3.2 氧气的制取-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练（科粤版2024）

第三单元 维持生命的物质------氧气、水 3.2 氧气的制取 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．初步学习在实验室制取氧气的原理和方法，知道什么是分解反应。 2．通过用对比实验的方法探究过氧化氢制取氧气的实验活动，认识催化剂及其作用。 3．通过氧气的制取实验和对氧气化学性质的探究，进一步提升学习化学的兴趣。 重点:实验室制取氧气的原理和氧气性质的探究；分解反应。 难点:氧气的实验室制法。 一、实验室制氧气 1.加热高锰酸钾制氧气 （1）实验原理 文字表达式： （2）学生探究实验 ①实验目的：学习实验室制取氧气的方法，并验证氧气的化学性质。 ②提出问题：实验室用高锰酸钾制取氧气的装置是怎么样的?实验过程中应注意哪些操作? ③设计实验 实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。 a.发生装置 加热高锰酸钾固体制取氧气应该选用下图装置中的哪种安装方式 ，你的理由是： 。 甲 乙 b.收集装置 下图的收集装置中能用于收集氧气的是 ，你的理由是： 。 甲：排水集气法 乙：向上排空气法 丙：向下排空气法 综上所述，分解高锰酸钾制取氧气的实验装置图为： ④进行实验 请按照制取氧气的实验装置图，准备好实验用品和仪器，完成组装后，按照以下步骤实施实验。边实验边思考，边观察记录。 实验内容与步骤 观察与结论 1.检查气密性：将导管伸入水中,手握试管，观察水中导管口的现象。 观寒到 ，则说明装置的气密性良好。 2.装试剂：在试管中加入 ，在试管口放入一团棉花，塞上胶塞。 / 3.固定装置：试管口略向下倾斜,固定在铁架台上。将盛满水的集气瓶倒立在盛有水的水槽内，要求瓶内没有气泡。垫高酒精灯至适当位置,将导管伸入水槽中。 / 4.加热试管,收集气体：点燃酒物灯,先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，再用外焰集中加热盛试剂的部位。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，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后,在水中盖好玻璃片,取出集气瓶，正放在桌上。 开始加热时，观察到水槽中 ，加热片刻后，观察到的现象是 ，当观察到 说明集气瓶中氧气已经集满。 5.撤离导管，停止加热:先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。 / 6.验证氧气的化学性质：用坩埚钳夹一小块木炭,先在空气中加热至红热，再伸入所收集的氧气瓶中,观察 木炭在空气中加热，观察到 ，伸入氧气瓶中，观察到 。 7.整理归位;试剂归位，清洗仪器,整理实验台 / ⑤反思评价 a.采用排水法或向上排空气法收集氧气，如何判断气体是否集满? b.如果采用向上排空气法收集，实验步骤有何不同? c.为什么要先将导气管从水槽移出再熄灭酒精灯? ⑥撰写实验报告 ⑦分析与讨论 a.装试剂后，为什么要在试管口放一团棉花? b.若收集到的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些? c.若在实验过程中出现试管炸裂，你认为可能的原因有哪些? ⑧实验反思 【注意事项】 ·药品要平铺在试管底部，均匀受热。 ·管口要塞上一团棉花。 ·试管内导管刚伸出橡胶塞。 ·加热时，应先预热，再用外焰集中加热盛放药品的部位，防止试管受热不均而破裂。 ·加热开始所产生的气泡不宜收集，当气泡连续、均匀放出时，再把导管口伸入集气瓶内收集氧气。 ·收集完毕后，先将移出导管，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒吸入试管使试管破裂 。 2.分解过氧化氢制氧气 【实验3-5】 操作序号 实验操作 操作图示 实验现象 推断 （1） 用量筒量取4mL过氧化氢溶液加入试管中将带火星的木条伸入试管内 （2） 取少量二氧化锰装入另一试管中，将带火星的木条伸进试管内 （3） 再取少量二氧化锰于第三支试管中，再量取4mL过氧化氢溶液加入，将带火星的木条伸进试管内 （4） 待实验(3)的试管内的液体不再放出气泡时，重新加入4 mL过氧化氢溶液，再将带火的木条伸进试管内 【讨论与交流】 ①综合上述几个实验，说一说在什么条件下更容易放出氧气？ ②上述实验（4）可以重复多次，而且发现实验前后二氧化锰的质量没有改变。根据这个事实，你对二氧化锰所起的作用有什么看法？ 【思路与方法导引】对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系。每次只能改变一个因素，除了改变的那个因素外，其他固素应该保持一样。如[实验3-5](1)和(3)中产生氧气的速率不同，在这一组实验中，除了有无二氧化锰外，过氧化氢溶液的浓度和体积均相同。通过对实验结果的比较分析，可以知道二氧化锰能加速过氧化氨溶液的分解，这样的实验方法称为对比实验。 以上实验事实表明:在有二氧化锰存在的条件下，过氧化氢能更快地分解产生氧气。二氧化锰能促进过氧化氢分解，但它的质量在反应前后没有改变，说明它本身没有分解。 化学上把这种在化学反应中能 其他物质的 ，而本身的 和 在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。 称为催化作用。 【易错提醒】 ①催化剂能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。 ②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。 ③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。 ④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化剂。如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。 过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气，这个变化的文字表达式是: 3.分解氯酸钾制氧气 （1）反应原理： （2）反应装置图 与高锰酸钾制氧气时所用装置的区别： 。 二、分解反应 1.概念： 反应物生成 的其他物质的反应，叫做分解反应。 2.反应特点：“一变多” 3.反应通式：AB→A+B 4.比较分解反应和化合反应 反应类型 分解反应 化合反应 概念 由 生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成 的反应 表达式 特征 “ 变 ” “ 变 ” 实例 如： 如： 共性 都是 变化,都属于化学基本反应类型。 三、工业制氧气的方法——分离液态空气 依据：空气各成分的 不同。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化 （2）排水法能收集一瓶比较纯净的氧气 （3）制取 O2时，始终收集不到O2：可能装置漏气 （4）用排水法收集氧气时，只要导管口有气泡产生就开始收集 （5）制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 （6）分解过氧化氢制氧气时二氧化锰起催化作用 （7）加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品集中加热 （8）用向上排空气法收集氧气时，应将燃着的木条放在集气瓶口验满 2．如图所示四种途径都可以得到氧气。 （1）甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，　 　（填甲、乙或丙）途径更体现化学实验的绿色化追求。 （2）工业上利用丁途径大量制取氧气的过程发生　 　（填化学或物理）变化。 （3）请用文字表示丙途径制取氧气的化学反应　 　。 （4）某同学在选用氯酸钾制取氧气时，在实验室没有找到催化剂二氧化锰，于是用高锰酸钾替代也能加快氯酸钾制取氧气，于是同学认为高锰酸钾也能作为氯酸钾分解反应的催化剂，你　 　（填：“同意”或“不同意”），你的理由是　 　。 ►问题一 分解高锰酸钾制氧气 【典例1】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． 【变式1-1】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 【变式1-2】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 ►问题二 分解过氧化氢制氧气 【典例2】如图所示的装置使用实验室中常见仪器组装而成，该装置在实验室中有多种用途。关于该装置的说法中错误的是（　　） A．该装置在实验室中可以用来制取氧气 B．该装置制取氧气时，二氧化锰由分液漏斗中加入 C．该装置在实验室中可以用来将一个仪器中的气体“捕捉”到另一仪器中 D．该装置优点控制反应速率 【变式2-1】小科根据所学知识，自制一台“制氧器”，其装置如图所示。 下列有关说法错误的是（　　） A．反应仓中的液体药品可以是过氧化氢溶液 B．过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润 C．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 D．该装置可以随时调控产生氧气的速率 ►问题三 催化剂和催化作用 【典例3】下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰是所有反应的催化剂 B．加入二氧化锰不能使双氧水分解出来的氧气总量增加 C．催化剂能改变化学反应速率，所有反应都需要催化剂 D．要使双氧水分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则反应就不能发生 【变式3-1】实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（　　） A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂 B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量 D．二氧化锰能加快过氧化氢分解 ►问题四 分解反应 【典例4】下列反应属于分解反应的是（　　） A．镁+氧气氧化镁 B．氢气+氧气水 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．碳酸→水+二氧化碳 【变式4-1】下列属于分解反应的是（　　） A．蒸发食盐水得食盐 B．分离液态空气得氧气 C．过氧化氢分解制取氧气 D．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳 1．实验室里用排水法收集氧气，依据的氧气性质是（　　） A．无色 B．无味 C．不易溶于水 D．支持燃烧 2．现有下列反应： ①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ②2KClO32KCl+3O2↑ ③2NH4NO34H2O+2N2↑+O2↑ 其中适用于实验室制取氧气的是（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 3．催化剂又叫触媒。下列关于催化剂的说法正确的是（　　） A．催化剂是指只能加快化学反应速率的物质 B．化学反应如果不使用催化剂，则就不能发生 C．二氧化锰是所有反应的催化剂 D．催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变 4．实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作错误的是（　　） A．往试管内送入固体 B．排水法收集O2 C．铁丝在氧气中燃烧 D．验证氧气 5．下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 6．某同学制氧气时，试管炸裂了，造成试管炸裂的原因可能是（　　） A．加热时用外焰加热 B．加热前没有擦干玻璃容器外壁的水 C．试管口略微向下倾斜 D．集中加热前先给试管均匀受热 7．如图所示，下列是实验室制取气体的常用装置。请回答： （1）利用A装置制取氧气，写出反应的文字表达式 　 　。 （2）利用B装置排空气收集气体，进气口分别为a、b导管口的两种气体性质有什么不同？ 1．在实验室里制取氧气，既可以采用分解过氧化氢的方法，也可以采用分解高锰酸钾的方法，上述两种方法的共同点主要有（　　） A．采用二氧化锰均可改变其反应速率 B．反应都不需加热 C．都利用含氧物质分解来达到目的 D．两种方法所需仪器相同 2．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 3．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 4.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　） A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性 B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面 C．导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体 D．装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管 5．质量相等的两份氯酸钾a和b，其中一份a中加入少量的高锰酸钾，将它们同时加热，放出氧气的质量与加热时间关系的图象正确的是（　　） A． B． C． D． 6．实验是科学探究的重要手段。如图是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题： （1）仪器①的名称 　 　。实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置中，试管口略向下倾斜的原因是 　 　。 （2）实验室里，在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。通常情况下，硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水，密度比空气的大。实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是 　 　（填序号），收集装置是 　（填序号）。 7．如图中A～E为常见的实验装置，请根据要求填空。 （1）写出标号仪器的名称：②　 　。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，应选用的发生装置是 　（填字母）。 （3）Y形管在不同的实验中作用各不相同（如图）。 若实验室利用装置甲制备少量氧气，正确的操作是将 　 　（填“固体转移至液体”或“液体转移至固体”）。 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 $$ 第三单元 维持生命的物质------氧气、水 3.2 氧气的制取 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．初步学习在实验室制取氧气的原理和方法，知道什么是分解反应。 2．通过用对比实验的方法探究过氧化氢制取氧气的实验活动，认识催化剂及其作用。 3．通过氧气的制取实验和对氧气化学性质的探究，进一步提升学习化学的兴趣。 重点:实验室制取氧气的原理和氧气性质的探究；分解反应。 难点:氧气的实验室制法。 一、实验室制氧气 1.加热高锰酸钾制氧气 （1）实验原理 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 （2）学生探究实验 ①实验目的：学习实验室制取氧气的方法，并验证氧气的化学性质。 ②提出问题：实验室用高锰酸钾制取氧气的装置是怎么样的?实验过程中应注意哪些操作? ③设计实验 实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。 a.发生装置 加热高锰酸钾固体制取氧气应该选用下图装置中的哪种安装方式 甲 ，你的理由是：防止冷凝水回流炸裂试管。 甲 乙 b.收集装置 下图的收集装置中能用于收集氧气的是 甲或乙 ，你的理由是：氧气不易溶于水，密度比空气大。 甲：排水集气法 乙：向上排空气法 丙：向下排空气法 综上所述，分解高锰酸钾制取氧气的实验装置图为： ④进行实验 请按照制取氧气的实验装置图，准备好实验用品和仪器，完成组装后，按照以下步骤实施实验。边实验边思考，边观察记录。 实验内容与步骤 观察与结论 1.检查气密性：将导管伸入水中,手握试管，观察水中导管口的现象。 观寒到导管口有气泡冒出，则说明装置的气密性良好。 2.装试剂：在试管中加入高锰酸钾固体，在试管口放入一团棉花，塞上胶塞。 / 3.固定装置：试管口略向下倾斜,固定在铁架台上。将盛满水的集气瓶倒立在盛有水的水槽内，要求瓶内没有气泡。垫高酒精灯至适当位置,将导管伸入水槽中。 / 4.加热试管,收集气体：点燃酒物灯,先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，再用外焰集中加热盛试剂的部位。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，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后,在水中盖好玻璃片,取出集气瓶，正放在桌上。 开始加热时，观察到水槽中有气泡冒出，加热片刻后，观察到的现象是气泡连续、均匀放出，当观察到集气瓶口冒出大气泡时说明集气瓶中氧气已经集满。 5.撤离导管，停止加热:先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。 / 6.验证氧气的化学性质：用坩埚钳夹一小块木炭,先在空气中加热至红热，再伸入所收集的氧气瓶中,观察 木炭在空气中加热，观察到持续红热，伸入氧气瓶中，观察到剧烈燃烧，发出白光，放出热量。 7.整理归位;试剂归位，清洗仪器,整理实验台 / ⑤反思评价 a.采用排水法或向上排空气法收集氧气，如何判断气体是否集满? 提示： 排水法：集气瓶里的水完全排净，集气瓶口冒出大气泡，说明氧气已经满了； 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，则说明氧气已经满了。 b.如果采用向上排空气法收集，实验步骤有何不同? 提示：采用向上排空气法收集时，可以先停止加热再撤离导管。 c.为什么要先将导气管从水槽移出再熄灭酒精灯? 提示：防止水倒吸入试管使试管破裂。 ⑥撰写实验报告 ⑦分析与讨论 a.装试剂后，为什么要在试管口放一团棉花? 提示：防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。 b.若收集到的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些? 提示：排水加热法收集时没等到气泡连续、均匀出现时开始就立即收集气体；向上排空气法收集时导管没有伸到集气瓶底部。 c.若在实验过程中出现试管炸裂，你认为可能的原因有哪些? 提示：药品没有平铺在试管底部；试管口高于试管底部；加热开始时没有预热。 ⑧实验反思 【注意事项】 ·药品要平铺在试管底部，均匀受热。 ·管口要塞上一团棉花。 ·试管内导管刚伸出橡胶塞。 ·加热时，应先预热，再用外焰集中加热盛放药品的部位，防止试管受热不均而破裂。 ·加热开始所产生的气泡不宜收集，当气泡连续、均匀放出时，再把导管口伸入集气瓶内收集氧气。 ·收集完毕后，先将移出导管，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒吸入试管使试管破裂 。 2.分解过氧化氢制氧气 【实验3-5】 操作序号 实验操作 操作图示 实验现象 推断 （1） 用量筒量取4mL过氧化氢溶液加入试管中将带火星的木条伸入试管内 无明显现象 过氧化氢常温下不易分解产生氧气 （2） 取少量二氧化锰装入另一试管中，将带火星的木条伸进试管内 无明显现象 二氧化锰常温不产生氧气 （3） 再取少量二氧化锰于第三支试管中，再量取4mL过氧化氢溶液加入，将带火星的木条伸进试管内 有大量气泡产生，带火星的木条复燃 过氧化氢在二氧化锰的作用下产生氧气 （4） 待实验(3)的试管内的液体不再放出气泡时，重新加入4 mL过氧化氢溶液，再将带火的木条伸进试管内 又产生大量气泡，带火星的木条复燃 二氧化锰在反应中化学性质不变 【讨论与交流】 ①综合上述几个实验，说一说在什么条件下更容易放出氧气？ 提示：有二氧化锰存在的情况下，过氧化氢更容易放出氧气。 ②上述实验（4）可以重复多次，而且发现实验前后二氧化锰的质量没有改变。根据这个事实，你对二氧化锰所起的作用有什么看法？ 提示：二氧化锰能促使过氧化氢分解，但它的质量在反应前后没有改变，说明它本身没有分解，化学性质并没有发生变化。 【思路与方法导引】对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系。每次只能改变一个因素，除了改变的那个因素外，其他固素应该保持一样。如[实验3-5](1)和(3)中产生氧气的速率不同，在这一组实验中，除了有无二氧化锰外，过氧化氢溶液的浓度和体积均相同。通过对实验结果的比较分析，可以知道二氧化锰能加速过氧化氨溶液的分解，这样的实验方法称为对比实验。 以上实验事实表明:在有二氧化锰存在的条件下，过氧化氢能更快地分解产生氧气。二氧化锰能促进过氧化氢分解，但它的质量在反应前后没有改变，说明它本身没有分解。 化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。 【易错提醒】 ①催化剂能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。 ②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。 ③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。 ④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化剂。如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。 过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气，这个变化的文字表达式是:过氧化氢水＋氧气 3.分解氯酸钾制氧气 （1）反应原理：氯酸钾氯化钾＋氧气 （2）反应装置图 与高锰酸钾制氧气时所用装置的区别：管口不塞棉花。 二、分解反应 1.概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。 2.反应特点：“一变多” 3.反应通式：AB→A+B 4.比较分解反应和化合反应 反应类型 分解反应 化合反应 概念 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 表达式 AB―→A＋B A＋B―→AB 特征 “一变多” “多变一” 实例 如：双氧水分解 如：红磷燃烧 共性 都是化学变化,都属于化学基本反应类型。 三、工业制氧气的方法——分离液态空气 依据：空气各成分的沸点不同。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化 （2）排水法能收集一瓶比较纯净的氧气 （3）制取 O2时，始终收集不到O2：可能装置漏气 （4）用排水法收集氧气时，只要导管口有气泡产生就开始收集 （5）制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 （6）分解过氧化氢制氧气时二氧化锰起催化作用 （7）加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品集中加热 （8）用向上排空气法收集氧气时，应将燃着的木条放在集气瓶口验满 【答案】（1）√（2）√（3）√（4）√（5）×（6）√（7）√（8）×（9）√（10）√（11）√ 2．如图所示四种途径都可以得到氧气。 （1）甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，　 　（填甲、乙或丙）途径更体现化学实验的绿色化追求。 （2）工业上利用丁途径大量制取氧气的过程发生　 　（填化学或物理）变化。 （3）请用文字表示丙途径制取氧气的化学反应　 　。 （4）某同学在选用氯酸钾制取氧气时，在实验室没有找到催化剂二氧化锰，于是用高锰酸钾替代也能加快氯酸钾制取氧气，于是同学认为高锰酸钾也能作为氯酸钾分解反应的催化剂，你　 　（填：“同意”或“不同意”），你的理由是　 　。 【答案】甲；物理；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；不同意；高锰酸钾的质量和化学性质发生了改变，所以高锰酸钾不是该反应的催化剂。 【解析】解：（1）在化学实验室中，甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，甲途径更体现化学实验的绿色化追求，因为过氧化氢制氧气节能、环保，故填：甲； （2）工业上利用丁途径大量制取氧气的过程中没有生成新物质，发生的属于物理变化；故填：物理； （3）丙途径的化学反应文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；故填：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气； （4）高锰酸钾不是该反应的催化剂，因为高锰酸钾分解，其质量减小，且化学性质也发生了变化，之所以能改变反应速率是因为反应生成了二氧化锰，二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂；故填：不同意；高锰酸钾的质量和化学性质发生了改变，所以高锰酸钾不是该反应的催化剂。 ►问题一 分解高锰酸钾制氧气 【典例1】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。 【变式1-1】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。 【变式1-2】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。 ►问题二 分解过氧化氢制氧气 【典例2】如图所示的装置使用实验室中常见仪器组装而成，该装置在实验室中有多种用途。关于该装置的说法中错误的是（　　） A．该装置在实验室中可以用来制取氧气 B．该装置制取氧气时，二氧化锰由分液漏斗中加入 C．该装置在实验室中可以用来将一个仪器中的气体“捕捉”到另一仪器中 D．该装置优点控制反应速率 【答案】B 【解析】解：A、该装置可以用双氧水和二氧化锰反应制取氧气，并且氧气不易溶于水，可以用排水法收集，故A正确； B、此装置制取氧气时，在锥形瓶中放入二氧化锰，在分液漏斗中应加入过氧化氢溶液，故B错误； C、该装置在实验室中可以用来将一个仪器中的气体“捕捉”到另一仪器中，如氧气，如锥形瓶中的氧气可以通过向长颈漏斗中加水，气体沿导管进入集气瓶，故C正确； D、此装置中的分液漏斗可逐滴滴加液体，进而可控制反应速率，故D正确。 故选：B。 【变式2-1】小科根据所学知识，自制一台“制氧器”，其装置如图所示。 下列有关说法错误的是（　　） A．反应仓中的液体药品可以是过氧化氢溶液 B．过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润 C．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 D．该装置可以随时调控产生氧气的速率 【答案】D 【解析】解：A.反应仓中为固液常温下制取氧气，可以为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，故反应仓中的液体药品可以是过氧化氢溶液，故A正确； B.氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润，故B正确； C.气体不易溶于水，可通过单位时间内气泡的多少判断气流的速度，则可以根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，故C正确； D.该装置不可以随时调控产生氧气的速率，故D错误； 故选：D。 ►问题三 催化剂和催化作用 【典例3】下列有关催化剂的叙述正确的是（　　） A．二氧化锰是所有反应的催化剂 B．加入二氧化锰不能使双氧水分解出来的氧气总量增加 C．催化剂能改变化学反应速率，所有反应都需要催化剂 D．要使双氧水分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则反应就不能发生 【答案】B 【解析】解：A、二氧化锰不是所有反应的催化剂，例如二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫时，催化剂是五氧化二钒，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，故选项说法正确； C、并不是所有的化学反应都需要催化剂，例如铁丝燃烧，故选项说法错误； D、不使用二氧化锰，过氧化氢也能分解生成氧气，只是分解速率较慢，故选项说法错误。 故选：B。 【变式3-1】实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（　　） A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂 B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量 D．二氧化锰能加快过氧化氢分解 【答案】D 【解析】解：A、二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂，催化剂不一定就是二氧化锰，其它的物质也可以作催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。 B、二氧化锰也可以作其它物质反应的催化剂，如氯酸钾分解制取氧气，故选项说法错误。 C、催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量，故选项说法错误。 D、用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂，二氧化锰加快过氧化氢分解的化学反应速率，故选项说法正确。 故选：D。 ►问题四 分解反应 【典例4】下列反应属于分解反应的是（　　） A．镁+氧气氧化镁 B．氢气+氧气水 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．碳酸→水+二氧化碳 【答案】D 【解析】解：A、该反应中反应物有两种，生成物只有一种，符合“多变一”的特点，属于化合反应，不属于分解反应，该选项不符合题意； B、该反应中反应物有两种，生成物只有一种，符合“多变一”的特点，属于化合反应，不属于分解反应，该选项不符合题意； C、该反应中反应物与生成物中均有两种物质，不属于分解反应，该选项不符合题意； D、该反应中反应物只有一种，生成物有两种，符合“一变多”的特点，属于分解反应，该选项符合题意， 故选：D。 【变式4-1】下列属于分解反应的是（　　） A．蒸发食盐水得食盐 B．分离液态空气得氧气 C．过氧化氢分解制取氧气 D．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳 【答案】C 【解析】解：A、蒸发食盐水得食盐，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。 B、分离液态空气得氧气，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。 C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。 D、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，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。 故选：C。 1．实验室里用排水法收集氧气，依据的氧气性质是（　　） A．无色 B．无味 C．不易溶于水 D．支持燃烧 【答案】C 【解析】解：实验室里用排水法收集氧气，依据的氧气性质是不易溶于水或难溶于水的气体。 故选：C。 2．现有下列反应： ①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ②2KClO32KCl+3O2↑ ③2NH4NO34H2O+2N2↑+O2↑ 其中适用于实验室制取氧气的是（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 【答案】A 【解析】解：①高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾和二氧化锰两种固体，同时生成氧气，适用于实验室制取氧气；②氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾固体和氧气，适用于实验室制取氧气；③硝酸铵在加热的条件下分解生成水，氮气和氧气，得到气体是氮气和氧气的混合物，不适用于实验室制取氧气。 故选：A。 3．催化剂又叫触媒。下列关于催化剂的说法正确的是（　　） A．催化剂是指只能加快化学反应速率的物质 B．化学反应如果不使用催化剂，则就不能发生 C．二氧化锰是所有反应的催化剂 D．催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变 【答案】D 【解析】解：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质称为催化剂。 A、催化剂是改变化学反应速率的物质，而不只是加快，故选项说法错误。 B、催化剂只是改变其他物质的化学反应速率，并不是不使用催化剂反应就不能发生，有很多化学反应就不需要催化剂，故选项说法错误。 C、有许多化学反应不需要催化剂就能进行，有许多反应需要的催化剂不是二氧化锰，二氧化锰也不是只做催化剂用的，也可做反应物，故选项说法错误。 D、催化剂在化学反应前后其化学性质和质量都不变，故选项说法正确。 故选：D。 4．实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作错误的是（　　） A．往试管内送入固体 B．排水法收集O2 C．铁丝在氧气中燃烧 D．验证氧气 【答案】C 【解析】解：A、取用粉末状药品，应将试管倾斜或平放，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，再将试管慢慢竖立，让药品落至试管底部，故图示操作正确； B、氧气不易溶于水，且不与水反应，可用排水法收集氧气，故图示操作正确； C、为防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶，在做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶中应事先留有少量的水或在瓶底铺一层细沙，图示集气瓶中没有水或细沙，故图示操作错误； D、氧气具有助燃性，验证氧气，应将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，说明是氧气，故图示操作正确。 故选：C。 5．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。 6．某同学制氧气时，试管炸裂了，造成试管炸裂的原因可能是（　　） A．加热时用外焰加热 B．加热前没有擦干玻璃容器外壁的水 C．试管口略微向下倾斜 D．集中加热前先给试管均匀受热 【答案】B 【解析】解：A、加热时用外焰加热，试管受热均匀，不会炸裂，故A不符合题意。 B、加热前没有擦干玻璃容器外壁的水，试管受热不均匀，试管可能炸裂，故B符合题意。 C、试管口略微向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管，试管不会炸裂，故C不符合题意。 D、集中加热前先给试管均匀受热，试管受热均匀，不会炸裂，故D不符合题意。 故选：B。 7．如图所示，下列是实验室制取气体的常用装置。请回答： （1）利用A装置制取氧气，写出反应的文字表达式 　 　。 （2）利用B装置排空气收集气体，进气口分别为a、b导管口的两种气体性质有什么不同？ 【答案】（1）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气； （2）气体的密度比空气小；气体的密度比空气大。 【解析】解：（1）由图可知，A装置的试管口有一团棉花，适用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气； （2）利用B装置排空气收集气体，从a端进入是用向下排空法收集气体，说明该气体的密度比空气小；从b端进入是用向上排空法收集气体，说明该气体的密度比空气大。 1．在实验室里制取氧气，既可以采用分解过氧化氢的方法，也可以采用分解高锰酸钾的方法，上述两种方法的共同点主要有（　　） A．采用二氧化锰均可改变其反应速率 B．反应都不需加热 C．都利用含氧物质分解来达到目的 D．两种方法所需仪器相同 【答案】C 【解析】解：A、过氧化氢制取氧气时，为加快过氧化氢分解速率，通常加入二氧化锰催化分解，而高锰酸钾在加热条件下分解制取氧气，不需要催化剂分析；故A错误； B、过氧化氢可以在常温下分解，不需要进行加热；高锰酸钾在常温下不能分解，分解高锰酸钾时必须进行加热；故B错误； C、根据质量守恒定律，化学变化前后元素的种类不变，因此都利用含氧物质分解来达到目的；故C正确； D、根据由于过氧化氢常温下可以分解，使用过氧化氢制取氧气时不需要使用酒精灯；而高锰酸钾必须在加热条件下分解，使用高锰酸钾制取氧气时必须选用酒精灯进行加热；故D错误； 故选：C。 2．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。 3．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。 4.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　） A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性 B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面 C．导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体 D．装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管 【答案】D 【解析】解：A、制取气体时，应先检验装置的气密性，然后装药品，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，故选项说法错误。 B、反应结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法错误。 C、导气管口开始产生气泡时，不能立即收集，因为刚开始排出的是空气，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故选项说法错误。 D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，故选项说法正确。 故选：D。 5．质量相等的两份氯酸钾a和b，其中一份a中加入少量的高锰酸钾，将它们同时加热，放出氧气的质量与加热时间关系的图象正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】解：加入高锰酸钾能生成二氧化锰和氧气，所以a产生的氧气多，且生成催化剂二氧化锰，可以使氯酸钾在较低的温度下迅速的放出氧气，则需要的时间短，而另一份却需要在较高的温度下才能缓慢的放出氧气，因而a反应用的时间比b短，二者均需要加热到一定温度才能分解； 则二者生成的氧气a多，b少，且图象都不是从0开始，显然只有C符合； 故选：C。 6．实验是科学探究的重要手段。如图是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题： （1）仪器①的名称 　 　。实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置中，试管口略向下倾斜的原因是 　 　。 （2）实验室里，在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。通常情况下，硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水，密度比空气的大。实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是 　 　（填序号），收集装置是 　（填序号）。 【答案】（1）长颈漏斗；防止冷凝水倒流炸裂试管； （2）B；D。 【解析】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗；试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流炸裂试管； （2）在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体，该反应是固液不加热型，发生装置选B；通常情况下，硫化氢能溶于水，密度比空气的大，故用向上排空气法收集，故选D收集。 7．如图中A～E为常见的实验装置，请根据要求填空。 （1）写出标号仪器的名称：②　 　。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，应选用的发生装置是 　（填字母）。 （3）Y形管在不同的实验中作用各不相同（如图）。 若实验室利用装置甲制备少量氧气，正确的操作是将 　 　（填“固体转移至液体”或“液体转移至固体”）。 【答案】（1）集气瓶； （2）A； （3）液体转移至固体。 【解析】解：（1）由图可知，仪器②的名称是集气瓶； （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气为固固加热型反应，则应选用的发生装置是A； （3）若实验室利用装置甲制备少量氧气，可将装置向左侧倾斜，是液体流入左侧与固体接触，使反应发生，故正确的操作是液体转移至固体。 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 $$