5.3 氧气的制取及基本操作（课后巩固测试）-2020年九年级化学暑假预科班教材讲义（人教版）（解析版）

5.3氧气的制取及基本操作（课后巩固测试）一、选择题：1．实验室用高锰酸钾制氧气实验操作中，其中一项的操作目的与其它三项不属于同一类别的，该项操作是A．加热前先将试管外壁擦干B．排水法收集氧气时先在集气瓶中装满水，待气泡连续均匀冒出时再开始收集C．加热高锰酸钾时先均匀预热，后固定药品部位加热D．实验结束待试管冷却后再用冷水洗涤【答案】B【解析】A、加热前先将试管外壁擦干，防止试管受热不均而炸裂；B、排水法收集氧气时先在集气瓶中装满水，待气泡连续均匀冒出时再开始收集，防止收集的氧气不纯；C、加热高锰酸钾时先均匀预热，后固定药品部位加热，防止试管受热不均而炸裂；D、实验结束待试管冷却后再用冷水洗涤，防止试管受热不均而炸裂；由以上分析可知，目的不同的是B选项。故选B。2．用氯酸钾与二氧化锰混合物制取氧气，实验作错误的是()A．检查装置气密性B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品集中加热C．水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集气体D．实验结束时，先从水槽中移出导管再熄灭酒精灯【答案】B【解析】A．制取气体前，一定要先检查装置的气密性，故正确；B．加入药品后，先给试管均匀预热，然后再将酒精灯火焰对准药品集中加热，故错误；C．水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集气体，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故正确；D．实验结束时，先从水槽中移出导管再熄酒精灯，以防冷水倒吸、炸裂试管，故正确。故选B。3．用高锰酸钾加热制取氧气时．应在试管口塞一小团棉花，其作用是（）A．防止试管破裂 B．防止水被吸入试管C．防止氧气产生太快无法收集 D．防止高锰酸钾粉末进入导管【答案】D【解析】用高锰酸钾加热制取氧气时试管口要塞一团棉花，其目的是：防止加热时高锰酸钾粉末随气流冲进导管甚至水槽。故选：D。4．下面是制取氧气的方法：①；②；③分离液态空气制氧气；④。从安全、环保、节能、简便的方面考虑，你认为实验室制取氧气比较适用的方法有（）A．①② B．①②③ C．①②③④ D．②③④【答案】A【解析】①高锰酸钾制氧气时，所需药品易得、简便，高锰酸钾在较低温度即可分解，可用于实验室制氧气；②过氧化氢在二氧化锰的催化作用下产生水和氧气，无污染，不需要消耗电能、热能等，操作简单，可用于实验室制氧气；③分离液态空气制氧气，制得的氧气纯度不高，且需要在低温加压条件下进行，不可用于实验室制氧气；④氧化汞制氧气得到汞和氧气，汞易形成蒸气，会对人体健康不利，不可用于实验室制氧气。实验室制取氧气比较适用的方法有①②。故选A。5．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，步骤有：①检查装置的气密性；②组装仪器;③向漏斗中注入过氧化氢溶液；④向锥形瓶中放入二氧化锰；⑤收集气体。下列操作顺序正确的是（）A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．②③④①⑤ D．①④②③⑤【答案】B【解析】实验室用过氧化氢制取氧气，其操作步骤是：②组装仪器；①检查装置的气密性；④向锥形瓶中放入二氧化锰；③向漏斗中注入过氧化氢溶液；⑤收集气体。故选B。6．下列方法都能得到氧气，实验室中制取氧气最好采用（）A．加热过氧化氢溶液B．过氧化氢溶液中加入二氧化锰C．加热氯酸钾D．加热高锰酸钾【答案】B【解析】A、加热过氧化氢溶液制氧气，需要加热，操作不简单，不符合题意；B、过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气，无需加热，产生气体较快，操作简便安全，最好采用这一方法；符合题意；C、用加热氯酸钾制取氧气，如不用二氧化锰作为催化剂，反应较慢，且需加热，操作不简便，不符合题意；D、加热高锰酸钾制取氧气，需要加热，操作不简便，不符合题意。故选：B。7．实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制氧气，下列叙述正确的是（

）A．二氧化锰在该反应中是反应物 B．加入二氧化锰是为了产生更多的氧气C．二氧化锰可以加快过氧化氢分解速率 D．只有加入二氧化锰后过氧化氢才能分解【答案】C【解析】A、在该反应中，二氧化锰是催化剂，属于反应条件，故选项错误；B、二氧化锰是催化剂，只能改变化学反应速度，不能增加产量，故选项错误；C、实验室用过氧化氢与二氧化锰混合制氧气时，二氧化锰是催化剂，可以加快过氧化氢的分解速率，故选项正确；D、过氧化氢不加二氧化锰也会分解，只是分解速度较慢，故选项错误。故选C。8．检查装置的气密性有下列操作步骤，其正确的操作顺序为()①用带导管的橡皮塞塞紧试管口②用手掌捂在试管的外壁，使管内气体受热膨胀③把导管的一端插入盛有水的烧杯中④把手移开，观察导管内水位是否上升形成一段水柱⑤观察导管口是否有气泡产生A．①③②⑤④ B．①②③④⑤C．①③②④⑤ D．②①③⑤④【答案】A【解析】检查装置气密性的基本步骤：按要求装配好仪器、再将导管放入水中然后才能用手握住试管外壁看有无气泡，最后要把手移开观察导管里水面是否上升形成水柱。故选A。9．下列说法正确的是A．催化剂必定加快反应速率B．用过氧化氢制氧气比高锰酸钾制氧气操作上更方便C．过氧化氢溶液中加入二氧化锰产生氧气的反应不是分解反应D．高锰酸钾制氧气时，试管口不用放棉花【答案】B【解析】A.催化剂能改变其他物质的化学反应速率，可以加快也可减慢某些化学反应的速率，故选项说法错误；B.用过氧化氢制氧气，不需加热，比用高锰酸钾制氧气操作更简单，故选项说法正确；C.过氧化氢溶液中加入二氧化锰产生氧气，为过氧化氢分解生成水和氧气，二氧化锰为催化剂，属于分解反应，故选项说法错误；D.高锰酸钾制氧气时，试管口要放一团棉花，以防高锰酸钾进入导管使导管堵塞，故选项说法错误；故选：B。10．工业上用分离液态空气法制取氧气的依据是（）A．氧气和氮气的沸点不同B．氧气和氮气在水中的溶解性不同C．氧气和氮气的密度不同D．氧气和氮气的化学性质不同【答案】A【解析】工业上制取氧气利用了氧气和氮气的沸点不同从而分离液态空气的办法得到氧气。故选A。二、填空题：11．空气是人类赖以生存的自然资源。（1）占空气体积分数78%的是______；造成温室效应的主要气体是_______；供给呼吸的是_______。（2）空气中主要组分的沸点如下表：组分氮气氧气二氧化碳沸点（℃）-195.8-183.0-78.5空气是工业上制取大量氧气的原料，工业制氧气属于_____变化（填“物理”或“化学”。将液态空气升温至-195℃，收集逸出的物质，它能使燃着的木条______，此时逸出的物质主要是_____；继续升温至-183℃，逸出的物质能使带火星的木条复燃，此时逸出的物质主要是______。【答案】（1）氮气（N2）二氧化碳（CO2）氧气（O2）（2）物理熄灭氮气（N2）氧气（O2）【解析】（1）占空气体积78%的是N2；引起温室效应的是CO2；供给呼吸的是O2；（2）工业制氧气是利用液态氧气和氮气沸点不同加以分离，没有新物质生成，属于物理变化；将液态空气升温至-195℃，逸出的物质是氮气，它能使燃着的木条熄灭；继续升温至-183℃，逸出的物质是氧气，能使带火星的木条复燃。12．（1）工业上制氧气是以为______原料，先将其______，然后再______，这个过程是根据各组分的______不同加以分离，属于______变化．（2）实验室常用______为原料，通过______的方法来制氧气，这个过程属于______变化．（3）在实验室制取氧气时，常用的收集方法有排水法和向上排空气法两种，如用排水法收集氧气时，当出现______时，证明集气瓶已盛满氧气；如用向上排空气法收集氧气时，可用______来检验氧气是否集满。【答案】（1）空气；液化；慢慢升温分离出氮气，得到液态的氧；沸点；物理（2）氯酸钾或高锰酸钾；加热分解；化学（3）气体从集气瓶中逸出；带火星的木条放在集气瓶口【解析】（1）工业上制取氧气的方法是分离液态空气法，故以空气为原料；该制取方法的原理是先将空气加压、降温使其液化，然后再慢慢升温，严格的控制温度，根据各组成成分的沸点不同，使液氮气化，将液氮和液氧分离的过程，该过程中没有新物质生成，故是物理变化。（2）实验室常用氯酸钾或高锰酸钾在加热的条件下反应生成氧气，该过程中有新物质氧气生成，故是化学变化。（3）用排水法收集氧气时，当水中有连续均匀的气泡冒出时才能开始收集，当瓶口有气泡向外逸出时说明集气瓶已盛满氧气；如用向上排空气法收集氧气时，当用带火星的木条放在集气瓶口，如复燃说明已满。13．下图是实验室制取氧气的装置。（1）写出有标号的仪器名称：①________，②_______，③_________，④_________，⑤___________，⑥___________。（2）用排水法收集氧气的原因是________。当收集完毕时，应先_______，然后____。（3）用文字和符号表示用高锰酸钾制取氧气的化学反应式_____，该反应属于_________（填反应类型）。【答案】（1）试管酒精灯铁架台导气管集气瓶水槽（2）氧气不易溶于水把导管从水里取出熄灭酒精灯（3）（或）分解反应【解析】（1）①是试管；②是酒精灯；③是铁架台；④是导气管；⑤是集气瓶；⑥是水槽。（2）用排水法收集氧气的原因是氧气不易溶于水。当收集完毕时，应先把导管从水里取出，然后熄灭酒精灯，以防水倒吸入试管中引起试管炸裂。（3）用符号表示化学反应的式子，反应物与生成物之间是箭头，，由一种物质生成三种物质的反应属于分解反应。14．实验室加热高锰酸钾制氧气，用排水法收集。⑴制取氧气前要先检查装置的气密性，目的是为了_________________________________。⑵伸入制氧气试管里的导管不宜过长，原因是_____________________________________。⑶常在试管口塞一团棉花，其目的是_____________________________________________。⑷加热时先将酒精灯在试管下方来回移动，其目的是_______________________________。⑸用排水法收集氧气，当气泡________________时，再开始收集。⑹集满氧气的集气瓶应盖好______________，______________放出实验桌上。【答案】（1）防止产生的气体逸出（2）排尽瓶内的空气，得到较纯的气体（3）防止粉末化的高锰酸钾随氧气流进入水中（4）使试管受热均匀（5）均匀、连续不断放出（6）毛玻璃片正【解析】正确理解实验中操作的目的，对实验操作做到知其然知其所以然，是顺利完成气体制取的保障。

解：（1）装置连接处连接不妥当易造成连接处漏气，致使收集的气体不纯或气体逸出而收集过慢弄到收集不到气体。故答：防止产生的气体逸出；

（2）伸入制氧气试管里的导管过长，会造成试管内的空气不能完全排出而混在制取的气体中，故答：排尽瓶内的空气，得到较纯的气体；

（3）随着不断分解高锰酸钾颗粒越来越小，最终随气体一起进入导管和水槽，在试管口加一团棉花过滤掉混在气体中的高锰酸钾小颗粒，故答：防止粉末化的高锰酸钾随氧气流进入水中；

（4）玻璃导热性较差，且受热不均匀会出现炸裂，因此在对试管加热时要先对试管进行预热，故答：使试管受热均匀；

（5）在刚开始加热时，排出的气体中混有空气，此时气泡放出不均匀时快时慢，故答：均匀、连续不断放出；

（6）氧气密度大于空气，在存放时要求正放在桌面上，为防止逸散还要用玻璃片盖住瓶口，

故答：毛玻璃片，正。三、简答题：15．如图是某学生加热高锰酸钾制取氧气的装置。（1）写出标号仪器的名称：③_______________（2）指出图中的四处错误：①______________；②________________；③__________；④_______________。（3）实验完成后，应该先移去酒精灯还是先把导管从水槽里拿出来？_____为什么？________。【答案】（1）集气瓶（2）试管口没有放棉花导管伸入试管中太长试管口没有稍微向下倾斜酒精灯的外焰没有对准药品进行加热（3）应该先把导管从水里拿出来，若先移去酒精灯，水槽中的水会沿着导管进入试管，使试管破裂。【解析】（1）图中有序号的仪器名称：③是集气瓶；（2）观察图示可知：装置中存在的错误是：试管口高于试管底部，会引起冷凝水倒流造成试管炸裂；试管中导管太长，不利于氧气导出；试管口未放棉花，加热时高锰酸钾粉末会进入导管；酒精灯的外焰没有对准药品进行加热；（3）实验结束时，先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，以防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂。四、科学探究题：16．在学完氧气的实验室制法后，老师给小明同学布置任务：通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”。小明设计并完成下表所示的探究实验：实验操作实验现象实验结论或总结结论总结实验一取5mL、5%的过氧化氢溶液于试管中，并伸入带火星的木条有细小的气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是反应速率很慢氧化锰是过氧化氢分解的催化剂实验二向上述实验一的试管中加入____，伸入带火星的木条________(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。(2)老师认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，他建议小明同学补充设计了两个方面的探究实验，最终证明了“二氧化锰是过氧化氢的催化剂”。①第一方面的实验操作中包含了两次固体的称量，其目的是____________________________；②第二方面的实验目的是_______________________________________。【答案】(1)二氧化锰有大量气泡产生，木条复燃过氧化氢分解产生氧气，反应速率较快(2)探究反应前后二氧化锰的质量是否改变探究反应前后二氧化锰的化学性质是否改变【解析】根据所学知识和题中信息知，(1)填写上表中未填完的空格。实验操作实验现象实验结论或总结结论总结实验一取5mL、5%的过氧化氢溶液于试管中，并伸入带火星的木条有细小的气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是反应速率很慢氧化锰是过氧化氢分解的催化剂实验二向上述实验一的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条有大量气泡产生，木条复燃。过氧化氢分解产生氧气，反应速率较快。(2)仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，建议补充设计了两个方面的探究实验，最终证明“二氧化锰是过氧化氢的催化剂”。①第一方面的实验操作中包含了两次固体的称量，其目的是探究反应前后二氧化锰的质量是否改变。②第二方面的实验目的是探究反应前后二氧化锰的化学性质是否改变。17．“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。（提出问题）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何?（实验探究）实验步骤实验现象I.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象II.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。试管中均产生气泡，带火星木条均复燃III.将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag。IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。（实验结论）（1）A中产生的气体是________；（2）实验II、III证明：氧化铁的__________和__________在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；（实验评价）实验设计IV的目的是_________________。（实验拓展）查阅资料得知，CuO、CuSO4、、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是______________。A．二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化