实验活动1 氧气的实验室制取与性质（提升练）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 实验活动 1 氧气的实验室制取与性质 基础巩固 1．如图是实验室对氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ） A． 验证性质 B． 收集 C． 氧气制备 D． 验满 2．下列是化学实验小组的四位同学在实验室做有关氧气的性质的实验操作，有错误的是 （ ） A．甲同学在将细铁丝绕成螺旋状之前先用砂纸把铁丝打磨光亮 B．乙同学在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后立即将其伸入集气瓶中 C．丙同学将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中 D．丁同学准备做细铁丝在氧气中燃烧的实验，在用排水法收集氧气时，他未将集气瓶中 的水排完就停止收集 3．某实验室对外开放日，教师在实验桌上准备了如图所示的仪器，请回答： 基础巩固 能力提升 素养拓展 模块导航 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 (1) 从图 F观察到的现象中，你能得出的结论是什么? 。 (2) 用图 E装置制备氧气，写出发生反应的文字表达式 。 (3) 实验室若用高锰酸钾来制氧气，还要补充哪些仪器? 。 4．根据下列所示装置，结合所学知识回答问题。 (1)用 A装置制取氧气，反应的文字表达式是 。 (2)用 B装置收集氧气，当看到有 时开始收集；当看到集气瓶口有 时说明已收 集满。 (3)C装置中充满水时，可作为氧气的收集装置，则氧气应从 （填“a”或“b”）端通入。 (4)按下图所示，将带火星的木条分别插入盛满氧气的集气瓶中，观察到木条复燃，且在① 中燃烧比在②中旺。以上实验现象说明了氧气的性质：① ；② 。 能力提升 5．实验室用高锰酸钾制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是（ ） A． 检查装置气密性 B． 加热高锰酸钾制氧气 C． 验证氧气已集满 D． 铁丝在氧气中燃烧 6．（23-24·山西运城·期中）实验室常用高锰酸钾制取氧气。下列有关高锰酸钾制取氧气的 实验操作中，先后顺序正确的是（ ） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 ①实验时，先检查装置的气密性，后装入高锰酸钾 ②加热时，先使试管底部均匀受热，后用外焰加热 ③停止加热时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 ④氧气集满后，先将集气瓶移出水面，后盖上玻璃片 A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 7．某同学在做制取氧气的实验时，发现试管炸裂，造成此结果的原因不可能是（ ） A．加热前未将试管外壁擦干 B．用焰心加热，使冷的灯芯接触到热的试管 C．加热时将试管口略向下倾斜 D．反应停止时，先熄灭酒精灯 8．做木炭在氧气中燃烧的实验时，实验现象不明显，原因可能是收集本实验所用氧气过程 中（ ） A．用向下排空气法收集氧气 B．将集满氧气的集气瓶正放在桌面上 C．收集满氧气后，在水面下用玻璃片盖住瓶口移出水槽 D．收集氧气时，观察到导管口气泡连续均匀放出便开始收集 9．实验室提供以下常用仪器，供完成下列气体制取实验时选用（不可重复选用）。 （1）实验室采用加热高锰酸钾晶体制取氧气时，其发生装置必需选用上述仪器中的 （填写序号）。 （2）过氧化氢在土豆块的催化作用下也能迅速分解，放出氧气。若实验室采用该反应原理 制取氧气，并且在实验过程中可以随时添加双氧水，上述仪器中必需使用的有 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 （填名称），该反应的文字表达式为 。 （3）如图装置是洗气瓶，在化学实验中有着广泛的用途。如：洗气（除去气体中的杂质）、 收集气体和检验气体等。试回答下列问题： ①用于排空气法收集氧气，氧气应从 端通入。 ②用于排水法收集氧气，瓶中先装满水，氧气从 端通入。 ③瓶中储存氧气，用水将氧气排出时，水从 端通入。 ④在医院给病人输氧时，瓶中放约半瓶蒸馏水，这时氧气从 端通入。 10．某化学兴趣小组利用下列装置进行氧气的实验室制法和有关性质的研究。实验室提供 以下常用仪器（如图），供完成气体制取实验时选用。 (1)写出有标号仪器的名称：① ；② 。 (2)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 ，应选择的发生和收集装置是 （从 A ﹣F中选择，填字母）；若用装置 G收集氧气，则气体应从 （填“a”或“b”）端通入， 验满的方法是 ；若用装置 E收集氧气后发现氧气不纯，可能的原因是 （写一 条）。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时有如下操作步骤：①加热，②检查装置的气密性，③装试 剂，④用排水集气法收集，⑤从水槽中取出导管，⑥熄灭酒精灯，⑦连接仪器。其中操作 顺序正确的是______（填字母）。 A．①⑦③②⑤④⑥ B．⑤⑦③②①④⑥ C．⑦②③①④⑤⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 (4)装置 B和 C对比，分液漏斗代替长颈漏斗进行实验的优点是 。 11．如图 1是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出仪器名称：② 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是 (填序号)，该反应的文字表达式 为 。 (3)现要收集一瓶氧气用于探究铁丝燃烧实验，应选择的收集装置是 (填序号)，当观察 到 ，才可开始收集氧气。 (4)收集一瓶 2O 进行铁丝燃烧实验(如图 2) ①铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧， 。 ②若铁丝在氧气中不燃烧，可能的原因是 。 实验序 号 过碳酸钠的质量 /g 二氧化锰的质量 /g 收集100mL氧气所用的时间/s 温度 /℃ 1 10 0.3 36.59 26 2 20 0.3 11.67 26 3 10 0.3 22 41 (5)某兴趣小组同学利用饮料瓶、吸管、输液管等日常用品设计并制作了简易制氧机，如图 3所示。 针对不同人群、不同环境下，对供氧速率的需求不同，项目组同学做了以下的对比实验， 对比实验 1和实验 2可得出结论： ；对比 可知，当其他条件相同时，温度越高， 反应速率越快。 素养拓展 12．化学兴趣小组对氧气的制取进行了如下探究。 Ⅰ.实验室制取氧气。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 (1)写出上图所示装置中标号仪器的名称：a 。 (2)实验室中用 A装置制取氧气，发生反应的符号表达式为 ；试管口棉花的作用 是 。 (3)收集一瓶较为干燥的氧气应选用的收集装置为 （填代号），收集满氧气的集气瓶应 （填“正”或“倒”）放在桌面上，检验氧气是否收集满的方法是 。若用排水法收集氧 气时，当观察到气泡 时才开始收集，否则收集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先 ，再 ，其目的是 。 Ⅱ.探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素。实验装置如下图所示（夹持仪器已略），实验数 据见下表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 过氧化氢溶液的浓度 30% 30% 15% 30% 30% 30% 过氧化氢溶液的体积（mL） 6 x 6 6 6 6 水槽中水的温度（℃） 20 90 70 70 20 20 锥形瓶中的物质 0.5gNaCl 0.5gFeCl3 60分内产生氧气（mL） 0.0 41.0 4.5 12.1 2.0 650.0 (5)实验 2中应加入过氧化氢溶液的体积 x 是 mL。 (6)得出“过氧化氢溶液的浓度越大，分解速率越大”结论所依据的实验是 （填序号）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 (7)通过实验 1、2、4对比，可得出的结论是 。 13．某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液的分解速率加快。 对于此现象，该小组同学进行了如下探究： 【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂？ 【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 (1)请完善下面表格。 实验步骤 实验现象 结论及解释 I. A中无明显现象，B中 产生大量能使带火星 木条复燃的气体 产生的气体是氧气，淀 粉 （“能”或“否”）加快 过氧化氢的分解速率 Ⅱ.向 B试管中重新加入 5 mL 5%的过 氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、 干燥、称量滤渣 ①又产生大量使带火 星木条复燃的气体 ②滤渣质量为 a g 淀粉的 和 在化学反应前后均没有发 生变化 【得出结论】 (2)淀粉 （“能”或“不能”）作为过氧化氢分解的催化剂。 【实验拓展】 (3)该小组继续设计实验对比淀粉与二氧化锰的催化效果，均以生成 25 mL氧气为准，其他 可能的影响因素忽略不计，相关数据见表： 编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据 I 20 mL 淀粉 0.5 g a II 20 mL 二氧化锰 0.5 g b 上述实验中“待测数据”是指 ，若 a>b，则可得出的结论是 。 (4)某同学认为，过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率，请设计实验方案证明他的猜 想： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 实验活动 1 氧气的实验室制取与性质 答案解析 基础巩固 1．【答案】C 【解析】A.在铁丝和氧气反应的实验中，为了防止灼热的生成物溅落，使集气瓶底部炸裂， 要在集气瓶底部预留少量的水或铺一层细沙，故 A错误； B.用向上排空气法收集氧气时，要把导管伸入集气瓶底部，便于把集气瓶中的空气排出， 故 B错误； C.用高锰酸钾制取氧气时，试管口要略向下倾斜，试管口要放一团棉花，故 C正确； D.因为氧气的密度比空气大，具有助燃性，验满时，要把带火星的木条放在集气瓶口，故 D错误。 故选 C。 2．【答案】B 【解析】A.在将细铁丝绕成螺旋状之前先用砂纸把铁丝打磨光亮，以免铁丝表面杂质阻碍 反应进行，正确； B.在酒精灯的火焰上引燃细铁丝底端的木条后，在木条将要燃尽时伸入集气瓶中，以免木 条燃烧消耗过多的氧气，错误； C.将盛有红热木炭的燃烧匙从瓶口往下缓慢伸入集气瓶中，以免氧气受热逸出造成现象过 短或不明显。正确； D.在用排水法收集氧气时，他未将集气瓶中的水排完就停止收集，在集气瓶中留少量的水， 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，正确。 故选 B。 3．【答案】(1)装置气密性良好； (2)过氧化氢 水+氧气； (3)酒精灯 【解析】(1)检查装置气密性，导管口有气泡冒出时，手松开形成稳定水柱，说明气密性良 好；(2)图 E固液常温型制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气；(3)高锰酸钾 制氧气固固加热型，用到酒精灯，题中缺酒精灯。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 4．【答案】(1)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (2)连续、均匀气泡冒出 大气泡冒出或集气瓶内无水剩余 (3)a (4)助燃性 密度比空气大 【解析】(1)装置 A是固固加热型装置，试管口有棉花，则说明该装置是用于加热高锰酸钾 制取氧气，其文字表达式为：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气。 (2)装置 B为排水法收集气体，当导管口有连续、均匀的气泡冒出时，则证明装置内空气已 完全排出，此时开始收集氧气。当集气瓶口有大气泡冒出时或看到集气瓶内无水剩余，则 证明集气瓶内水已完全排出，说明已收集满氧气。 (3)氧气密度大于空气，用装置 C收集氧气时，氧气先集中在集气瓶底部，则氧气应从长导 管一端（a端）通入。 (4)将带火星的木条分别插入盛满氧气的集气瓶中，木条均复燃，说明氧气具有助燃性，在 ①中燃烧比在②中旺，证明①中氧气浓度更大，则说明氧气密度大于空气。 能力提升 5．【答案】A 【解析】A.检查装置气密性，用手捂住试管，能看到烧杯中看到气泡冒出，选项正确； B.加热高锰酸钾制氧气，试管口需要放棉花防止固体粉末进入导管堵塞导管，选项错误； C.验证氧气已集满，将带火星木条放在集气瓶瓶口，选项错误； D.铁丝在氧气中燃烧，集气瓶瓶底需要放水或者细沙，防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂， 选项错误。 故选 A。 6．【答案】A 【解析】①实验时，先检查装置的气密性，后装入高锰酸钾，防止装置漏气，浪费试剂， 正确； ②加热时，先使试管底部均匀受热，后用外焰加热，防止试管受热不均而炸裂，正确； ③停止加热时，先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，错误； ④氧气集满后，先在水下盖上玻璃片，后将集气瓶移出水面，错误。 故正确的是①②。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 故选 A。 7．【答案】C 【解析】A.加热前未将试管外壁擦干，造成试管受热不均，会导致试管炸裂，错误； B.用焰心加热，使冷的灯芯接触到热的试管，造成试管受热不均，会导致试管炸裂，错误； C.加热时将试管口略向下倾斜，产生的冷凝水不会回流到试管底部，不会导致试管炸裂， 正确； D.反应停止时，先熄灭酒精灯，可能会造成水槽中水倒吸入试管，会导致试管炸裂，错误。 故选 C。 8．【答案】A 【解析】A.由于氧气的密度比空气大，用向下排空气法收集氧气，会导致收集不到氧气， 则做木炭在氧气中燃烧的实验时，由于集气瓶中氧气很少，所以实验现象不明显，故正确； B.由于氧气的密度比空气大，将满氧气的集气瓶正放在桌面上，是正确的操作，不会造成 氧气的流失，则做木炭在氧气中燃烧的实验时，实验现象应明显，故错误； C.收集满氧气后，在水面下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，是正确的操作，不会造成氧气的 流失，则做木炭在氧气中燃烧的实验时，实验现象应明显，故错误； D.集氧气时，由于刚开始冒出的是空气，只有观察到导管口气泡连续均匀放出时才能开始 收集，这样收集到的氧气比较纯净，是正确的操作，则做木炭在氧气中燃烧的实验时，实 验现象应明显，故错误。 故选 A。 9．【答案】①③④；长颈漏斗；过氧化氢土豆块 水＋氧气；b； a； b； b 【解析】(1)实验室采用加热高锰酸钾晶体制取氧气需要选择固﹣固加热型的发生装置，故 填：①③④。(2)根据图形识别仪器的名称即可，故填：长颈漏斗；反应的文字表达式考查 的基础知识记忆情况，较为简单，只是本题需要注意反应条件改为了土豆块。故填：过氧 化氢土豆块 水＋氧气。(3)洗气瓶的用途很广泛，如洗气、集气、验气等。使用洗气瓶一 定要注意气体进入的方向：洗气和验气时一般为长进短出；集气要根据气体的密度与瓶内 介质密度大小的关系判断，气体密度大于瓶内介质密度时从下面进（哪一根导管在下就从 哪根导管进），反之从上面进，切忌用长进短出判断进气方向。①氧气密度大于空气密度， 从下面进，故填：b；②氧气密度小于水的密度，从上面进，故填：a；③水的密度大于氧 气密度，从下面进，故填：b；④洗气时长进短出，故填：b。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 10．【答案】(1)试管 集气瓶 (2)高锰酸钾  加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 AD/AE a 将带火星的木条放在导 管口 b处，若复燃，说明已收集满 集气瓶未装满水或没有等气泡连续均匀冒出时开始 收集 (3)C (4)可以控制反应速率 【解析】(1)有标号仪器的名称：①试管；②集气瓶； (2)加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾   加热 锰酸 钾+二氧化锰+氧气，采用固体加热型的发生装置 A，氧气不易溶于水，氧气的密度比空气 大，应选择的收集装置是 D或 E；氧气的密度大于空气，若用装置 G收集氧气，则气体应 从长管 a端通入，当 b端有氧气逸出，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木 条复燃，检验其收集满的方法是将带火星的木条放于 b端口，若木条复燃，则氧气集满； 若收集气体前集气瓶中未装满水或没有等气泡连续均匀冒出时开始收集，由于一开始冒出 的气泡为装置内的空气，会导致收集的氧气不纯； (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时有如下操作步骤是：⑦连接仪器→②检查装置的气密性 →③装试剂（防止装置漏气影响实验结果）→①加热→④用排水集气法收集→⑤从水槽中 取出导管→⑥熄灭酒精灯（防止因先熄灭酒精灯，试管内气压降低，水槽中的水倒流到试 管内，引起试管的炸裂）。 故选 C； (4)装置 B和 C对比，可以通过旋转分液漏斗的活塞来控制滴加液体的快慢，从而控制反应 的速率，分液漏斗代替长颈漏斗进行实验的优点是可以控制反应速率。 11．【答案】(1)集气瓶 (2)A 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)D 导管口气泡连续均匀放出时 (4)火星四射，生成一种黑色固体，同时放出大量的热； 氧气的纯度不高、没有除去铁 丝表面的铁锈等（合理即可） (5)当二氧化锰用量、温度保持相同时，过碳酸钠用量越大，反应速率越快 实验①、 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 ③/实验③、① 【解析】(1)仪器②名称：水槽集气瓶； (2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是 加热，属于固体加热型，应选择的发生装置是 A；该反应的文字表达式为：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气； (3)铁丝在氧气中燃烧的实验，要求预先在集气瓶中装入少量水且需氧气的纯度较高，因此 要用排水法收集氧气，收集装置是 D；用排水法收集氧气，开始排出气体存在较多空气， 当观察到导管口气泡连续均匀放出时，空气已完全排出，才可开始收集氧气； (4)①铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，同时放出大量 的热； ②铁丝与氧气接触且在纯度较高的氧气才能燃烧，若铁丝在氧气中不燃烧，可能的原因是 氧气的纯度不高、没有除去铁丝表面的铁锈等（合理即可） (5)实验①、②中，二氧化锰的质量、温度均相同，过碳酸钠的质量不同，对比实验 1和实 验 2可得出结论：当二氧化锰用量、温度保持相同时，过碳酸钠用量越大，收集相同体积 氧气所用时间越短，反应速率越快； 实验①、③中，过碳酸钠的质量、二氧化锰的质量相同，温度不同，对比实验①③的数据 发现，当过碳酸钠质量相同、二氧化锰质量相同时，温度越高，收集相同体积的氧气所用 的时间越短，反应速率越快。 素养拓展 12．【答案】(1)酒精灯 (2) 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 防止固体粉末进入导管 (3)D 正 将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气 连续、均匀地冒出 (4)撤离导管 熄灭酒精灯 防止水倒流引起试管炸裂 (5)6 (6)3、4 (7)在其他条件相同时，温度越高，过氧化氢的速率越大 【解析】(1)装置中标号 a仪器的名称：酒精灯。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 (2)实验室中用 A装置制取氧气，装置 A是加热固体制气体装置，且试管口有棉花，发生的 反应是加热高猛酸钾制氧气，发生反应的文字表达式为    加热 高锰酸钾 锰酸钾 二氧化锰 氧气； 试管口棉花的作用是：防止固体粉末进入导管。 (3)氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集。收集一瓶较为干 燥的氧气，应选用向上排空气法，应选用的收集装置为 D，收集满氧气的集气瓶应正放在 桌面上；氧气具有助燃性，检验氧气是否收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口， 如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气。若用排水法收集氧气时，管中开始产生的气泡混有 空气，当观察到气泡连续、均匀地冒出时才开始收集，否则收集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先撤离导管，再熄灭酒精灯，其目的是防止水倒流引起试管炸裂。 (5)该实验是通过控制变量法探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素。控制变量法是只改变 一个量，其他量均相同。实验 2中应加入过氧化氢溶液的体积 x 是 6 mL。 (6)实验 3、4中，只有过氧化氢浓度一个变量，其他量均相同，可以得出“过氧化氢溶液的 浓度越大，分解速率越大”结论，故填：3、4。 (7)实验 1、2、4对比，只有温度一个变量，2中温度最高，90℃，60分内产生氧气体积 41.0 mL；4中温度 70℃，60分内产生氧气体积 12.1 mL；1中温度 20℃，未产生氧气。由 此可以得出结论：在其他条件相同时，温度越高，过氧化氢的速率越大。 13．【答案】(1)能 质量 化学性质 (2)能 (3)生成 25 mL氧气所需的时间 二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好 (4) 编号 溶液 其他物质的质量 生成 25 mL氧气所需时间 ① 20 mL3%过氧化氢溶液 二氧化锰 0.5 g ② 20 mL5%过氧化氢溶液 二氧化锰 0.5 g 【解析】(1)加入淀粉后产生大量气泡，带火星木条复燃，说明有氧气生成，说明淀粉能促 进过氧化氢分解，故填：能； 淀粉能加快过氧化氢分解，同时反应后淀粉的质量不变，说明淀粉可以作该反应的催化剂， 而催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，故填：质量、化学性质； (2)淀粉可以加快过氧化氢的分解速率，同时反应过程中淀粉的质量和化学性质都不变，说 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 明淀粉能作为过氧化氢分解的催化剂，故填：能； (3)该实验是对比淀粉遇二氧化锰的催化效果，实验均以 25 mL氧气为准，说明是测定生成 25 mL氧气所需的时间，故填：生成 25 mL氧气所需时间；若 a＞b，说明淀粉催化过氧化 氢分解生成 25 mL氧气所需时间要多于二氧化锰，那么二氧化锰的催化效率比淀粉好，故 填：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好； (4)若要验证过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率，那么只需改变过氧化氢的浓度，而不 改变其他的条件，所以可以取两支试管，分别加入 20 mL3%过氧化氢溶液、20 mL5%过氧 化氢溶液，再分别加入 0.5 g二氧化锰，测量并记录反应生成 25 mL氧气所需的时间，用如 下表格表示： 编号 溶液 其他物质的质量 生成 25 mL氧气所需时间 ① 20 mL3%过氧化氢溶液 二氧化锰 0.5 g ② 20 mL5%过氧化氢溶液 二氧化锰 0.5 g