1)选择实验方案。实验室可提供三种制取氧气的方案。A．加热高锰酸钾B．加热混有二氧化锰的氯酸钾C．催化分解过氧化氢你所选方案对应反应的化学方程式为_______。小组讨论决定选用A方案。(2)进行实验活动。小组同学分工协作完成如下任务①同学甲负责选择组装制取气体装置的仪器。她选择了铁架台、带有导管的橡胶塞、水槽、试管，还应根据下图所提供的仪器，选择_______、_______(填仪器名称)。②同学乙负责取用药品。他先检查装置气密性，再用纸槽小心地把高锰酸钾粉末送至试管_______(填“中部”或“底部”)后直立试管，抽出纸槽。③同学丙负责组装仪器。他按“从下到上、从左到右”的顺序组装制取装置，固定试管时注意到试管口应略_______。④你负责排水法收集氧气。开始收集的时机是_______。收集到两瓶气体，均呈红色。⑤实验结束，待试管冷却，将残余物倒入指定容器，用_______(填仪器名称)洗涤试管；整理实验台，报告老师后离开实验室。(3)评价与反思。小组同学都认为体验到了实验活动的乐趣，但因实验过程存在不足，同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的不足，你提出的一条实验改进意见是_______。【答案】(1)(或或)；(2)

酒精灯；集气瓶（两空可互换顺序）；底部

；向下倾斜

；导管口气泡连续均匀地放出时；试管刷；(3)装入药品后，在试管口放一团棉花【解析】（1）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下分解出水和氧气，氯酸钾和二氧化锰混合加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：；；；任选其一；（2）①根据题意选择加热高锰酸钾制取氧气，发生装置选用固体加热型，除题中所选装置外还需要热源即酒精灯，收集气体时需要集气瓶，固体：酒精灯；