第6讲 制取氧气-【赢在暑假】2024年新九年级化学暑假预习课（人教版2024）

第06讲 制取氧气 思维导图 学习目标 学习目标 1.了解空气的成分、混合物和纯净物。 2. 初步学会分析科学家研究空气的实验以及模拟实验，初步认识定性和定量的区别。 3.培养从前人经验中获得知识、方法和经验教训的兴趣和望，体验科学家研究物质的严谨的科学精神。 学习重点 1.通过分析、对比科学家对空气的研究，体会科学家的思想并学会科学研究的基本方法。 学习难点 1.拉瓦锡测定空气组成及模拟“测定空气里氧气含量”实验的分析。 教材解读 知识点一 工业制取氧气 工业上一般采用 的方法制取氧气 1.原理：利用液态空气中液氮（沸点 -196℃）)和液氧（沸点-183℃）的 空气 液态空气 氮气（首先蒸发出来） 液态氧（贮存在 的钢瓶中） 低温 加压 这里温度要低于196℃ 液氮(-196℃) 液氧(-183℃) 升温到-196℃ 2.过程 3.优点：工业制法是利用 、 的空气为原料， ，可以 。 资料卡片 工业上如何大量制取氧气 空气中含有大量氧气，是制取氧气廉价、易得的原料。怎样才能把氧气从空气中分离出来呢？我们知道，液态纯净物有一定的沸点。科学家正是利用了物质的这一性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温。由于液态氮的沸点(-196℃)比液态氧的沸点(-183℃)低，所以氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液态氧。为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中(如图2-15)。 图2-15 储存氧气的钢瓶 【考点例题】 例1．工业上制取氧气是利用氮气和氧气的　 　不同，先后从空气中分离出来，是一个　 　变化． 【答案】沸点、物理 【解析】解：在除去空气中的灰尘、二氧化碳和水蒸气后，液化空气，控制条件，氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，再把氮气和氧气分离．该过程没有新的物质生成，属于物理变化 【变式精选】 【变式1】如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （1）除去灰尘后的洁净空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）流程中横线上应填写的物质是 　 　。 （3）利用液氧和液氮的 　 　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）写出工业制氧气的优点 　 　（写一条）。 【答案】（1）混合物； （2）稀有气体； （3）沸点； （4）原料廉价易得（合理即可）。 【解析】解：（1）除去灰尘后的洁净空气中含有氮气、氧气、稀有气体等其他成分，属于混合物。 （2）根据空气成分分析，可知横线上应填写的物质是稀有气体。 （3）可以利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却，加压，蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得等。 【变式2】如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程，请回答下列问题。 （1）工业上分离液态空气法制氧气，主要利用液氮和液氧的 　 　不同。 （2）分离塔中发生的是 　 　变化（填“物理”或“化学”）。 （3）氧压机将氧气压缩到钢瓶中，压缩氧气的微观本质是 　 　。 【答案】（1）沸点。 （2）物理； （3）分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小。 【解析】解：（1）工业上分离液态空气法制氧气，主要利用液氮和液氧的沸点不同；故答案为：沸点。 （2）分离塔中没有新物质生成，发生的是物理变化；故答案为：物理； （3）氧压机将氧气压缩到钢瓶中，压缩氧气的微观本质是分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；故答案为：分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小。 知识点二 氧气的实验室制法 在实验室里，常采用 或 分解等方法制取氧气。 1.加热高锰酸钾制氧气 【实验2-5】图2-14 高锰酸钾分解制取氧气 装置 装置 【实验目的】图2-18 高锰酸钾分解制取氧气 1.学习实验室制取氧气的方法。 2.加深对氧气性质的认识。 【实验用品】 仪器： 。 药品： 。 【实验步骤】 （1）仔细观察图2-18所示的装置，其中使用了哪些仪器？哪部分是气体发生装置？哪部分是气体收集装置？为什么可以用排水法收集氧气？ ①仪器： ； ② ； ③ 。 （2）用带有导管的橡胶塞塞紧试管，检查 。确认装置不漏气后，拔开橡胶塞，在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放 。用带有导管的橡胶塞塞紧管口，把试管口 固定在铁架台上(如图2-18)。 （3）将两个集气瓶分别盛满水，用玻璃片先盖住瓶口的一小部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住，把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。 （4）加热试管。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对高锰酸钾所在的部位加热， 导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集。当气泡 地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶，用 收集氧气。待集气瓶里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把集气瓶移出水槽，正放在桌子上。用同样的方法再收集一瓶氧气(瓶中留少量水)，观察现象。 （5）停止加热时，先要把 ，然后再 。 （6）把带有火星的木条插入集气瓶中，观察现象。 实验编号 现象 （1） （2） 【实验结论】 高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出氧气，同时还生成锰酸钾和二氧化锰。 · 思考与交流 ①有些固体试剂受热时会放出水蒸气，试管口略向下倾斜可防止 ，避免试管炸裂。 ②与集气瓶配套使用的玻璃片一般由磨砂玻璃制成，在本实验中应将玻璃片的磨砂面 盖住集气瓶。 ③为什么要在试管口放一团棉花？ ； ④为什么刚开始有气泡放出时不立即收集？ 。 ⑤为什么要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯？ 。 2.过氧化氢制氧气 在实验室里还常常用过氧化氢分解的方法制取氧气。过氧化氢溶液为 ，在医疗上可用于 。在常温下过氧化氢可以分解放出 。 【探究】 过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 【问题】 在使用过氧化氢溶液制取氧气时，通常加入少量二氧化锰，这是为什么呢? 【实验】 （1）在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。 （2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象(如图2-16)。 （3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。图2-16 过氧化氢分解实验示意图 【分析与结论】 （1）在实验（1）和实验（2）中，木条是否复燃？发生这种现象的原因可能是什么？ 实验（1）木条不复燃，原因 ； 实验（2）木条复燃，原因 （2）综合分析实验（1）~实验（3）中观察到的现象，你认为二氧化锰在过氧化氢分解的反应中起了什么作用？ 实验（1）和实验（2）的结果表明了 。 ‌实验（3）则进一步证实了二氧化锰在反应后的 。 实验编号 现象 现象分析 （1） （2） （3） 【结论】过氧化氢在二氧化锰催化下，分解生成水和氧气 3.发生装置的选择 选择依据 收集方法 固＋固加热型 固＋液常温型 举例 高锰酸钾制氧气 过氧化氢制氧气 装置 优缺点 或注意 试管口应略向下倾斜 通过控制滴加液体的量来控制反应的速率 漏斗伸入液面以下；便于添加液体药品； 适用于制取少量气体 4.氧气的收集方法 选择依据 气体的 和 收集方法 排水法 向上排空气法 图示 原理 氧气不易溶于水 氧气不与空气中的其他气体反应，且密度比空气大 注意事项 用短的弯导管，放在集气瓶口便于实验操作和水的排出，集气瓶中的水一定要装满，不能留有气泡 常用直角长导管导管伸入到接近集气瓶底部，以排尽瓶中的空气，收集到较纯净的气体 5.氧气的验满方法 （1）排水集气法：当集气瓶口 ，说明氧气已收集满。 （2）向上排空气集气法：把带火星的木条 ，若木条 ，说明氧气已收集满。 6.氧气的检验方法：将带火星的小木条 ，如果木条 ，说明该瓶内气体是氧气。 固液常温装置的注意事项： （1）分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但长劲漏斗下端应该 ，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； （2）装药品时，先装 后装 ； （3）该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体； （4）导管只需 伸入试管塞，便于气体导出； （5）气密性检查：用止水夹 ，打开 ，向漏斗中 ，水面 ，就说明气密性良好。 · 问题与交流 （1）检查装置的气密性时，除了用手握紧的方法，还可以用什么方法？ 方法 操作 示意图 手握法 先将导管一端浸入水中，用手紧握 ，若水中导管口有气泡冒出，松开手，一段时间后，导管内形成 ，说明装置不漏气 液封法 将长颈漏斗下端浸入水中，向长颈漏斗中注入水，再用手握法检查；将长颈漏斗的底端 液封，是为了防止气体沿着 注液法 用弹簧夹夹在胶皮管，向长颈漏斗中注入水，使水浸没长颈漏斗下端，并使长颈漏斗中的液面高于锥形瓶的液面，一段时间后，长颈漏斗中的液面不再下降，证明气密性良好 （2）如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？ ① ‌ ② ‌ ③ ‌ 【考点例题】 例1．实验室收集氧气，既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是（　　） ①氧气不易溶于水 ②氧气易溶于水 ③氧气密度比空气大 ④氧气密度比空气小 A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 【答案】D 【解析】解：实验室收集氧气，既可以选向上排空气法又可以选排水法，是因为氧气密度比空气大、不易溶于水。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】实验室加热高锰酸钾制取氧气大致可分为几个步骤：a．点燃酒精灯．b．检查装置气密性．c．将药品装入大试管中，管口放棉花，并塞好橡皮塞．d．熄灭酒精灯．e．收集气体．F．把装有药品的大试管固定在铁架台上．g．将导管移出水面．上述步骤中，正确的操作顺序是（　　） A．b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣g﹣d B．b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣d﹣g C．c﹣b﹣a﹣f﹣e﹣g﹣d D．a﹣b﹣c﹣e﹣f﹣d﹣g 【答案】A 【解析】解：根据实验室用加热方法制取氧气的操作步骤：查、装、定、点、收、移、熄，可得题中正确的操作顺序是：b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣g﹣d。 故选：A。 【变式2】如图所示是加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图，其中错误的是（　　） A．检查气密性 B．待气泡连续均匀冒出时收集 C．收满后一出水面 D．气体放置在桌面上 【答案】C 【解析】解：A、检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该选项操作正确； B、排水法收集气体时，由于导管刚开始排出的气体中混有空气，因此应待气泡连续均匀冒出时收集，该选项操作正确； C、气体收集满后，应在水面以下盖上玻璃片，然后再移出集气瓶，该选项操作不正确； D、氧气密度比空气大，则收集满氧气的集气瓶应正放在实验桌上，该选项操作正确。 故选：C。 【变式3】根据下列实验装置图，请回答下列问题。 （1）仪器①的名称是 　 　。 （2）实验室用装置A制取氧气，可选用的收集装置是 　 　（填字母），反应的符号方程式为 　　。 【答案】（1）长颈漏斗；H2O2 H2O＋O2 MnO2 （2）B或D； 。 【解析】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗。故答案为：长颈漏斗； （2）装置A为固液常温型发生装置，则实验室用装置A制取氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于氧气不易溶于水且密度比空气略大，可采用排水法或向上排空气法进行收集，则可选用的收集装置是B或D。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为 。故答案为：B或D； 。H2O2 H2O＋O2 MnO2 H2O2 H2O＋O2 MnO2 知识点三 催化剂 在实验（3）中，实验重复多次，每次只消耗了过氧化氢，二氧化锰好像永远用不完。 · 思考：二氧化锰反应前后质量是否发生变化？化学性质是否发生变化？ 实验操作：①在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰 、 ，再称量， 实验结论：二氧化锰的 没有发生变化。 实验操作：把它再加到过氧化氢溶液中； 实验现象：还可以 过氧化氢分解。 1.定义：在化学反应里能 其他物质的 ，而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂。 2.催化作用：催化剂在 中所起的作用。 · 例： 等物质对过氧化氢的分解也具有催化作用。 3.催化剂特点（一变两不变） 一变： ，加快反应或减慢反应； 两不变： 催化剂 不变；催化剂 不变。（物理性质可以改变） 4.催化剂的作用 催化剂在 中有重要而广泛的应用，生产 、 、化工原料等都要使用催化剂。 催化剂的作用 催化剂在化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。 例如，在 工业中，即使在高温、高压下，氮气与氢气的化合反应仍然进行得十分缓慢，而采用以 的催化剂，能使反应物在相对低的温度下较快发生反应。人类利用氮气和氢气合成氨，再生产含 ，显著提高了农作物产量，有效保证了粮食安全。 过程需要使用高效催化剂生产汽油、煤油及其他石油化工产品。我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士，研发了多种用于 的催化剂，为我国 制造技术奠定了基础。 5.注意事项 （1）催化剂 （填“能”或“不能”）改变生成物的质量； （2）催化剂 （填“能”或“不能”）控制反应的发生与停止； （3）催化剂 反应物、也 生成物； （4）同一化学反应 （填“一定”或“不一定”）只有一种催化剂；同一物质可以在 的化学反应中起催化作用。 【考点例题】 例1．下列关于催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰在任何反应中都能做催化剂 B．加入二氧化锰可以使过氧化氢产生更多的氧气 C．催化剂在催化过程中所有的性质不变 D．同一个反应可以有多种催化剂 【答案】D 【解析】解：A．二氧化锰不能做所有反应的催化剂，其它物质也可以作催化剂，故选项说法错误。 B．催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，故选项说法错误。 C．催化剂在反应前后质量和化学性质（而不是性质）不变，物理性质可能发生改变，故选项说法错误。 D．同一个反应可以选用不同的催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气可使用二氧化锰、硫酸铜溶液作催化剂，故选项说法正确。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】为了探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用，某同学在化学课上完成了如图所示实验，下列相关分析错误的是（　　） A．步骤①带火星木条没有复燃，说明没有氧气生成 B．步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末 C．上述实验说明二氧化锰能加速过氧化氢分解 D．实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰 【答案】A 【解析】解：A、步骤①中带火星木条没有复燃，不能说明没有氧气生成，是因为过氧化氢在常温下能产生氧气，但分解速率缓慢，产生的氧气很少，故选项说法错误。 B、二氧化锰是黑色粉末，步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末，故选项说法正确。 C、加入二氧化锰前，伸入试管中的带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，伸入试管中的带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加速过氧化氢分解，故选项说法正确。 D、二氧化锰难溶于水，实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰，故选项说法正确。 故选：A。 【变式2】某同学取用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，下列有关氧气的体积[VO2]、二氧化锰的质量[M（MnO2）]与时间（t）之间的关系图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解：A、用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，当过氧化氢完全分解时，生成氧气的体积不再变化。故A错误； B、用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，开始时氧气的体积为0，故B错误； C、用过氧化氢与二氧化锰混合制氧气中二氧化锰是催化剂，催化剂的质量在反应前后不变，故C错误； D、用过氧化氢与二氧化锰混合制氧气中二氧化锰是催化剂，催化剂的质量在反应前后不变，故D符合题意。 故选：D。 知识四 分解反应 · 思考与讨论 分析上述两个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？ 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应 过氧化氢 水＋氧气 二氧化锰 高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 加热 共同特征 化合反应 特点 特点 一变多 多变一 1.定义：由 反应物生成 或 其他物质的反应，叫作分解反应。 2.特点： ； 3.通式：AB→A+B+... 4.化合反应和分解反应都 （填“属于”或“不属于”，后同）基本反应类型，而氧化反应 基本反应类型。 【考点例题】 例1．下列反应中属于分解反应的是（　　） A．铁+盐酸→氯化亚铁+氢气 B．氧化钙+水→氢氧化钙 C．氧气+铝→氧化铝 D．水氢气+氧气 【答案】D 【解析】解：A、铁+盐酸→氯化亚铁+氢气，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误． B、氧化钙+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 C、氧气+铝→氧化铝，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 D、水氢气+氧气，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项正确。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】在下列变化中，属于分解反应的是（　　） A．硫在氧气中燃烧 B．蜡烛在空气中燃 C．加热高锰酸钾 D．铁丝在氧气中燃烧 【答案】C 【解析】解：A、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 B、蜡烛在空气中燃生成二氧化碳和水，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误。 C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。 D、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 故选：C。 知识五 实验探究 实验探究的一般思路 在“探究--过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用”中，我们根据探究 设计了 ； 和 实验中带有火星的木条是否复燃等实验现象， ；通过基于证据的 ，最后形成了催化剂概念的结论。 化学 是学习化学的基本方法，是开展实验探究的重要方式。 通常情况下，实验探究的一般思路可归纳为：明确 →设计实验 →实施实验→获取证据→ → 。 【考点例题】 例1．用科学方法认识物质 获取知识、形成认识需要借助一定的科学方法。“观察”“抽象”“演绎”“归纳”“比较”“推理”等是常用的科学方法，下列描述分别运用了以上哪种科学方法？ （1）打开盛放浓盐酸的试剂瓶，“瓶口有白雾出现”，运用的是　 　法。“白雾是浓盐酸挥发出来的氯化氢挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触，形成的盐酸小液滴”，运用的是　 　法。 （2）“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体”运用的是　 　法；“BaCO3属于碳酸盐，因此BaCO3也能与盐酸反应生成二氧化碳气体”，运用的是　 　法。 【答案】（1）观察。推理。 （2）归纳。演绎。 【解析】解：（1）打开盛放浓盐酸的试剂瓶，“瓶口有白雾出现”，运用的是观察法。“白雾是浓盐酸挥发出来的氯化氢挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触，形成的盐酸小液滴”，运用的是推理法。 （2）“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体”运用的是推理法；“BaCO3属于碳酸盐，因此BaCO3也能与盐酸反应生成二氧化碳气体”，运用的是演绎法。 【变式精选】 【变式1】小明家厨房有一瓶失去标签的无色液体，妈妈说可能是白醋，也可能是白酒。就此说法而言。应属于科学探究环节中的（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验 D．获得结论 【答案】B 【解析】解：小明家厨房有一瓶失去标签的无色液体，妈妈说可能是白醋，也可能是白酒，此说法属于科学探究中的猜想与假设。 故选：B。 【变式2】小丽捡到一枚白色鹅卵石，这会不会是大理石呢？将其放在食醋中，有气泡产生。小丽认为鹅卵石中可能含有碳酸盐。在此过程中，没有应用的科学方法是（　　） A．猜想 B．实验 C．推理 D．归纳 【答案】D 【解析】解：“小丽捡到一枚白色鹅卵石，首先猜想会不会是大理石呢？”这是应用了猜想的方法；“将其放在食醋中，有气泡产生。”这是通过实验的方法将其放在食醋中，发现有气泡产生。“小丽认为鹅卵石中可能含有碳酸盐。”这是根据在检验碳酸根离子时，将盐酸滴入，出现气体，做出了鹅卵石中可能含有碳酸盐的推理。综合以上分析，在此过程中，没有应用到归纳的科学方法。 故选：D。 精选精练 ①氧气的工业制法（共4小题） 1．空气经除尘、除去二氧化碳和水蒸气后，进行如图所示操作。下列说法正确的是（　　） A．氮气的沸点比氧气低 B．100g空气含21g氧气 C．将空气液化选择降温比加压更节能 D．液态空气汽化过程放热 2．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是（　　） A．液态空气是混合物 B．步骤②属于化学变化 C．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 3．如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是（　　） A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 4．某工厂分离空气获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图： 请根据流程图回答下列问题。 （1）经过步骤A处理后的空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 　 　（选填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质 　 　（选填“活泼”或“不活泼”）。 （3）空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的 　 　（填序号）。 ①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳 ⑤水蒸气 （4）此外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积 　 　（填“大”或“小”）。 ②实验室制取氧气（共8小题） 5．加热高锰酸钾片刻，试管中至少含有几种固体物质（　　） A．五种 B．四种 C．三种 D．二种 6．如图表示一定质量的高锰酸钾受热过程中纵坐标（y）随加热时间的变化趋势，则纵坐标（y）表示的是（　　） A．高锰酸钾的质量 B．生成氧气的质量 C．生成二氧化锰的质量 D．生成锰酸钾的质量 7．从安全、环保、节能、简便等方面考，实验室制取氧气的最佳方法是（　　） A．高锰酸钾加热分解 B．氯酸钾加热分解 C．氧化汞加热分解 D．过氧化催化分解 8．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　） A． B． C． D． 9．下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 10．实验室需收集一瓶约含水的氧气，下列操作正确的是（　　） A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌满水，在水剩余时停止收集 C．集气瓶中灌的水 D．集气瓶中灌满水，在水剩余时停止收集 11．证明集气瓶里盛的是氧气，其最简便的方法是（　　） A．能使蜡烛燃烧的是氧气 B．测定密度，若密度大于空气的是氧气 C．放入带火星的木条，可使木条复燃的是氧气 D．放入发红的木炭后加入澄清石灰水，可使石灰水变浑浊的一瓶一定是氧气 12．下列证明集气瓶里的氧气是否已收集满的正确方法是（　　） A．将带火星的木条伸到瓶底 B．将带火星的木条伸到瓶里 C．将带火星的木条伸到瓶口 D．在瓶口点燃氧气 ③催化剂（共5小题） 13．下列有关催化剂的理解错误的是（　　） A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 14．在过氧化氢溶液制取氧气实验中用到二氧化锰，关于二氧化锰的说法错误的是（　　） A．作该反应的催化剂 B．化学性质没有改变 C．反应前后其质量发生改变 D．能加快过氧化氢的分解速率 15．一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应。下列图像不能正确反映其变化过程的是（　　） A． B． C． D． 16．将100mL双氧水均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是（　　） A．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 B．二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关 17．把一定量的过氧化氢分成等量a、b两份，在b份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量与反应时间的关系图象正确的是（　　） A． B． C． D． ④分解反应（共4小题） 18．下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（　　） A．镁+氧气氧化镁 B．氧化汞汞+氧气 C．水氢气+氧气 D．蜡烛+氧气二氧化碳+水 19．下列化学反应属于分解反应的是（　　） A．Cu+O2CuO B．Cu2（OH）2CO3CuO+CO2+H2O C．CO+Fe2O3Fe+CO2 D．NaOH+HCl→NaCl+H2O 20．许多化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系，如图所示。下列选项中概念之间的关系说法错误的是（　　） A．化学性质和氧化性属于包含关系 B．纯净物和混合物属于并列关系 C．化学反应和分解反应属于并列关系 D．化合反应和氧化反应属于交叉关系 21．《天工开物》中有“石灰经火焚炼为用”的记载，主要反应为碳酸钙氧化钙+二氧化碳。该反应属于（　　） A．化合反应 B．分解反应 C．氧化反应 D．既是分解反应又是氧化反应 ⑤实验探究（共5小题） 22．下列实验方案的设计中，没有正确体现对比这种科学思想的是（　　） A．比较二氧化碳的含量 B．研究二氧化锰的催化作用 C．区分硬水和软水 D．配制氯化钠溶液 23．科学探究的一个重要环节是“猜想”，猜想是依据已有知识、经验，对提出的问题进行合理的假设。下列对“影响食物腐败快慢的因素”的猜想不合理的是（　　） A．环境温度 B．氧气浓度 C．食物品种 D．食物多少 24．科学探究是学习化学的重要方式。小明通过查阅资料了解“为何加热时试管内液体体积不能超过试管容积的”这属于科学探究中的（　　） A．提出问题 B．收集证据 C．建立假设 D．得出结论 25．清蒸宝应大闸蟹由青色变成红色，小泽同学认为这种红色物质可能象酸碱指示剂一样，遇到酸或碱颜色会发生改变。就这位同学的看法而言，这应该属于科学探究中的（　　） A．实验 B．假设 C．观察 D．交流 26．下列四个探究实例：①探究燃烧的条件②探究空气中氧气的含量③探究影响催化剂的催化效果的因素④探究铁的锈蚀条件。其中主要研究方法相同的是（　　） A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 真题闯关 1. （2024•湖南）下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是（　　） A． B． C． D． 2. （2024•乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 3. （2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（　　） A． B． C． D． 4. （2024•广东）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（　　） A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 5. （2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 6. （2023•扬州）下列属于分解反应的是（　　）高温 A．Fe+H2O Fe3O4+H2 高温 B．Fe+O2 Fe3O4 △ C．Fe（OH）3 Fe2O3+H2O D．Fe（OH）3+HCl→FeCl3+H2O 7. （2024•长沙）小张同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题： （1）写出仪器①的名称 　 　； （2）收集氧气，可选择的收集装置是 　 　（填字母）； （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团 　 　； （4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条 　 　，说明氧气已经集满。 8. （2024•湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。 （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）A中制取氧气的符号方程式为 　 　。 （3）用装置B来收集氧气，进气口为 　 　（填“m”或“n”）。 （4）图C中，细铁丝剧烈燃烧，　 　，放出热量，生成黑色固体。 9. （2024•宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。 回答下列问题： （1）仪器B的名称是 　 　。 （2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。 （3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。 （4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。 （5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　 　。 10. （2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第06讲 制取氧气 思维导图 学习目标 学习目标 1.了解空气的成分、混合物和纯净物。 2. 初步学会分析科学家研究空气的实验以及模拟实验，初步认识定性和定量的区别。 3.培养从前人经验中获得知识、方法和经验教训的兴趣和望，体验科学家研究物质的严谨的科学精神。 学习重点 1.通过分析、对比科学家对空气的研究，体会科学家的思想并学会科学研究的基本方法。 学习难点 1.拉瓦锡测定空气组成及模拟“测定空气里氧气含量”实验的分析。 教材解读 知识点一 工业制取氧气 工业上一般采用分离空气的方法制取氧气 1.原理：利用液态空气中液氮（沸点 -196℃）)和液氧（沸点-183℃）的沸点不同空气 液态空气 氮气（首先蒸发出来） 液态氧（贮存在蓝色的钢瓶中） 低温 加压 这里温度要低于196℃ 液氮(-196℃) 液氧(-183℃) 升温到-196℃ 2.过程 3.优点：工业制法是利用廉价、易得的空气为原料，成本低，可以大量生产。 资料卡片 工业上如何大量制取氧气 空气中含有大量氧气，是制取氧气廉价、易得的原料。怎样才能把氧气从空气中分离出来呢？我们知道，液态纯净物有一定的沸点。科学家正是利用了物质的这一性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温。由于液态氮的沸点(-196℃)比液态氧的沸点(-183℃)低，所以氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液态氧。为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中(如图2-15)。 图2-15 储存氧气的钢瓶 【考点例题】 例1．工业上制取氧气是利用氮气和氧气的　 　不同，先后从空气中分离出来，是一个　 　变化． 【答案】沸点、物理 【解析】解：在除去空气中的灰尘、二氧化碳和水蒸气后，液化空气，控制条件，氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，再把氮气和氧气分离．该过程没有新的物质生成，属于物理变化 【变式精选】 【变式1】如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （1）除去灰尘后的洁净空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）流程中横线上应填写的物质是 　 　。 （3）利用液氧和液氮的 　 　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）写出工业制氧气的优点 　 　（写一条）。 【答案】（1）混合物； （2）稀有气体； （3）沸点； （4）原料廉价易得（合理即可）。 【解析】解：（1）除去灰尘后的洁净空气中含有氮气、氧气、稀有气体等其他成分，属于混合物。 （2）根据空气成分分析，可知横线上应填写的物质是稀有气体。 （3）可以利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却，加压，蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得等。 【变式2】如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程，请回答下列问题。 （1）工业上分离液态空气法制氧气，主要利用液氮和液氧的 　 　不同。 （2）分离塔中发生的是 　 　变化（填“物理”或“化学”）。 （3）氧压机将氧气压缩到钢瓶中，压缩氧气的微观本质是 　 　。 【答案】（1）沸点。 （2）物理； （3）分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小。 【解析】解：（1）工业上分离液态空气法制氧气，主要利用液氮和液氧的沸点不同；故答案为：沸点。 （2）分离塔中没有新物质生成，发生的是物理变化；故答案为：物理； （3）氧压机将氧气压缩到钢瓶中，压缩氧气的微观本质是分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；故答案为：分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小。 知识点二 氧气的实验室制法 在实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气。 1.加热高锰酸钾制氧气 【实验2-5】图2-14 高锰酸钾分解制取氧气 发生装置 收集装置 【实验目的】图2-18 高锰酸钾分解制取氧气 1.学习实验室制取氧气的方法。 2.加深对氧气性质的认识。 【实验用品】 仪器：大试管、集气瓶、水槽、单孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、 铁架台(带铁夹)、升降台、酒精灯、玻璃片、坩埚钳、火柴。 药品：高锰酸钾、木炭、澄清石灰水、细铁丝、木条、棉花。 【实验步骤】 （1）仔细观察图2-18所示的装置，其中使用了哪些仪器？哪部分是气体发生装置？哪部分是气体收集装置？为什么可以用排水法收集氧气？ ①仪器：大试管、集气瓶、水槽、单孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、铁架台(带铁夹)、升降台、酒精灯； ②左边加热是发生装置，右边水槽和集气瓶是收集装置； ③用排水法收集气体是因为氧气不易溶于水。 （2）用带有导管的橡胶塞塞紧试管，检查装置的气密性。确认装置不漏气后，拔开橡胶塞，在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放一团棉花。用带有导管的橡胶塞塞紧管口，把试管口略向下倾斜固定在铁架台上(如图2-18)。 （3）将两个集气瓶分别盛满水，用玻璃片先盖住瓶口的一小部分，然后推动玻璃片将瓶口全部盖住，把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。 （4）加热试管。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对高锰酸钾所在的部位加热， 导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集。当气泡连续并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶，用排水法收集氧气。待集气瓶里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把集气瓶移出水槽，正放在桌子上。用同样的方法再收集一瓶氧气(瓶中留少量水)，观察现象。 （5）停止加热时，先要把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯。 （6）把带有火星的木条插入集气瓶中，观察现象。 实验编号 现象 （1） 固体减少，紫红色固体逐渐变为黑色，导管口有无色气泡冒出 （2） 带火星的木条复燃 【实验结论】 高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出氧气，同时还生成锰酸钾和二氧化锰。 高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 加热 · 思考与交流 ①有些固体试剂受热时会放出水蒸气，试管口略向下倾斜可防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂。 ②与集气瓶配套使用的玻璃片一般由磨砂玻璃制成，在本实验中应将玻璃片的磨砂面向下盖住集气瓶。 ③为什么要在试管口放一团棉花？ 放一团棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管； ④为什么刚开始有气泡放出时不立即收集？ 最初排出的气体主要是装置内的空气，而不是所需的产品气体（如氧气）。 ⑤为什么要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯？ 如果先熄灭酒精灯，水槽中的水可能会倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。 2.过氧化氢制氧气 在实验室里还常常用过氧化氢分解的方法制取氧气。过氧化氢溶液为无色透明液体，在医疗上可用于消毒防腐。在常温下过氧化氢可以分解放出氧气。 【探究】 过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 【问题】 在使用过氧化氢溶液制取氧气时，通常加入少量二氧化锰，这是为什么呢? 【实验】 （1）在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。 （2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象(如图2-16)。 （3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。图2-16 过氧化氢分解实验示意图 【分析与结论】 （1）在实验（1）和实验（2）中，木条是否复燃？发生这种现象的原因可能是什么？ 实验（1）木条不复燃，原因过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少； 实验（2）木条复燃，原因向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰，使过氧化氢分解加速 （2）综合分析实验（1）~实验（3）中观察到的现象，你认为二氧化锰在过氧化氢分解的反应中起了什么作用？ 实验（1）和实验（2）的结果表明了二氧化锰在过氧化氢分解反应中起到了催化剂的作用，‌能够显著加快反应速率并提高氧气产率。 ‌实验（3）则进一步证实了二氧化锰在反应后的化学性质保持不变，‌可以重复使用。 实验编号 现象 现象分析 （1） 试管内有细小的气泡产生，‌木条不复燃 过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少 （2） 试管内产生大量的气泡，‌木条复燃 二氧化锰使过氧化氢的分解加速 （3） 再次产生大量的气泡，‌木条复燃 二氧化锰没有被消耗，可以持续加速反应 【结论】过氧化氢在二氧化锰催化下，分解生成水和氧气 过氧化氢 水＋氧气 二氧化锰 3.发生装置的选择 选择依据 反应物的状态和反应条件 收集方法 固＋固加热型 固＋液常温型 举例 高锰酸钾制氧气 过氧化氢制氧气 装置 优缺点 或注意 试管口应略向下倾斜 通过控制滴加液体的量来控制反应的速率 漏斗伸入液面以下；便于添加液体药品； 适用于制取少量气体 4.氧气的收集方法 选择依据 气体的密度和溶解性 收集方法 排水法 向上排空气法 图示 原理 氧气不易溶于水 氧气不与空气中的其他气体反应，且密度比空气大 注意事项 用短的弯导管，放在集气瓶口便于实验操作和水的排出，集气瓶中的水一定要装满，不能留有气泡 常用直角长导管导管伸入到接近集气瓶底部，以排尽瓶中的空气，收集到较纯净的气体 5.氧气的验满方法 （1）排水集气法：当集气瓶口有较大气泡冒出时，说明氧气已收集满。 （2）向上排空气集气法：把带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满。 6.氧气的检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内气体是氧气。 固液常温装置的注意事项： （1）分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但长劲漏斗下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； （2）装药品时，先装固体后装液体； （3）该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体； （4）导管只需略微伸入试管塞，便于气体导出； （5）气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。 · 问题与交流 （1）检查装置的气密性时，除了用手握紧的方法，还可以用什么方法？ 方法 操作 示意图 手握法 先将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手，一段时间后，导管内形成一段水柱，说明装置不漏气 液封法 将长颈漏斗下端浸入水中，向长颈漏斗中注入水，再用手握法检查；将长颈漏斗的底端伸入到水中液封，是为了防止气体沿着长颈漏斗的底部逸出 注液法 用弹簧夹夹在胶皮管，向长颈漏斗中注入水，使水浸没长颈漏斗下端，并使长颈漏斗中的液面高于锥形瓶的液面，一段时间后，长颈漏斗中的液面不再下降，证明气密性良好 （2）如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？ ①使用排空气法收集氧气时，‌如果时间不够长或导气管未伸到集气瓶的底部，‌会导致集气瓶中的空气未能完全排出，‌从而影响氧气的纯度。‌ ②使用排水法收集氧气时，‌如果在开始时集气瓶中没有装满水，‌或者没有等到气泡连续均匀放出时就开始收集，‌会导致原试管内的空气进入集气瓶，‌从而影响氧气的纯度。‌ ③用排水法收集氧气时，‌导管口冒出气泡立即收集，‌这种情况下，‌由于气泡可能并非全部来自氧气，‌因此立即收集会导致收集到的氧气不纯。‌ 【考点例题】 例1．实验室收集氧气，既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是（　　） ①氧气不易溶于水 ②氧气易溶于水 ③氧气密度比空气大 ④氧气密度比空气小 A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 【答案】D 【解析】解：实验室收集氧气，既可以选向上排空气法又可以选排水法，是因为氧气密度比空气大、不易溶于水。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】实验室加热高锰酸钾制取氧气大致可分为几个步骤：a．点燃酒精灯．b．检查装置气密性．c．将药品装入大试管中，管口放棉花，并塞好橡皮塞．d．熄灭酒精灯．e．收集气体．F．把装有药品的大试管固定在铁架台上．g．将导管移出水面．上述步骤中，正确的操作顺序是（　　） A．b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣g﹣d B．b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣d﹣g C．c﹣b﹣a﹣f﹣e﹣g﹣d D．a﹣b﹣c﹣e﹣f﹣d﹣g 【答案】A 【解析】解：根据实验室用加热方法制取氧气的操作步骤：查、装、定、点、收、移、熄，可得题中正确的操作顺序是：b﹣c﹣f﹣a﹣e﹣g﹣d。 故选：A。 【变式2】如图所示是加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图，其中错误的是（　　） A．检查气密性 B．待气泡连续均匀冒出时收集 C．收满后一出水面 D．气体放置在桌面上 【答案】C 【解析】解：A、检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该选项操作正确； B、排水法收集气体时，由于导管刚开始排出的气体中混有空气，因此应待气泡连续均匀冒出时收集，该选项操作正确； C、气体收集满后，应在水面以下盖上玻璃片，然后再移出集气瓶，该选项操作不正确； D、氧气密度比空气大，则收集满氧气的集气瓶应正放在实验桌上，该选项操作正确。 故选：C。 【变式3】根据下列实验装置图，请回答下列问题。 （1）仪器①的名称是 　 　。 （2）实验室用装置A制取氧气，可选用的收集装置是 　 　（填字母），反应的符号方程式为 　　。 【答案】（1）长颈漏斗；H2O2 H2O＋O2 MnO2 （2）B或D； 。 【解析】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗。故答案为：长颈漏斗； （2）装置A为固液常温型发生装置，则实验室用装置A制取氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，由于氧气不易溶于水且密度比空气略大，可采用排水法或向上排空气法进行收集，则可选用的收集装置是B或D。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为 。故答案为：B或D； 。H2O2 H2O＋O2 MnO2 H2O2 H2O＋O2 MnO2 知识点三 催化剂 在实验（3）中，实验重复多次，每次只消耗了过氧化氢，二氧化锰好像永远用不完。 · 思考：二氧化锰反应前后质量是否发生变化？化学性质是否发生变化？ 实验操作：①在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量， 实验结论：二氧化锰的质量没有发生变化。 实验操作：把它再加到过氧化氢溶液中； 实验现象：还可以加速过氧化氢分解。 1.定义：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叫催化剂。 2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 · 例：硫酸铜等物质对过氧化氢的分解也具有催化作用。 3.催化剂特点（一变两不变） 一变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应； 两不变： 催化剂质量不变；催化剂化学性质不变。（物理性质可以改变） 4.催化剂的作用 催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂。 催化剂的作用 催化剂在化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。 例如，在合成氨工业中，即使在高温、高压下，氮气与氢气的化合反应仍然进行得十分缓慢，而采用以铁为主体的催化剂，能使反应物在相对低的温度下较快发生反应。人类利用氮气和氢气合成氨，再生产含氮化肥，显著提高了农作物产量，有效保证了粮食安全。 石油炼制过程需要使用高效催化剂生产汽油、煤油及其他石油化工产品。我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。 5.注意事项 （1）催化剂不能（填“能”或“不能”）改变生成物的质量； （2）催化剂不能（填“能”或“不能”）控制反应的发生与停止； （3）催化剂不是反应物、也不是生成物； （4）同一化学反应不一定（填“一定”或“不一定”）只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。 【考点例题】 例1．下列关于催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰在任何反应中都能做催化剂 B．加入二氧化锰可以使过氧化氢产生更多的氧气 C．催化剂在催化过程中所有的性质不变 D．同一个反应可以有多种催化剂 【答案】D 【解析】解：A．二氧化锰不能做所有反应的催化剂，其它物质也可以作催化剂，故选项说法错误。 B．催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，故选项说法错误。 C．催化剂在反应前后质量和化学性质（而不是性质）不变，物理性质可能发生改变，故选项说法错误。 D．同一个反应可以选用不同的催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气可使用二氧化锰、硫酸铜溶液作催化剂，故选项说法正确。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】为了探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用，某同学在化学课上完成了如图所示实验，下列相关分析错误的是（　　） A．步骤①带火星木条没有复燃，说明没有氧气生成 B．步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末 C．上述实验说明二氧化锰能加速过氧化氢分解 D．实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰 【答案】A 【解析】解：A、步骤①中带火星木条没有复燃，不能说明没有氧气生成，是因为过氧化氢在常温下能产生氧气，但分解速率缓慢，产生的氧气很少，故选项说法错误。 B、二氧化锰是黑色粉末，步骤②的试管壁上可能会沾上黑色粉末，故选项说法正确。 C、加入二氧化锰前，伸入试管中的带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，伸入试管中的带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加速过氧化氢分解，故选项说法正确。 D、二氧化锰难溶于水，实验后可通过过滤、洗涤、干燥等操作回收二氧化锰，故选项说法正确。 故选：A。 【变式2】某同学取用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，下列有关氧气的体积[VO2]、二氧化锰的质量[M（MnO2）]与时间（t）之间的关系图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解：A、用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，当过氧化氢完全分解时，生成氧气的体积不再变化。故A错误； B、用一定量的过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，开始时氧气的体积为0，故B错误； C、用过氧化氢与二氧化锰混合制氧气中二氧化锰是催化剂，催化剂的质量在反应前后不变，故C错误； D、用过氧化氢与二氧化锰混合制氧气中二氧化锰是催化剂，催化剂的质量在反应前后不变，故D符合题意。 故选：D。 知识四 分解反应 · 思考与讨论 分析上述两个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？ 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应 过氧化氢 水＋氧气 二氧化锰 高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 加热 共同特征 化合反应 特点 特点 一变多 多变一 1.定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。 2.特点：一变多； 3.通式：AB→A+B+... 4.化合反应和分解反应都属于（填“属于”或“不属于”，后同）基本反应类型，而氧化反应不属于基本反应类型。 【考点例题】 例1．下列反应中属于分解反应的是（　　） A．铁+盐酸→氯化亚铁+氢气 B．氧化钙+水→氢氧化钙 C．氧气+铝→氧化铝 D．水氢气+氧气 【答案】D 【解析】解：A、铁+盐酸→氯化亚铁+氢气，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误． B、氧化钙+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 C、氧气+铝→氧化铝，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 D、水氢气+氧气，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项正确。 故选：D。 【变式精选】 【变式1】在下列变化中，属于分解反应的是（　　） A．硫在氧气中燃烧 B．蜡烛在空气中燃 C．加热高锰酸钾 D．铁丝在氧气中燃烧 【答案】C 【解析】解：A、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 B、蜡烛在空气中燃生成二氧化碳和水，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误。 C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。 D、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 故选：C。 知识五 实验探究 实验探究的一般思路 在“探究--过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用”中，我们根据探究目的设计了三个对比实验方案；观察和记录实验中带有火星的木条是否复燃等实验现象，收集证据；通过基于证据的分析推理，最后形成了催化剂概念的结论。 化学实验是学习化学的基本方法，是开展实验探究的重要方式。 通常情况下，实验探究的一般思路可归纳为：明确探究目的→设计实验方案→实施实验→获取证据→分析推理→形成结论。 【考点例题】 例1．用科学方法认识物质 获取知识、形成认识需要借助一定的科学方法。“观察”“抽象”“演绎”“归纳”“比较”“推理”等是常用的科学方法，下列描述分别运用了以上哪种科学方法？ （1）打开盛放浓盐酸的试剂瓶，“瓶口有白雾出现”，运用的是　 　法。“白雾是浓盐酸挥发出来的氯化氢挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触，形成的盐酸小液滴”，运用的是　 　法。 （2）“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体”运用的是　 　法；“BaCO3属于碳酸盐，因此BaCO3也能与盐酸反应生成二氧化碳气体”，运用的是　 　法。 【答案】（1）观察。推理。 （2）归纳。演绎。 【解析】解：（1）打开盛放浓盐酸的试剂瓶，“瓶口有白雾出现”，运用的是观察法。“白雾是浓盐酸挥发出来的氯化氢挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触，形成的盐酸小液滴”，运用的是推理法。 （2）“Na2CO3、K2CO3、CaCO3都能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳气体”运用的是推理法；“BaCO3属于碳酸盐，因此BaCO3也能与盐酸反应生成二氧化碳气体”，运用的是演绎法。 【变式精选】 【变式1】小明家厨房有一瓶失去标签的无色液体，妈妈说可能是白醋，也可能是白酒。就此说法而言。应属于科学探究环节中的（　　） A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验 D．获得结论 【答案】B 【解析】解：小明家厨房有一瓶失去标签的无色液体，妈妈说可能是白醋，也可能是白酒，此说法属于科学探究中的猜想与假设。 故选：B。 【变式2】小丽捡到一枚白色鹅卵石，这会不会是大理石呢？将其放在食醋中，有气泡产生。小丽认为鹅卵石中可能含有碳酸盐。在此过程中，没有应用的科学方法是（　　） A．猜想 B．实验 C．推理 D．归纳 【答案】D 【解析】解：“小丽捡到一枚白色鹅卵石，首先猜想会不会是大理石呢？”这是应用了猜想的方法；“将其放在食醋中，有气泡产生。”这是通过实验的方法将其放在食醋中，发现有气泡产生。“小丽认为鹅卵石中可能含有碳酸盐。”这是根据在检验碳酸根离子时，将盐酸滴入，出现气体，做出了鹅卵石中可能含有碳酸盐的推理。综合以上分析，在此过程中，没有应用到归纳的科学方法。 故选：D。 精选精练 ①氧气的工业制法（共4小题） 1．空气经除尘、除去二氧化碳和水蒸气后，进行如图所示操作。下列说法正确的是（　　） A．氮气的沸点比氧气低 B．100g空气含21g氧气 C．将空气液化选择降温比加压更节能 D．液态空气汽化过程放热 【答案】A 【解析】解：A、由氮气先从液态空气中汽化可知，氮气的沸点比氧气低，选项说法正确； B、氧气约占空气体积的21%，即100L空气含21L氧气，而不是100g空气含21g氧气，选项说法错误； C、空气是极不易液化的气体，必须具备低温技术和设备，使它们达到它们各自的临界温度以下，而后再用增大压强的方法使其液化，选择降温不能将空气液化，选项说法错误； D、液态空气汽化过程吸热，选项说法错误； 故选：A。 2．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是（　　） A．液态空气是混合物 B．步骤②属于化学变化 C．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 【答案】B 【解析】解：A、液态空气中含有液态氮、液态氧、液态二氧化碳等，属于混合物，故选项说法正确。 B、步骤②是从液态空气中蒸发出氮气，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法错误。 C、氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低，故选项说法正确。 D、得到的剩余液体大部分为液氧，液氧呈淡蓝色，故选项说法正确。 故选：B。 3．如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是（　　） A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 【答案】D 【解析】解：A、此方法是以空气作为原料，来源广泛，故A说法正确； B、分离液态空气法制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故B说法错误； C、此过程中，液氮首先汽化，说明说明液氧比液氮沸点高，故C说法正确； D、该液体物质中含有液氧、液态稀有气体等，属于混合物，而不是纯净的氧气，故D说法错误。 故选：D。 4．某工厂分离空气获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图： 请根据流程图回答下列问题。 （1）经过步骤A处理后的空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 　 　（选填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质 　 　（选填“活泼”或“不活泼”）。 （3）空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的 　 　（填序号）。 ①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳 ⑤水蒸气 （4）此外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积 　 　（填“大”或“小”）。 【答案】（1）混合物；物理变化； （2）低；不活泼； （3）④⑤； （4）大。 【解析】解：（1）步骤A还将空气加压降温变成液态空气，液态空气仍然包含氧气、氮气等多种物质，属于混合物；在空气加压降温变成液态空气过程中，只是状态改变了，没有生成新物质，属于物理变化； （2）步骤B，将液态空气蒸发，氮气首先由液态变成气体，所以氮气的沸点比氧气的沸点低；嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质不活泼，可以防止月壤与其它物质发生反应； （3）根据流程我们知道通过净化装置后的空气含有稀有气体、氮气和氧气，而原空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及水蒸气等气体，所以空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的二氧化碳和水蒸气； （4）一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体（氮气等）不能通过，故可推测氮分子比氧分子体积大。 ②实验室制取氧气（共8小题） 5．加热高锰酸钾片刻，试管中至少含有几种固体物质（　　） A．五种 B．四种 C．三种 D．二种 【答案】D 【解析】解：高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。生成物中含有两种固体，若高锰酸钾完全分解，则试管中固体含有两种（锰酸钾和二氧化锰），若高锰酸钾部分分解，则试管中含有三种固体（未反应的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰），则加热高锰酸钾片刻，试管中至少含有种固体物质两种。 故选：D。 6．如图表示一定质量的高锰酸钾受热过程中纵坐标（y）随加热时间的变化趋势，则纵坐标（y）表示的是（　　） A．高锰酸钾的质量 B．生成氧气的质量 C．生成二氧化锰的质量 D．生成锰酸钾的质量 【答案】A 【解析】解：A、高锰酸钾作为反应物，刚开始未达到反应温度，质量不变，随着反应进行，温度升高，高锰酸钾质量不断减小，直至最后反应完毕，质量为零，选项A符合题意； B、氧气为生成物，刚开始质量不能为最大，而是从零开始，过一段时间增加，直至最后保持不变，选项B不符合题意； C、二氧化锰为生成物，刚开始质量为零，不能从最大值往下减小，而是从零开始，过一段时间增加，直至最后保持不变，选项C不符合题意； D、锰酸钾也是生成物，刚开始质量为零，不能从最大值往下减小，而是从零开始，过一段时间增加，直至最后保持不变，选项D不符合题意； 故选：A。 7．从安全、环保、节能、简便等方面考，实验室制取氧气的最佳方法是（　　） A．高锰酸钾加热分解 B．氯酸钾加热分解 C．氧化汞加热分解 D．过氧化催化分解 【答案】D 【解析】解：A、高锰酸钾加热分解生成氧气，需要加热，消耗能源，不简便，不安全，故A不符合题意； B、氯酸钾加热分解生成氧气，需要加热，消耗能源，不简便，不安全，故B不符合题意； C、加热分解氧化汞有单质汞生成，汞有毒，需要消耗能源，且不安全、不环保，不是最佳方案，故C不符合题意； D、过氧化氢催化分解生成氧气，常温即可进行，节能，简便，生成水，无污染，故D符合题意。 故选：D。 8．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】解：用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。 故选：C。 9．下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 【答案】D 【解析】解：氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；氧气不易溶于水，可选择排水法收集。①②是排水法；故可以；③④是向上排空气法，故可以；⑤⑥是向下排空气法，故不可以。 故选：D。 10．实验室需收集一瓶约含水的氧气，下列操作正确的是（　　） A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌满水，在水剩余时停止收集 C．集气瓶中灌的水 D．集气瓶中灌满水，在水剩余时停止收集 【答案】B 【解析】解：实验室需收集一瓶约含水的氧气，正确的操作是集气瓶中灌满水，在水剩余时停止收集。 故选：B。 11．证明集气瓶里盛的是氧气，其最简便的方法是（　　） A．能使蜡烛燃烧的是氧气 B．测定密度，若密度大于空气的是氧气 C．放入带火星的木条，可使木条复燃的是氧气 D．放入发红的木炭后加入澄清石灰水，可使石灰水变浑浊的一瓶一定是氧气 【答案】C 【解析】解：A、空气也能使蜡烛燃烧，所以能使蜡烛燃烧的不一定是氧气，故错； B、密度大于空气的气体不一定是氧气，例如二氧化碳、二氧化硫等物质密度都大于空气，故错； C、由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以放入带火星的木条，可使木条复燃的是氧气，故正确； D、发红的木炭在氧气中不能燃烧，不能判断是否含有氧气，故错； 故选：C。 12．下列证明集气瓶里的氧气是否已收集满的正确方法是（　　） A．将带火星的木条伸到瓶底 B．将带火星的木条伸到瓶里 C．将带火星的木条伸到瓶口 D．在瓶口点燃氧气 【答案】C 【解析】解：氧气能使带火星的木条复燃，验满时应将带火星的木条伸到集气瓶口，若带火星的木条复燃，说明已收集满。 故选：C。 ③催化剂（共5小题） 13．下列有关催化剂的理解错误的是（　　） A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 【答案】C 【解析】解：A、同一物质可做多个化学反应的催化剂，例如二氧化锰可以用作氯酸钾、过氧化氢分解的催化剂，该选项正确。 B、对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂，例如二氧化锰、氧化铜、氧化铁都可以用作过氧化氢分解的催化剂，该选项正确。 C、催化剂不能改变生成物的质量，该选项不正确。 D、催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变，该选项正确。 故选：C。 14．在过氧化氢溶液制取氧气实验中用到二氧化锰，关于二氧化锰的说法错误的是（　　） A．作该反应的催化剂 B．化学性质没有改变 C．反应前后其质量发生改变 D．能加快过氧化氢的分解速率 【答案】C 【解析】解：A、在过氧化氢溶液制取氧气实验中用到了二氧化锰，二氧化锰作该反应的催化剂，故选项说法正确。 B、二氧化锰作该反应的催化剂，反应前后化学性质不变，故选项说法正确。 C、二氧化锰作该反应的催化剂，反应前后其质量不变，故选项说法错误。 D、二氧化锰作该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解速率，故选项说法正确。 故选：C。 15．一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应。下列图像不能正确反映其变化过程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解：A、二氧化锰是过氧化氢反应的催化剂，根据催化剂特点可知，反应前后质量不变，故A不正确； B、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，反应前过氧化氢溶液中有一定质量水，所以水的质量不是从0开始，反应又生成水，水的质量随反应的进行不断增加，当过氧化氢反应完全后，水的质量不变，故B正确； C、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，过氧化氢随着反应的进行，质量不断减少，反应完全后质量为0，故C正确； D、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，过氧化氢反应前，氧气质量为0，随着反应的进行，氧气质量不断增加，当反应完全后氧气质量不变，故D正确； 故选：A。 16．将100mL双氧水均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是（　　） A．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 B．二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关 【答案】C 【解析】解：A．由图象可知，反应过程中，甲溶液产生O2的速率比乙溶液的快，a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况，故正确。 B．甲中加入了二氧化锰，分解的速率加快，图象体现出来了这一点，故正确； C．在此反应中，二氧化锰若充当了催化剂，其质量和化学性质在反应前后均不改变，但是此图象这一点没有体现出来，故错误； D．催化剂不能改变生成物的质量，故甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相等，此图象这一点能体现出来，故正确。 故选：C。 17．把一定量的过氧化氢分成等量a、b两份，在b份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量与反应时间的关系图象正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】解：把一定量的过氧化氢分成等量a、b两份，b中加入二氧化锰，过氧化氢在常温下能分解产生氧气，能在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰作催化剂，能加快化学反应的速率，不能改变生成氧气的质量，故b反应速率快，至反应结束所需的时间少；a反应速率慢；观察图象，C符合变化过程。 故选：C。 ④分解反应（共4小题） 18．下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（　　） A．镁+氧气氧化镁 B．氧化汞汞+氧气 C．水氢气+氧气 D．蜡烛+氧气二氧化碳+水 【答案】D 【解析】解：A、镁+氧气氧化镁该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误； B、氧化汞汞+氧气该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误； C、水氢气+氧气该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项错误； D、蜡烛+氧气二氧化碳+水该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应，故选项正确。 故选：D。 19．下列化学反应属于分解反应的是（　　） A．Cu+O2CuO B．Cu2（OH）2CO3CuO+CO2+H2O C．CO+Fe2O3Fe+CO2 D．NaOH+HCl→NaCl+H2O 【答案】B 【解析】解：A、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 B、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项正确。 C、该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误。 D、该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，故选项错误。 故选：B。 20．许多化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系，如图所示。下列选项中概念之间的关系说法错误的是（　　） A．化学性质和氧化性属于包含关系 B．纯净物和混合物属于并列关系 C．化学反应和分解反应属于并列关系 D．化合反应和氧化反应属于交叉关系 【答案】C 【解析】解：A、氧化性是化学性质的一种，化学性质和氧化性属于包含关系，故选项说法正确。 B、混合物是指由多种物质组成的物质，纯净物是指由一种物质组成的物质，二者是并列关系，故选项说法正确。 C、分解反应是化学反应中的一种，化学反应和分解反应属于包含关系，故选项说法错误。 D、化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；化合反应和氧化反应属于交叉关系，有的化合反应属于氧化反应，如碳在氧气中燃烧生成二氧化碳；有的化合反应不属于氧化反应，如生石灰和水反应生成氢氧化钙，故选项说法正确。 故选：C。 21．《天工开物》中有“石灰经火焚炼为用”的记载，主要反应为碳酸钙氧化钙+二氧化碳。该反应属于（　　） A．化合反应 B．分解反应 C．氧化反应 D．既是分解反应又是氧化反应 【答案】B 【解析】解：碳酸钙氧化钙+二氧化碳，该反应的反应物是一种，生成物是两种，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应；不符合“多变一”的形式，不属于化合反应；该反应不是物质和氧发生的反应，不属于氧化反应。 故选：B。 ⑤实验探究（共5小题） 22．下列实验方案的设计中，没有正确体现对比这种科学思想的是（　　） A．比较二氧化碳的含量 B．研究二氧化锰的催化作用 C．区分硬水和软水 D．配制氯化钠溶液 【答案】D 【解析】解：A、比较空气和人体呼出气体中二氧化碳的含量，变量是两瓶气体中二氧化碳含量不同，然后分别向两集气瓶中滴入相同滴数的澄清石灰水，观察对比变浑浊的程度，由实验可知呼出气体使澄清的石灰水变浑浊，空气几乎不能使澄清石灰水变浑浊，对比得出呼出气体中二氧化碳含量多，所以利用了对比实验的原理； B、研究二氧化锰的催化作用是利用过氧化氢分解能否迅速生成氧气大量氧气，并利用带火星的木条检验氧气的量；两试管中放入的是相同的过氧化氢溶液，变量是一支试管中加入二氧化锰，另一支试管中未加入二氧化锰；未加入二氧化锰的试管中带火星的木条不能复燃，加入二氧化锰的试管内带火星的木条复燃，通过现象的对比说明二氧化锰加快了过氧化氢的反应速率，所以属于对比实验； C、区分硬水和软水，试管中水的量、加入的肥皂水等量，变量是试管中的水不同；由实验可知：浮渣较多，泡沫较少的是硬水，泡沫丰富的是软水，所以利用了对比实验的原理； D、配制氯化钠溶液是向两烧杯中加入不同质量的氯化钠，且溶剂的质量不同，是配制不同溶质质量分数的溶液，不存在对比实验。 故选：D。 23．科学探究的一个重要环节是“猜想”，猜想是依据已有知识、经验，对提出的问题进行合理的假设。下列对“影响食物腐败快慢的因素”的猜想不合理的是（　　） A．环境温度 B．氧气浓度 C．食物品种 D．食物多少 【答案】D 【解析】解：A、一般温度越高，食物腐败的越快，温度降低，食物腐败的变慢，环境温度是影响食物腐败快慢的外界因素，猜想合理，故选项错误。 B、一般氧气浓度小，食物腐败的慢；氧气浓度大，食物腐败的快，氧气浓度是影响食物腐败快慢的外界因素，猜想合理，故选项错误。 C、不同品种的食物在一定条件下，食物腐败的快慢不同，食物品种是影响食物腐败快慢的内因，猜想合理，故选项错误。 D、取不同量的同种食物，在其它条件相同的情况下，食物腐败快慢相同，则食物的多少不是影响食物腐败快慢的因素，猜想不合理，故选项正确。 故选：D。 24．科学探究是学习化学的重要方式。小明通过查阅资料了解“为何加热时试管内液体体积不能超过试管容积的”这属于科学探究中的（　　） A．提出问题 B．收集证据 C．建立假设 D．得出结论 【答案】B 【解析】解：小明通过查阅资料了解“为何加热时试管内液体体积不能超过试管容积的，这属于科学探究中的收集证据。 故选：B。 25．清蒸宝应大闸蟹由青色变成红色，小泽同学认为这种红色物质可能象酸碱指示剂一样，遇到酸或碱颜色会发生改变。就这位同学的看法而言，这应该属于科学探究中的（　　） A．实验 B．假设 C．观察 D．交流 【答案】B 【解析】解：A、本题给出的信息中，没有做实验，故选项错误； B、一些同学认为这种红色物质可能就象酸碱指示剂一样，遇到酸或碱颜色会发生改变。就这些同学的看法属于建立假设。故选项正确； C、没有做实验，就无法观察现象，故选项错误； D、没有做实验，不能得出结论，也无法进行交流，故选项错误。 故选：B。 26．下列四个探究实例：①探究燃烧的条件②探究空气中氧气的含量③探究影响催化剂的催化效果的因素④探究铁的锈蚀条件。其中主要研究方法相同的是（　　） A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】C 【解析】解：①探究燃烧的条件，采用的是控制变量法； ②探究空气中氧气的含量，采用的是转换法； ③探究影响催化剂的催化效果的因素，采用的是控制变量法； ④探究铁的锈蚀条件，采用的是控制变量法。 故选：C。 真题闯关 1. （2024•湖南）下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解：高锰酸钾是固体，反应条件是加热，为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，要在试管口放一团棉花，故选：A。 2. （2024•乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 【答案】B 【解析】解：A、采用过氧化氢和二氧化锰来制氧气属于固液常温型，图示装置正确； B、加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气时，为防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，需要将试管口略向下倾斜，图示装置错误； C、浓硫酸具有吸水性，用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图示装置正确； D、氧气具有助燃性，验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已满，图示装置正确。 故选：B。 3. （2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】解：A、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故采用固体加热型装置作为氧气的发生装置，为防止冷凝水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，为防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口放置一团棉花，用酒精灯的外焰给试管加热，图示操作正确； B、氧气不易溶于水，可采用排水法来收集氧气，图示操作正确； C、氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法来收集氧气，图示操作正确； D、氧气的密度比空气大，不能采用向下排空气法来收集氧气，图示操作错误。 故选：D。 4. （2024•广东）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（　　） A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置 【答案】C 【解析】解：A、实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，图中所示操作正确。 B、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确。 C、为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜，图中所示操作错误。 D、氧气的密度比空气的大，氧气应从长导管通入，将空气从短导管排出，图中所示操作正确。 故选：C。 5. （2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】D 【解析】解：A、检查装置气密性时，先将导管放入水中，再用手握住试管，观察导管口是否冒出气泡，故A说法错误； B、先检查装置气密性，再向大试管中加入高锰酸钾固体，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故B说法错误； C、实验时，先点燃酒精灯，待导管口的气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶口开始收集，因为导管口开始排出的是装置内的空气，故C说法错误； D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D说法正确。 故选：D。 6. （2023•扬州）下列属于分解反应的是（　　）高温 A．Fe+H2O Fe3O4+H2 高温 B．Fe+O2 Fe3O4 △ C．Fe（OH）3 Fe2O3+H2O D．Fe（OH）3+HCl→FeCl3+H2O 【答案】C 【解析】解：A、该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故选项错误。 B、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 C、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，故选项正确。 D、该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应，故选项错误。 故选：C。 7. （2024•长沙）小张同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题： （1）写出仪器①的名称 　 　； （2）收集氧气，可选择的收集装置是 　 　（填字母）； （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团 　 　； （4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条 　 　，说明氧气已经集满。 【答案】（1）酒精灯； （2）C或D； （3）棉花； （4）复燃。 【解析】解：（1）仪器①的名称是酒精灯。 （2）氧气不易溶于水，密度比空气的大，能用排水法、向上排空气法收集，即收集装置是C或D。 （3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一棉花。 （4）检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条复燃，说明氧气已经集满。 8. （2024•湖北）以下是氧气的实验室制取和性质实验。 （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）A中制取氧气的化学方程式为 　 　。 （3）用装置B来收集氧气，进气口为 　 　（填“m”或“n”）。 （4）图C中，细铁丝剧烈燃烧，　 　，放出热量，生成黑色固体。 【答案】（1）试管；△ （2）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；△ （3）m； （4）火星四射。 【解析】解：（1）仪器a的名称是试管；故答案为：试管； （2） 高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为△ △ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；故答案为：2KMnO4 \ K2MnO4+MnO2+O2↑； （3）氧气的密度比空气大，用装置B来收集氧气，进气口为m；故答案为：m； （4）图C中，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；故答案为：火星四射。 9. （2024•宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。 回答下列问题： （1）仪器B的名称是 　 　。 （2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。 （3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。 （4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。 （5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧　。 【答案】（1）试管； （2）H；△ （3）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑； （4）ABDGEF； （5）火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧。 【解析】解：（1）根据常见仪器名称可知仪器B是试管。故答案为：试管； （2）锥形瓶加热时需垫陶土网，防止因受热不均匀而炸裂。故答案为：H；△ （3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑； （4）高锰酸钾固体制取氧气应选用固固加热型发生装置，因此选ABDG，氧气密度比空气大，收集氧气可以用排水法，因此选EF。故答案为：ABDGEF； （5）点燃火柴迅速插入盛满O2的集气瓶中，火柴剧烈燃烧，消耗了瓶中氧气，氧气不足铁丝未燃烧。故答案为：火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧。 10. （2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ MnO2 【答案】（2）2H2O2 2H2O+O2↑； （3）带火星的木条复燃； （4）加快； 【问题与思考】（1）无； （2）常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。 【解析】解：（2）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为MnO2 2H2O2 2H2O+O2↑；故答案为：2H2O2 2H2O+O2↑；MnO2 （3）图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气；故答案为：带火星的木条复燃； （4）由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；故答案为：加快； 【问题与思考】（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化；故答案为：无； （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少；故答案为：常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$