3.1.2氧气的制取（讲义）（解析版）

浙教版八年级下册第三章第1节氧气的制取【知识点分析】一.气体的制取与收集1.反应的发生装置：检查装置气密性：可采用手捂法，或预热，气压差等方式。组装实验仪器：从下往上，从左往右。2.气体的收集装置排水法：收集不溶于水的气体向上排空气法：收集密度大于空气的气体向下排空气法：收集密度小于空气的气体注意：排水法需要连续均匀出现气泡时使用，排空气法的导管都需要置于集气瓶底。二.制取氧气的方法1.实验室制氧气的方法：注意事项：前两种方法使用固固加热型装置，但是高锰酸钾制取氧气需要加棉花团防止粉末堵塞试管口，氯酸钾制氧气需要加入催化剂。2.制取的操作步骤：查、装、定、点、收、离、熄。2.催化剂：在发生化学反应过程中，起到改变化学反应速度的物质，在反应前后自身的质量和化学性质都不变的物质叫催化剂，工业上叫做触媒。催化剂在反应中起催化作用。3.工业制氧气的方法：分离液态空气法【例题分析】1．实验室制取氧气的过程中，可以利用如图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是（）A．方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出B．方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气C．方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出D．方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒【答案】B【解析】A、干燥氧气，瓶内装浓硫酸，气体从b管通入接触浓硫酸吸收水，故A正确；B、氧气的密度比空气大，向上排空气法收集氧气，由b进气收集氧气，故B不正确；C、要用水将瓶中氧气排出使用，水的密度比氧气的大，水应该从b端进入，将其中的氧气经a处排出瓶外使用，故C正确；D、瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，气体应该从a端进，利用气体的压力将水从b端压出，故D正确。故选B。2．取4份等质量的，向其中3份中分别加入少量等质量的和Mn，分别在某温度下加热至质量不再改变，测定产生氧气的质量。然后将剩余固体溶于足量水中，添加过物质的组别中均有相同组成的不溶物。测定结果如下：组别①②③④加入物质无Mn产生氧气的质量/g0不溶物的质量/g0已知，下列关于此实验的说法一定正确的是（

）A．3种物质的加入都有利于分解制氧气B．残留不溶物的质量关系为C．是分解制氧气效果最好的催化剂D．不加入其他物质时，未发生分解反应【答案】A【解析】A、观察图表可知,未加入任何物质的氯酸钾生成氧气的质量是0g,而其他三组均有氧气生成,由此可知：3种物质的加入都有利于KClO3分解制氧气，故A正确；B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,金属锰会与生成的氧气反应生成二氧化锰,二氧化锰不溶于水;加入等质量的KMnO4、MnO2和Mn,高锰酸钾除了分解生成二氧化锰,还生成其他物质,而③中二氧化锰的质量不变,④中锰反应生成二氧化锰,质量增加,故残留不溶物的质量关系为w1<w2<w3，故B不正确；C、高锰酸钾分解质量减少，且分解生成其他物质，而催化剂的质量和化学性质在反应前后均不变，故C不正确；D、由此实验可知，在该实验温度下加热氯酸钾未分解，但加热到较高的温度时，不加入其他物质氯酸钾也会分解，故D不正确。3．以下各装置能完成相应实验的是（

）A．只有①② B．只有③④ C．只有①④ D．只有②③【答案】C【解析】①手握住试管壁后，试管中温度升高，试管中的气压增大，水中出现气泡，证明气密性良好，能完成相应实验，故正确；②用向上排空气法收集氧气时，导管伸到集气瓶的底部，有利于空气的排出，所以此装置不能完成相应的实验，故不正确；③探究催化效果时，除了所用催化剂种类不同外，其余量都应完全相同，所以当所用过氧化氢浓度不同时不能得出相应结论，故不正确；④氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明气体是氧气，故正确。4．如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰）分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是（

）A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加D．反应时间较长的是高锰酸钾【答案】B【解析】A、观察图示可知，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，而氯酸钾和二氧化锰的混合物要加热较长一段时间才能分解产生氧气，故A不正确；B、相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，所以制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料好，故B正确；C、二氧化锰在氯酸钾制取氧气的这个反应中做催化剂，不能改变氯酸钾产生氧气的质量，只能改变反应速率，故C不正确；D、通过观察图示可知，氯酸钾用时较长，故D不正确。故选B。5．下列图像能正确反映其对应关系的是A．在密闭容器中点燃木炭B．水电解生成氢气和氧气的关系C．加热一定量的高锰酸钾固体D．用过氧化氢制取氧气【答案】CD【解析】A、木炭燃烧生成二氧化碳放出热量，容器内压强会先增大，木炭反应完后，生成二氧化碳气体，最终容器内压强与起始压强一致，该选项对应关系不正确；B、电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2，质量比是8：1，该选项对应关系不正确；C、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体质量不断减小，高锰酸钾完全分解后，剩余固体为锰酸钾和二氧化锰，固体质量不再发生变化，该选项对应关系正确；D、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，过氧化氢的质量越多，生成氧气的质量越多，该选项对应关系正确；故选CD。6．四种制取氧气的方法如图所示。下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（

）A．反应时加入的Mn02不能增加产生氧气的质量B．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H202分解制取02C．四种方法都是利用含氧化合物分解来制取02D．取等质量的四种反应物，H202分解产生的氧气最多【答案】D【解析】A、反应时加入的MnO2是催化剂，只改变反应的速率，不能增加产生氧气的质量，故正确；B、过氧化氢催化分解，常温下进行，无污染，安全、环保、节能、简便，可为制取氧气的最佳方法，故正确；C、利用含氧化合物分解来达到目的，过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾、水组成上都含有氧元素，都可称为含氧化合物，通过分解可制得氧气；故正确；D、钾的相对原子质量是39，锰的相对原子质量是55，氢的相对原子质量是1，氧的相对原子质量是16，通过计算可知，过氧化氢中氧元素质量分数最大，水中氧元素质量分数次之，但是过氧化氢分解时，只有一半的氧元素转化成氧气，而水分解时，氧元素全部转化成氧气，因此相同质量的KClO3、KMnO4、H2O2、H2O完全反应后，放出氧气的质量最多的是水。故错误；二、填空题7．如图所示，甲装置加热氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气，乙装置收集氧气。请回答：（1）检查甲装置的气密性：连接好发生装置，将导管口的下端浸入水中，微热试管，如果观察到导管口___________，说明装置不漏气；（2）甲装置有一处明显错误，需要调节A螺母和___________（填字母）螺母改正错误；（3）若用排空气法收集氧气，气体应从___________（填“a”或“b”）管通入。【答案】

有气泡冒出

B

b【解析】（1）检查甲装置的气密性：连接好发生装置，将导管口的下端浸入水中，微热试管，若装置不漏气，试管内的气压增大，则观察到导管口有气泡冒出；（2）在加热氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气的实验中，为了防止水蒸气液化后倒流进试管底部造成炸裂，要求试管口略微向下倾斜，则需要调整试管在铁架台上的高度和试管的倾角，因此需要调节螺母A和B。（3）若用排空气法收集氧气，因为氧气的密度大于空气，因此氧气应该从长导管b通入，空气从短导管a排出。8．实验是学习科学的重要手段，请结合下列实验回答问题。（1）图1是硫在氧气中燃烧的实验。当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶内，火焰又变旺，可得出氧气具有的性质是___________。（2）在做铁与硫反应的实验时，应选用图2中的装置___________（选填字母）。（3）实验室用图2中的装置B作为反应容器来制取氧气，所用的反应物是___________。【答案】

支持燃烧，且密度比空气大

A

过氧化氢（和MnO2）【解析】（1）硫在氧气中燃烧的实验。当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶内，火焰又变旺，说明氧气能够支持燃烧，同时说明集气瓶底部上游氧气，说明氧气密度比空气大，故填支持燃烧，且密度比空气大。（2）铁与硫反应时需要加热，且反应物铁和硫都是固体，所以该反应的反应装置选择图2中的装置A，故填A。（3）图2中的装置B是固液常温发生装置，则选择该装置制取氧气的反应是过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，所用反应物是过氧化氢，故填过氧化氢（和MnO2）。9．氧气是一种实验室常见的气体，具有一定的物理/化学性质：（1）装满氧气的集气瓶，用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入，发现木条复燃，且在甲中燃烧比在乙中更旺。上述实验说明了氧气具有的性质是___________（写出一点即可）（2）请你写出高锰酸钾制备氧气的化学方程式：___________【答案】

助燃性（合理即可）

【解析】（1）氧气的密度比空气的密度大，收集后要用瓶口向上，如果瓶口向下的话，则收集的氧气可能会逸出．甲图中瓶口向上，而乙图瓶口向下，故乙图中的氧气含量少．氧气有助燃性，因而在甲中燃烧比在乙更旺；（2）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：。10．学习氧气之后，结合之前关于氧气的性质的有关实验，回答下列问题：（1）B实验中集气瓶预先装满水，目的是___________。（2）二氧化硫是空气污染物之一，C实验中潮湿的滤纸和水的作用是___________。【答案】

排尽空气，收集纯净的氧气

吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气【解析】（1）B操作是排水法收集气体，实验中集气瓶预先装满水，目的是排尽空气，收集纯净的氧气，故填排尽空气，收集纯净的氧气。（2）二氧化硫能够溶于水，C实验中潮湿的滤纸和水的作用是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，故填吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气。11．小科同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。请回答：

（1）如图甲是小科组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正：______。（2）如图乙是初中科学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的装置有______（填序号）。【答案】

试管口应略向下倾斜

④⑤【解析】（1）高锰酸钾是固体，用试管加热固体时，为了防止冷凝水倒流炸裂试管，需要试管口略向下倾斜，图中管口向上倾斜；（2）氧气不易溶于水且不与水反应，应用排水法收集，可用①或②收集；氧气的密度比空气大，应用向上排空气法收集，可用③或⑥。12．下列是实验室制取气体常见的发生装置和收集装置。（1）写出仪器名称：①___________；②___________。（2）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，若要控制产生氧气的速率，应选用的发生装置是_______。（3）用加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的实验中，操作步骤先后顺序不正确的有哪些________。A．先检查装置气密性，再加入药品B．先对试管预热，再集中加热C．先点燃酒精灯加热，再将集气瓶装满水倒置在水槽中D．先熄灭酒精灯，再将导管撤离水槽（4）若用右图所示的装置排空气法收集氢气，需要将氢气从装置的_______导管口通入。（选填“a”或“b”）【答案】

长颈漏斗

集气瓶

C

CD

b【解析】（1）①为长颈漏斗；②为集气瓶。（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，分液漏斗可以控制反应的速率，故选择C装置。（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的操作，叙述正确的是：先检查装置的气密性，再加入药品进行制取；先均匀预热，再对着药品部位集中加热；先等着导管口排出的气泡连续均匀后，再将导管伸入盛水的集气瓶中进行收集；先熄灭酒精灯，再将导管从水槽中取出，故不正确的选CD。（4）由于氢气的密度比空气的小，用如图所示的装置收集氢气，氢气应从b端进入。13．根据下列装置图回答问题（装置用代号表示）：（1）实验室用氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生和收集装置可选用________；用双氧水和二氧化锰来制取较纯净的氧气时，可选用的发生和收集装置是________；（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，NH3极易溶于水。制取并收集NH3，应该从上图中选择的发生和收集装置是________；（3）在医院里给病人输氧时，在氧气钢瓶和病人吸氧器之间连接一个类似下图所示的装置，在装置中盛放大约半瓶蒸馏水，导气管________（填“a”或“b”）端连接在供氧气的钢瓶上。【答案】

AD

BC

AE

a【解析】（1）氧气可用向上排空气法和排水法收集，向上排空气法收集气体干燥，但排水法收集的较纯净，实验室用加热氯酸钾制取比较干燥的氧气时，发生装置需选择A，收集装置需选用D，用液体双氧水和固体二氧化锰来制取较纯净的氧气时，选用的发生装置为B，收集装置为C。（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，所以要选择A发生装置，NH3极易溶于水且密度比空气小，所以需用E收集。（3）医院里给病人输氧时，可用所给装置观察氧气的输入速率，因此气体要长导管进，即a端连接在供氧钢瓶上。14．实验室制取氧气的两种方法如下：

方法一：H2O2用二氧化锰作催化剂制O2；方法二：KMnO4加热制O2（1）两种方法涉及的化学反应都是___________反应（填化学反应基本类型）。

（2）如图是实验室制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是___________，现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好___________。（浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂）

【答案】

分解

分液漏斗

①③④⑧⑦（或①③④⑧）【解析】（1）制取氧气的两种方法中，反应物只有一种，而生成物有多种，因此它们都是分解反应。（2）根据图片可知，仪器A的名称为分液漏斗。使用方法一制取氧气时，由于反应物为液体和固体，不需加热，因此发生装置选择“固液常温型”，故选①；用浓硫酸进行干燥；氧气的密度大于空气，应该用“向上排空气法”收集。干燥氧气时，氧气必须进入浓硫酸中，因此①与③相连；收集氧气时，氧气的密度大于空气，则应该从长导管进入集气瓶，因此④与⑧相连，最终的连接顺序为①③④⑧⑦。15．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以和许多物质发生反应：（1）上述三个反应的相同点是___________（填序号）。A．都是化合反应

B．都是氧化反应

C．生成物都是固体D．都需要点燃

E．都是非金属与氧气反应（2）将装置乙改装为如图丁所示装置还可用于测定空气中氧气的体积分数：经测定，集气瓶的容积为250mL，在此实验中，观察到量筒中减少的水的体积为50mL，则空气中氧气的体积分数为______；在保证整个装置不漏气的前提下，如果未冷却到室温便打开弹簧夹观察量筒内减少的水的体积，则实验结果将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验完毕后，集气瓶内残余的气体主要是______（填化学符号）。【答案】

ABD

20%

偏小

N2【解析】（1））铁与氧气反应生成四氧化三铁固体，磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，硫与氧气反应生成二氧化硫气体，这三个反应都是化合反应，都是与氧气反应，是氧化反应，反应都需要点燃，都有发光放热现象，故ABD。（2）量筒中减少的水的体积为50mL，说明氧气的体积为50mL，空气中氧气的体积分数为；如果未冷却到室温便打开弹簧夹，则进入瓶中水的体积会偏小，则测出的氧气体积分数也偏小；空气中氮气体积占78%，所以剩余气体主要是N2。16．请根据下列装置图回答问题：（1）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为___________。A．①②③④⑤⑥B．②①③④⑥⑤C．②①④③⑤⑥D．②①④③⑥⑤（2）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用___________装置作制取氨气的发生装置，最好选用___________装置来吸收氨气，理由是___________。【答案】

D

A

D

NH3的密度比空气小，极易溶于水【解析】（1）实验室加热高锰酸钾制取氧气，采用用排水法收集，其主要操作步骤为：检查装置气密性、装入药品、加热、收集气体、移出导气管、停止加热，故填：D；（2）根据“实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3”可知，反应物状态是固体，反应条件是加热，可选用A装置作制取氨气的发生装置；根据“NH3的密度比空气小，极易溶于水”可知，收集氨气只能用向下排空气法收集，不能用排水法收集，最好选用D装置来吸收氨气，理由是NH3的密度比空气小，极易溶于水。三、探究题17．小明为了探究影响过氧化氢分解速度的条件，用如图所示装置进行如下实验。①取2套相同的装置，分别记为A、B，检查装置气密性。②在A、B装置的锥形瓶中各加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，迅速塞紧塞子，A装置用恒温装置加热锥形瓶：在B装置里加入MnO2，不加热。③在A、B装置里换用溶质质量分数分别为10%、15%、30%的过氧化氢溶液，重复步骤②，记录收集150毫升氧气所需的时间（分），数据如表。H2O2溶质质量分数条件/时间30%H2O2溶液15%H2O2溶液10%H2O2溶液5%H2O2溶液无MnO2，加热68910加MnO2，不加热反应剧烈反应剧烈0.51.5(1)写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：___________。(2)根据实验数据，结合实际情况，你认为实验室制取氧气应选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为___________。(3)根据实验现象小明得出MnO2是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，老师认为小明的结论不够严密，还需通过实验补充的证据是：___________。【答案】(1)用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气(2)5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰(3)验证反应前后质量和化学性质不变【解析】（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是关闭分液漏斗活塞，将导管伸入水中，用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气；（2）由表格数据可知，加热不加催化剂与不加热，加催化剂比较，加催化剂反应速率较快，且节约能源，加催化剂情况下，浓度越大，反应速率越快，但反应太快，不容易收集，故选5%的过氧化氢溶液，反应适中，故选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰；（3）催化剂能改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变；故还需通过实验补充的证据是验证反应前后质量和化学性质不变。18．为了探究“使带火星木条复燃的氧气含量的最小值”，同学们用了如图装置进行实验。（1）根据发生装置，制取氧气的药品可选___________；A．高锰酸钾

B．氯酸钾和二氧化锰

C．双氧水和二氧化锰（2）用图示方法收集氧气是因为氧气具有___________性质；（3）小红同学先收集一瓶气体，检验它能否使带火星的木条复燃，分析后再依次收集下一瓶气体进行实验。实验结果记录如下表：实验顺序第1瓶第2瓶第3瓶第4瓶第5瓶第6瓶氧气含量60%40%30%50%35%32.5%带火星的木条复燃复燃不复燃复燃复燃不复燃【交流评价】小明认为实验中有一瓶氧气无需收集进行实验，请指出是哪一瓶并说明理由___________。【实验结论】继续实验，最终得出使带火星木条复燃的氧气含量的最小值约为33%。【答案】

A

不易溶于水且不与水反应

第4瓶。由第1瓶和第2瓶可以判断出使木条复燃的氧气含量最小值在40%以下或者由第2瓶和第3瓶可以判断出使木条复燃的氧气含量最小值在30%和40%之间【解析】（1）由图可知，该装置属于固体受热发生装置，且试管口处放一团棉花，则选择该装置制取氧气时的药品是高锰酸钾，故填A。（2）由图可知，图中收集氧气的方法是排水法，用来收集不易溶于水且不与水反应的气体，氧气能够用该方法收集，说明氧气不易溶于水且不与水反应，故填不易溶于水且不与水反应。（3）由图可知，根据第2瓶的现象和第3瓶的现象可以判断出：使木条复燃的氧气含量最小值在30%和40%之间，所以第四瓶中不需要实验即