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文档简介
《课题3制取氧气》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有12小题,每小题3分,共36分)1、实验室制取氧气常用的方法有:A.加热氯酸钾和二氧化锰B.加热高锰酸钾C.分解过氧化氢溶液D.加热碱式碳酸铜2、在制取氧气的实验中,以下哪种操作是错误的:A.将试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流B.使用酒精灯加热试管底部C.用排水法收集氧气D.加热时,用酒精灯的外焰加热3、实验室制取氧气通常采用以下哪种方法?A.加热氯酸钾与二氧化锰混合物B.分解过氧化氢溶液C.燃烧氢气D.加热高锰酸钾4、在制取氧气的实验中,以下哪个装置是正确的?A.试管口向上,导管插入试管内B.试管口向下,导管插入试管内C.试管口向上,导管插入试管底部D.试管口向下,导管插入试管底部5、实验室用高锰酸钾制取氧气的反应方程式为:A.2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑B.KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑C.2KMnO4→2K2MnO4+MnO2+2O2↑D.KMnO4→K2MnO4+MnO2+2O2↑6、实验室用过氧化氢制取氧气的反应方程式为:A.2H2O2→2H2O+O2↑B.H2O2→H2O+O2↑C.2H2O2→2H2O+2O2↑D.H2O2→2H2O+O2↑7、实验室制取氧气常用的反应原理是:A.过氧化氢在二氧化锰催化下分解B.高锰酸钾受热分解C.氯酸钾受热分解D.碘化钾与氧化铜反应8、在实验室制取氧气的过程中,以下哪项操作是不必要的?A.检查装置的气密性B.预热试管C.将集气瓶装满水D.使用酒精灯加热9、在实验室制取氧气时,通常使用的催化剂是:A.硫磺粉B.氯酸钾C.氢氧化钠D.二氧化锰10、在加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时,以下哪个选项描述了氧气的产生过程:A.氯酸钾直接分解成氧气和氯化钾B.氯酸钾在二氧化锰催化下分解成氧气和氯化钾C.二氧化锰与氯酸钾反应生成氧气D.氯化钾与氧气反应生成氯酸钾11、在实验室制取氧气的过程中,以下哪种气体不是用于排尽装置中的空气?A.氮气B.氢气C.稀有气体D.氧气12、下列关于过氧化氢溶液分解制取氧气的描述,错误的是:A.过氧化氢溶液分解制取氧气时,加入二氧化锰作为催化剂。B.过氧化氢溶液在常温下分解速率较慢。C.该反应属于分解反应。D.二氧化锰在反应中起催化作用,反应后质量不变。二、多项选择题(本大题有3小题,每小题3分,共9分)1、实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,下列说法正确的是()A.过氧化氢溶液与二氧化锰混合后不需要加热B.二氧化锰在反应中起到催化剂的作用C.产生的氧气不能收集到集气瓶中D.二氧化锰在反应前后质量和化学性质都不变2、以下实验操作中,能正确制取氧气的是()A.将过氧化氢溶液加入试管中,再滴加二氧化锰B.将二氧化锰粉末撒在过氧化氢溶液表面C.在试管中加入过氧化氢溶液和二氧化锰,加热D.将过氧化氢溶液加入装有二氧化锰的集气瓶中3、下列关于实验室制取氧气的方法和装置的说法正确的是()A.使用过氧化氢溶液分解制氧气时,加入二氧化锰作为催化剂可以加快反应速率。B.实验室制取氧气时,如果使用高锰酸钾加热分解,需要用铁架台固定试管,并确保试管口略微向下倾斜。C.制取氧气的收集方法中,排水集气法适用于收集不溶于水或密度比水大的气体。D.在制取氧气的过程中,为了避免氧气逸出,集气瓶需要事先装满水。三、简答题(本大题有4小题,每小题5分,共20分)第一题:简述实验室制取氧气的方法及其原理。第二题:实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气。请回答以下问题:在实验中,为什么要使用二氧化锰作为催化剂?实验过程中,如何观察氧气的产生?请写出实验室制取氧气的化学方程式。如何判断氧气已经收集满?实验结束后,如何处理剩余的过氧化氢溶液?第三题:实验室采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时,为什么需要使用二氧化锰作为催化剂?如果不使用二氧化锰,实验效果会有哪些影响?第四题:实验室采用高锰酸钾加热分解法制取氧气时,为什么要在试管口塞一团棉花?四、计算题(5分)实验室中制取氧气时,使用过氧化氢溶液分解反应生成氧气。已知某次实验中,向100毫升5%的过氧化氢溶液中加入了10克二氧化锰作为催化剂,反应完全后得到氧气体积为2.24升(标准状况下)。请计算:实验中实际生成氧气的物质的量是多少摩尔?实验中过氧化氢溶液的初始浓度是多少摩尔/升?五、综合题(本大题有2小题,每小题10分,共20分)第一题:实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气,该反应的化学方程式为:2H2O2→2H2O+O2↑。请回答以下问题:(1)写出该反应中二氧化锰的作用。(2)若实验室制取2.24L氧气(标准状况下),需要过氧化氢溶液的质量是多少?(3)如果过氧化氢溶液的浓度为5%,计算需要多少体积的过氧化氢溶液才能制取2.24L氧气?第二题:实验室中常用过氧化氢溶液(H₂O₂)在二氧化锰(MnO₂)催化下制取氧气,反应的化学方程式为:2H₂O₂→2H₂O+O₂↑。请回答以下问题:(1)写出上述反应的化学方程式。(2)在实验室制取氧气时,为什么要使用二氧化锰作为催化剂?(3)如果过氧化氢溶液的浓度为10%,每100g过氧化氢溶液在完全分解后能生成多少克氧气?(氧气在标准状况下的摩尔质量为32g/mol)《课题3制取氧气》同步训练及答案解析一、单项选择题(本大题有12小题,每小题3分,共36分)1、实验室制取氧气常用的方法有:A.加热氯酸钾和二氧化锰B.加热高锰酸钾C.分解过氧化氢溶液D.加热碱式碳酸铜答案:B解析:在初中化学实验中,制取氧气常用的方法是通过加热高锰酸钾(KMnO4),因为高锰酸钾在加热条件下会分解产生氧气。选项A中的氯酸钾(KClO3)在二氧化锰(MnO2)的催化作用下也能分解产生氧气,但通常不单独使用氯酸钾,而是与二氧化锰混合使用。选项C中的过氧化氢(H2O2)在催化剂的作用下分解产生氧气,但不是加热。选项D中的碱式碳酸铜加热分解产生的是氧化铜、水和二氧化碳,不产生氧气。因此,正确答案是B。2、在制取氧气的实验中,以下哪种操作是错误的:A.将试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流B.使用酒精灯加热试管底部C.用排水法收集氧气D.加热时,用酒精灯的外焰加热答案:B解析:在制取氧气的实验中,正确的操作包括将试管口略向下倾斜以防止冷凝水倒流(选项A),使用酒精灯加热时应该用酒精灯的外焰加热(选项D),因为外焰温度较高且稳定,适合加热固体物质。使用排水法收集氧气(选项C)也是正确的,因为氧气不易溶于水。然而,选项B中的操作是错误的,因为加热试管底部可能会导致试管受热不均匀,从而增加试管炸裂的风险。正确的做法是加热试管的中下部。因此,错误操作是B。3、实验室制取氧气通常采用以下哪种方法?A.加热氯酸钾与二氧化锰混合物B.分解过氧化氢溶液C.燃烧氢气D.加热高锰酸钾答案:B解析:在初中化学实验室中,常用分解过氧化氢溶液的方法来制取氧气。这种方法操作简便,安全可靠,生成的产物是水和氧气,无污染。因此,选项B正确。其他选项虽然也能生成氧气,但操作复杂或存在安全隐患。例如,加热氯酸钾与二氧化锰混合物和加热高锰酸钾需要较高的温度,操作难度大;燃烧氢气会生成水,但需要控制好氢气的纯度,否则会发生爆炸。4、在制取氧气的实验中,以下哪个装置是正确的?A.试管口向上,导管插入试管内B.试管口向下,导管插入试管内C.试管口向上,导管插入试管底部D.试管口向下,导管插入试管底部答案:B解析:在制取氧气的实验中,正确的装置是试管口向下,导管插入试管内。这样做的原因是,在反应过程中产生的氧气会从导管排出,而试管内的水分则会因冷凝而流入试管底部,从而防止水分倒流进试管内,导致试管破裂。如果试管口向上,导管插入试管底部,水分会倒流进试管内,增加实验风险。因此,选项B正确。其他选项都存在安全隐患或操作不便的问题。5、实验室用高锰酸钾制取氧气的反应方程式为:A.2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑B.KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑C.2KMnO4→2K2MnO4+MnO2+2O2↑D.KMnO4→K2MnO4+MnO2+2O2↑答案:A解析:高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。根据化学方程式的配平原则,高锰酸钾分解的化学方程式为2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑,因此正确答案是A。6、实验室用过氧化氢制取氧气的反应方程式为:A.2H2O2→2H2O+O2↑B.H2O2→H2O+O2↑C.2H2O2→2H2O+2O2↑D.H2O2→2H2O+O2↑答案:A解析:过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。根据化学方程式的配平原则,过氧化氢分解的化学方程式为2H2O2→2H2O+O2↑,因此正确答案是A。7、实验室制取氧气常用的反应原理是:A.过氧化氢在二氧化锰催化下分解B.高锰酸钾受热分解C.氯酸钾受热分解D.碘化钾与氧化铜反应答案:B解析:实验室制取氧气常用的方法之一是通过加热高锰酸钾(KMnO4),它在加热条件下分解产生氧气。因此,正确答案是B。8、在实验室制取氧气的过程中,以下哪项操作是不必要的?A.检查装置的气密性B.预热试管C.将集气瓶装满水D.使用酒精灯加热答案:C解析:在实验室制取氧气时,检查装置的气密性、预热试管和使用酒精灯加热都是必要的步骤,以确保实验顺利进行。将集气瓶装满水并不是制取氧气过程中必要的操作,因为氧气不易溶于水,集气瓶通常需要倒置放置以收集氧气。因此,不必要的操作是C。9、在实验室制取氧气时,通常使用的催化剂是:A.硫磺粉B.氯酸钾C.氢氧化钠D.二氧化锰答案:D解析:在实验室制取氧气时,通常使用二氧化锰(MnO2)作为催化剂,因为它能加速氯酸钾(KClO3)或高锰酸钾(KMnO4)分解产生氧气的反应。10、在加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时,以下哪个选项描述了氧气的产生过程:A.氯酸钾直接分解成氧气和氯化钾B.氯酸钾在二氧化锰催化下分解成氧气和氯化钾C.二氧化锰与氯酸钾反应生成氧气D.氯化钾与氧气反应生成氯酸钾答案:B解析:在加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气和氯化钾。这个过程是催化分解反应,二氧化锰作为催化剂加速了反应的进行。11、在实验室制取氧气的过程中,以下哪种气体不是用于排尽装置中的空气?A.氮气B.氢气C.稀有气体D.氧气答案:A解析:在实验室制取氧气时,通常使用排水法或排空气法。排水法是通过水将氧气收集起来,排空气法是通过排尽装置中的空气来收集氧气。氮气、稀有气体和氧气都是空气的组成部分,因此不适合用于排尽空气。氢气不是空气的组成部分,但通常不会用于实验室制取氧气的排空气过程。因此,正确答案是A。12、下列关于过氧化氢溶液分解制取氧气的描述,错误的是:A.过氧化氢溶液分解制取氧气时,加入二氧化锰作为催化剂。B.过氧化氢溶液在常温下分解速率较慢。C.该反应属于分解反应。D.二氧化锰在反应中起催化作用,反应后质量不变。答案:D解析:过氧化氢溶液分解制取氧气的过程中,二氧化锰作为催化剂可以加速反应速率,因此A正确。过氧化氢溶液在常温下分解速率确实较慢,所以B正确。该反应符合分解反应的定义,即一种化合物分解成两种或多种简单物质,所以C正确。催化剂在化学反应中起催化作用,本身不参与反应,但质量在反应前后是会发生变化的,因为催化剂可能会吸附或结合反应物和产物,所以D描述错误。因此,正确答案是D。二、多项选择题(本大题有3小题,每小题3分,共9分)1、实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,下列说法正确的是()A.过氧化氢溶液与二氧化锰混合后不需要加热B.二氧化锰在反应中起到催化剂的作用C.产生的氧气不能收集到集气瓶中D.二氧化锰在反应前后质量和化学性质都不变答案:ABD解析:选项A正确,因为过氧化氢溶液与二氧化锰混合后,在常温下就能分解产生氧气,不需要加热。选项B正确,因为二氧化锰在反应中起到催化剂的作用,加速过氧化氢的分解。选项C错误,因为产生的氧气可以用排水法或向上排空气法收集到集气瓶中。选项D正确,因为二氧化锰作为催化剂,在反应前后质量和化学性质都不变。2、以下实验操作中,能正确制取氧气的是()A.将过氧化氢溶液加入试管中,再滴加二氧化锰B.将二氧化锰粉末撒在过氧化氢溶液表面C.在试管中加入过氧化氢溶液和二氧化锰,加热D.将过氧化氢溶液加入装有二氧化锰的集气瓶中答案:A解析:选项A正确,因为将过氧化氢溶液加入试管中,再滴加二氧化锰,二氧化锰作为催化剂能加速过氧化氢的分解产生氧气。选项B错误,因为二氧化锰粉末撒在过氧化氢溶液表面,不能充分发挥其催化作用。选项C错误,因为在试管中加入过氧化氢溶液和二氧化锰,加热虽然能产生氧气,但加热过程中可能会造成试管破裂等安全隐患。选项D错误,因为将过氧化氢溶液加入装有二氧化锰的集气瓶中,二氧化锰会沉淀在瓶底,无法充分反应。3、下列关于实验室制取氧气的方法和装置的说法正确的是()A.使用过氧化氢溶液分解制氧气时,加入二氧化锰作为催化剂可以加快反应速率。B.实验室制取氧气时,如果使用高锰酸钾加热分解,需要用铁架台固定试管,并确保试管口略微向下倾斜。C.制取氧气的收集方法中,排水集气法适用于收集不溶于水或密度比水大的气体。D.在制取氧气的过程中,为了避免氧气逸出,集气瓶需要事先装满水。答案:A、D解析:A选项正确,因为二氧化锰作为催化剂,可以加速过氧化氢溶液分解产生氧气的速率。B选项错误,因为高锰酸钾加热分解制取氧气时,试管口应该略微向上倾斜,以防止生成的氧气冷凝后倒流回试管中。C选项错误,排水集气法适用于收集不溶于水或密度比水小的气体,如氧气、氢气等。D选项正确,集气瓶装满水可以防止氧气逸出,确保实验成功。三、简答题(本大题有4小题,每小题5分,共20分)第一题:简述实验室制取氧气的方法及其原理。答案:实验室制取氧气的方法:常用的方法有加热氯酸钾和二氧化锰混合物、加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液等。原理:加热氯酸钾和二氧化锰混合物:氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。化学方程式:2KClO3→2KCl+3O2↑加热高锰酸钾:高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。化学方程式:2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑分解过氧化氢溶液:过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。化学方程式:2H2O2→2H2O+O2↑解析:本题主要考查了实验室制取氧气的方法及原理。在解答时,要明确实验室制取氧气的三种方法,并分别写出对应的化学反应方程式。注意,氯酸钾和二氧化锰混合物、高锰酸钾、过氧化氢溶液的分解均需要加热,其中氯酸钾的分解在二氧化锰的催化作用下进行。掌握这些知识点对于理解氧气的制取过程至关重要。第二题:实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气。请回答以下问题:在实验中,为什么要使用二氧化锰作为催化剂?实验过程中,如何观察氧气的产生?请写出实验室制取氧气的化学方程式。如何判断氧气已经收集满?实验结束后,如何处理剩余的过氧化氢溶液?答案:二氧化锰作为催化剂,可以加速过氧化氢分解产生氧气的速率,降低反应所需的活化能。实验过程中,可以通过观察气泡的产生来判断氧气的产生。氧气不易溶于水,因此气泡会从溶液中冒出。化学方程式:2H2O2→2H2O+O2↑当集气瓶内气泡连续、均匀地冒出时,表示氧气已经收集满。实验结束后,剩余的过氧化氢溶液可以倒入废液桶中,并按照实验室规定进行处理。第三题:实验室采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时,为什么需要使用二氧化锰作为催化剂?如果不使用二氧化锰,实验效果会有哪些影响?答案:使用二氧化锰作为催化剂的原因:二氧化锰(MnO2)在加热条件下可以降低氯酸钾(KClO3)分解生成氧气的活化能,从而加速反应速率。二氧化锰本身在反应过程中不被消耗,可以重复使用,具有较高的催化效率。不使用二氧化锰,实验效果的影响:氯酸钾的分解速率会减慢,导致制氧速度降低。由于没有催化剂,反应需要的温度会更高,可能导致实验过程中试管破裂等安全问题。实验效率降低,制氧量减少。解析:本题考查了催化剂在化学反应中的作用。催化剂可以降低反应活化能,加速反应速率,同时本身不参与反应,可以重复使用。在本实验中,二氧化锰作为催化剂,有效降低了氯酸钾分解生成氧气的活化能,使得反应在较低的温度下进行,提高了实验效率,并确保了实验的安全性。如果不使用二氧化锰,反应速率会减慢,实验效果和安全性都会受到影响。第四题:实验室采用高锰酸钾加热分解法制取氧气时,为什么要在试管口塞一团棉花?答案:在试管口塞一团棉花的原因是:防止高锰酸钾粉末在加热过程中随氧气流进入导管,堵塞导管或污染收集的氧气。棉花可以起到缓冲作用,减少高锰酸钾粉末在加热过程中因气流冲击而溅出。在试管口塞棉花,有助于保持试管内氧气压力稳定,防止氧气逸散。解析:本题考查了实验室制取氧气时的操作细节。在加热高锰酸钾制取氧气时,高锰酸钾粉末可能会随着氧气流进入导管,不仅会堵塞导管,还可能污染收集的氧气。同时,为了减少高锰酸钾粉末在加热过程中因气流冲击而溅出,需要在试管口塞一团棉花。这样既可以防止粉末进入导管,又能保持试管内氧气压力稳定,确保实验顺利进行。四、计算题(5分)实验室中制取氧气时,使用过氧化氢溶液分解反应生成氧气。已知某次实验中,向100毫升5%的过氧化氢溶液中加入了10克二氧化锰作为催化剂,反应完全后得到氧气体积为2.24升(标准状况下)。请计算:实验中实际生成氧气的物质的量是多少摩尔?实验中过氧化氢溶液的初始浓度是多少摩尔/升?答案:实际生成氧气的物质的量是0.1摩尔。实验中过氧化氢溶液的初始浓度是0.5摩尔/升。解析:根据气体摩尔体积公式:n=V/Vm,其中n是物质的量,V是气体体积,Vm是气体的摩尔体积(标准状况下为22.4升/摩尔)。代入已知数据:n(O2)=2.24升/22.4升/摩尔=0.1摩尔。根据化学方程式:2H2O2→2H2O+O2↑,可知1摩尔过氧化氢分解生成1摩尔氧气。所以,0.1摩尔氧气对应0.1摩尔过氧化氢。过氧化氢溶液的初始浓度C=n(H2O2)/V(H2O2),其中n(H2O2)是过氧化氢的物质的量,V(H2O2)是过氧化氢溶液的体积。已知过氧化氢溶液的体积为100毫升,即0.1升,所以C=0.1摩尔/0.1升=1摩尔/升。但是题目中给出的是5%的过氧化氢溶液,即每100毫升溶液中含有5克过氧化氢。所以实际浓度为:C=5克/34.02克/摩尔/0.1升=0.5摩尔/升。五、综合题(本大题有2小题,每小题10分,共20分)第一题:实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气,该反应的化学方程式为:2H2O2→2H2O+O2↑。请回答以下问题:(1)写出该反应中二氧化锰的作用。(2)若实验室制取2.24L氧气(标准状况下),需要过氧化氢溶液的质量是多少?(3)如果过氧化氢溶液的浓度为5%,计算需要多少体积的过氧化氢溶液才能制取2.24L氧气?答案:(1)二氧化锰在该反应中起催化作用。(2)首先,根据化学方程式可知,2摩尔过氧化氢可以生成1摩尔氧气。根据理想气体状态方程PV=nRT,在标准状况下,1摩尔氧气的体积为22.4L。因此,2.24L氧气对应0.1摩尔氧气。根据化学方程式,0.1摩尔氧气需要0.2摩尔过氧化氢。过氧化氢的摩尔质量为34g/mol,所以需要过氧化氢的质量为0.2摩尔×34g/mol=6.8g。(3)已知过氧化氢溶液的浓度为5%,即每100g溶液中含有5g过氧化氢。设需要过氧化氢溶液的质量为m克,则溶液中过氧化氢的质量为5%×
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