实验05 氧气的实验室制取与性质-2024-2025学年初中化学教材实验大盘点（沪教版2024）

沪教版上册/第二章 空气与水资源/第3节 氧气的制备 实验05 氧气的实验室制取与性质 一、氧气的实验室制取 【实验目的】 实验室制取氧气 【实验仪器】 锥形瓶、分液漏斗、双孔橡胶塞、导管、胶管、弹簧夹、水槽、集气瓶、试管、铁架台、酒精灯、单孔橡胶塞 【实验试剂】 过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾 【实验过程】 实验1：过氧化氢分解制备氧气 实验2：加热高锰酸钾制氧气 实验3：加热氯酸钾和二氧化锰的固体制氧气 实验原理 文字表达式为_________________ ，符号表达式为__________ _________ 文字表达式为____________________ ,符号表达式为________________ 文字表达式：____________________；符号表达式：__________ __________ 实验装置 实验步骤 1 检查装置的气密性：__________________________________________________________________________________________②装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液 ）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。 ③收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 收集方法 排水法：氧气__________。 若用排水法收集气体，当____________________ 时开始收集（原因是__________，会使得收集的氧气不纯）；当____________________，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。 收集方法 检验和验满 向上排空法：氧气__________。 向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时____________________ （目的是__________），验满时，将____________________，若复燃，则氧气已集满。 检验：将__________，若__________，说明是氧气。 检验和验满 验满： a. 排水法：当__________，证明已满。 向上排空气法：将__________，若__________，证明已满。 b. 二、氧气的性质 【实验目的】 探究氧气的性质 【实验仪器】 集气瓶、玻璃片、坩埚钳、火柴 【实验试剂】 木炭、硫粉、铁丝、蜡烛、水 【实验过程】 1．物理性质 三态变化 降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。（物理变化） 2．化学性质 实验名称 实验现象 文字表达式和符号表达式 注意事项 木炭在氧气中燃烧 ①__________ 碳+ 氧气二氧化碳 C + O2 CO2 夹木炭的坩埚钳应由上而下__________伸入集满氧气的集气瓶中，防止__________。 2 __________ 3 _________ 铁丝在氧气中燃烧 1 _________ 铁 + 氧气四氧化三铁 Fe + O2 Fe3O4 铁丝末端系一根火材梗的目的：__________； 铁丝弯成螺旋状的目的：__________； 木条即将燃尽再伸入集气瓶的原因：__________； 集气瓶底预先放少量水或细沙：__________。 2 __________ 3 _________ 硫在氧气中燃烧 1 _________ 硫+ 氧气 二氧化硫 S + O2 SO2 集气瓶底水的作用 ①__________； ②__________。 2 _________ ③__________ 蜡烛在氧气中燃烧 1 _________ 石蜡 + 氧气 水+二氧化碳 蜡烛在空气中燃烧要强调火焰分层 2 _________ 3 _________ 4 _________ 1．催化剂概念 在化学反应中,能__________其他物质的化学反应的__________，而本身的__________, 在反应前后都__________的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫__________ 2．催化剂特点 （1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（__________），本身的__________和__________不变。 （2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 （3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 【易错提醒】①催化剂不能改变生成物的质量；②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）；③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。 3．氧气的物理性质 色、味、态 通常情况下，是__________色__________味的气体 密度 标准状况下，密度__________空气（可用向__________排空法收集） 溶解性 氧气不易溶于水（可用__________法收集） 4．描述实验现象时不能用结论代替现象 (1)铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁（更正：生成物黑色固体） (2)硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成二氧化硫（更正：生成有刺激性气味的气体） 5. 铁丝燃烧注意事项： （1）用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。 （2）将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。 （3）把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。 （4）待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （5）由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （6）集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。 6.木炭燃烧实验注意事项： （1）木炭点燃后由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中。 （2）火焰的处理要小心谨慎，避免烧伤或引发火灾，实验结束后要确保火焰已经完全熄灭。 （3）在封闭玻璃瓶口时，要确保玻璃瓶口与氧气气体瓶之间没有空隙，以免氧气泄漏导致实验失败。 7.蜡烛燃烧实验注意事项： （1）所用氧气要用向上排空气法收集，保持气体干燥。 （2）蜡烛点燃后由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中 【典例1】下列化学现象的描述，正确的是 A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁 B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 C．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体 D．红磷在氧气中燃烧产生白雾 【典例2】下列关于MnO2的说法正确的是 A．如果不加MnO2，过氧化氢不会分解 B．只有MnO2能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加MnO2，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气质量不变 D．MnO2可以做所有化学反应的催化剂 【典例3】（一）根据如图所示实验装置图回答问题： (1)写出标号仪器的名称：① ；② 。 (2)若实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填序号，下同） ，该化学反应的文字（或符号）表达式为 ，若用D装置收集氧气其选择原因是 ；验满方法是 。 （二）过氧化氢（化学式）溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气，分液漏斗可以通过调节塞来控制液体的滴加速度。 回答下列制取氧气的问题： (3)分液漏斗中应放入的试剂药品是 ，锥形瓶中应放入的试剂药品是 。 (4)写出该方法制取氧气反应的文字（或符号）表达式为 ；要收集一瓶纯净的氧气，最好选择的收集装置 （填字母）。 1.如图是教材中的实验，下列有关说法正确的是 A．图Ⅰ实验中两个集气瓶内水的作用都是防止瓶底破裂 B．图Ⅰ实验中左瓶会产生淡蓝色火焰，右瓶会剧烈燃烧，火星四射 C．图Ⅱ实验集气瓶内会产生大量白烟，红磷熄灭后立即打开止水夹 D．图Ⅱ实验如果没有快速插入燃烧匙，会导致测量结果偏大 2.物质分别在氧气中燃烧，生成物都是白色固体的是 A．镁带和红磷 B．硫粉和红磷 C．硫粉和木炭 D．镁带和铁丝 3.下列有关实验现象的描述中不正确的是 A．木炭在氧气中燃烧发白光 B．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射生成一种黑色物质 C．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味气体 D．红磷在氧气中燃烧产生大量白雾 4.水在实验过程中有着重要作用，下列有关水的解释不正确的是 A．①吸收燃烧产生的有毒气体 B．②测量红磷燃烧时所消耗的集气瓶中氧气的体积 C．③吸收反应放出的热量和生成的气体 D．④防止燃烧时溅落的物质使集气瓶炸裂 5.下列图示与相应的文字描述完全相符合的是    A．①表示足量红磷在密闭容器中燃烧 B．②表示等质量的氯酸钾在有无催化剂情况下的加热反应 C．③表示加热一定质量的高锰酸钾 D．④表示在少量二氧化锰中加入双氧水 6.如图是硫和铁在氧气中燃烧的实验，根据实验回答下列问题。 (1)硫在氧气中燃烧的文字表达式为 。 (2)硫在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部装少量的水，水的作用是 。 (3)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式是 。 (4)铁丝在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部预留少量的水，水的作用是 。 7.如图是实验室的部分仪器或实验装置，回答有关问题。 (1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气（MnO2是该反应的 ），应选用发生装置是（填编号） ，写出其反应原理的文字表达式： ；若用排水法收集氧气，收集完毕后，应先 ，再移开酒精灯（原因是： ）。 (2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后， （填正放或倒放）在桌面上，其检验的操作方法是 。 (3)实验结束后需要洗涤仪器，仪器洗涤干净的标准 。 8．某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷放试管中并将试管放入60℃热水中，t3时打开弹簧夹，并推入过氧化氢溶液。实验装置及数据曲线如图。下列说法正确的是 A．实验过程中气球逐渐变瘪 B．t1－t2时间段时两支试管中压强相等 C．t3后，温度再次升高是因为过氧化氢分解放热 D．t4对应温度高于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 9.同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰做了如图所示实验，下列叙述正确的是 A．过氧化氢不能分解制氧气 B．图示实验的研究方法是对比实验法 C．二氧化锰能分解生成氧气 D．实验能证明二氧化锰是反应的催化剂 10.请根据图示回答问题。 (1)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式为 。 (2)H2O2溶液加入MnO2中制氧气的反应速率较快，要得到平稳的气流，发生装置最好选择 (填序号)。 (3)装置E可用作家庭制氧机上的湿化瓶。下列关于该装置说法正确的是________(填序号)。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接人吸氧气的塑料管 C．可以判断是否有氧气输出 D．可以观测氧气输出的速率 11.某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同条件下，用如图所示装置完成表中实验。(已知氯酸钾分解制氧气的反应原理为：氯酸钾氯化钾+氧气)      编号 氯酸钾 质量/g 催化剂 催化剂 质量/g 收集50mL氧气所需时间 实验1 5 － － 171 实验2 5 二氧化锰 0.5 49 实验3 5 氧化铁 x 58 实验4 5 氯化钾 0.5 154 (1)设置实验1的目的是 。 (2)表中x= ，所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。 (3)由实验1和实验4可知，氯化钾 (填“有”或“无”)催化作用。 (4)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内 。 12.实验室常用的几种仪器如图所示 (1)写出图中仪器名称B： ；C： 。 (2)实验室加热高锰酸钾制氧气，写出文字表达式 ，进行实验时，试管口要放一团蓬松的棉花，目的是 。加热时试管口要略向下倾斜，是为了防止 。 (3)用氯酸钾和二氧化锰混合制氧气，其中二氧化锰的作用是 ，二氧化锰在反应前后的固体混合物中的质量分数将 (填“变大”、“变小”或“不变”)，若要收集一瓶氧气来验证蜡烛燃烧的产物，收集装置可选仪器 (仪器填编号)进行组合。 (4)若直接用30%的溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列发生装置能达到最佳效果的是 。 (5)实验室常用BK来组装发生装置，用来制取硫化氢气体，该发生装置的优点是 ；硫化氢具有浓烈的刺激性气味，密度比二氧化碳大，极易溶于水，实验室常用如图装置甲收集硫化氢气体，气体应从 (填“a”或“b”)通入，常在装置甲后再连接装置乙，装置乙的作用为 、 。 13.实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验。 (1)实验一：硫在氧气中燃烧的文字表达式是 。 (2)实验二：铁丝在氧气中剧烈燃烧，该反应的文字表达式为 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧，说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。 (3)实验三：木炭在氧气中燃烧后，验证产物的方法是 。 (4)实验四：数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析，相较于传统实验，可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化，更利于后期的数据分析。下图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图，请你根据所学知识进行分析： ①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大，其原因是 ； ②根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的 ； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 沪教版上册/第二章 空气与水资源/第3节 氧气的制备 实验05 氧气的实验室制取与性质 一、氧气的实验室制取 【实验目的】 实验室制取氧气 【实验仪器】 锥形瓶、分液漏斗、双孔橡胶塞、导管、胶管、弹簧夹、水槽、集气瓶、试管、铁架台、酒精灯、单孔橡胶塞 【实验试剂】 过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾 【实验过程】 实验1：过氧化氢分解制备氧气 实验2：加热高锰酸钾制氧气 实验3：加热氯酸钾和二氧化锰的固体制氧气 实验原理 文字表达式为过氧化氢水+氧气 ，符号表达式为H2O2 2H2O+O2 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ,符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气；符号表达式：KClO3 KCl + O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。 ②装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液 ）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。 ③收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 收集方法 排水法：氧气不易溶于水。 若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。 收集方法 检验和验满 向上排空法：氧气密度比空气大。 向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。 检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。 检验和验满 验满： a. 排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已满。 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 b. 二、氧气的性质 【实验目的】 探究氧气的性质 【实验仪器】 集气瓶、玻璃片、坩埚钳、火柴 【实验试剂】 木炭、硫粉、铁丝、蜡烛、水 【实验过程】 1．物理性质 三态变化 降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。（物理变化） 2．化学性质 实验名称 实验现象 文字表达式和符号表达式 注意事项 木炭在氧气中燃烧 ①发出白光 碳+ 氧气二氧化碳 C + O2 CO2 夹木炭的坩埚钳应由上而下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，防止瓶内氧气受热逸出。 ②放热 ③澄清石灰水变浑浊 铁丝在氧气中燃烧 ①剧烈燃烧火星四射 铁 + 氧气四氧化三铁 Fe + O2 Fe3O4 铁丝末端系一根火材梗的目的：引燃铁丝； 铁丝弯成螺旋状的目的：增大铁丝的受热面积； 木条即将燃尽再伸入集气瓶的原因：防止木条燃烧消耗集气瓶内氧气，而不利于铁丝燃烧； 集气瓶底预先放少量水或细沙：防止生成的高温熔化物溅落，使集气瓶炸裂。 ②放热 ③生成黑色固体 硫在氧气中燃烧 ①产生蓝紫色火焰 硫+ 氧气 二氧化硫 S + O2 SO2 集气瓶底水的作用 ①防止灼热生成物掉落使集气瓶炸裂； ②吸收生成的有害气体，防止其污染空气。 ②放热 ③有刺激性气味的气体产生 蜡烛在氧气中燃烧 ①发出白光 石蜡 + 氧气 水+二氧化碳 蜡烛在空气中燃烧要强调火焰分层 ②放热 ③干冷烧杯内壁有水珠生成 ④澄清石灰水变浑浊 1．催化剂概念 在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 2．催化剂特点 （1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（加快或减慢），本身的质量和化学性质不变。 （2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 （3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 【易错提醒】①催化剂不能改变生成物的质量；②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）；③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。 3．氧气的物理性质 色、味、态 通常情况下，是无色无味的气体 密度 标准状况下，密度略大于空气（可用向上排空法收集） 溶解性 氧气不易溶于水（可用排水法收集） 4．描述实验现象时不能用结论代替现象 (1)铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁（更正：生成物黑色固体） (2)硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成二氧化硫（更正：生成有刺激性气味的气体） 5. 铁丝燃烧注意事项： （1）用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。 （2）将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。 （3）把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。 （4）待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （5）由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 （6）集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。 6.木炭燃烧实验注意事项： （1）木炭点燃后由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中。 （2）火焰的处理要小心谨慎，避免烧伤或引发火灾，实验结束后要确保火焰已经完全熄灭。 （3）在封闭玻璃瓶口时，要确保玻璃瓶口与氧气气体瓶之间没有空隙，以免氧气泄漏导致实验失败。 7.蜡烛燃烧实验注意事项： （1）所用氧气要用向上排空气法收集，保持气体干燥。 （2）蜡烛点燃后由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中 【典例1】下列化学现象的描述，正确的是 A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁 B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰 C．镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体 D．红磷在氧气中燃烧产生白雾 【答案】C 【解析】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误； B、硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法错误； C、镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成一种白色固体，故选项说法正确； D、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。 故选C。 【典例2】下列关于MnO2的说法正确的是 A．如果不加MnO2，过氧化氢不会分解 B．只有MnO2能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加MnO2，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气质量不变 D．MnO2可以做所有化学反应的催化剂 【答案】C 【解析】A、MnO2能加速过氧化氢分解，不加MnO2的情况下，过氧化氢也会分解，A选项错误； B、MnO2能做过氧化氢分解的催化剂，某些其它物质（如CuO）也能做过氧化氢分解的催化剂，B选项错误； C、MnO2能加速过氧化氢分解，如果不加MnO2，过氧化氢分解的速率很慢，但最终产生的氧气质量只与参与反应的过氧化氢的质量有关，有无催化剂情况下都不变，C选项正确； D、催化剂只能对特定反应起作用，MnO2不可以做所有化学反应的催化剂，D选项错误。 故选：C。 【典例3】（一）根据如图所示实验装置图回答问题： (1)写出标号仪器的名称：① ；② 。 (2)若实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填序号，下同） ，该化学反应的文字（或符号）表达式为 ，若用D装置收集氧气其选择原因是 ；验满方法是 。 （二）过氧化氢（化学式）溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气，分液漏斗可以通过调节塞来控制液体的滴加速度。 回答下列制取氧气的问题： (3)分液漏斗中应放入的试剂药品是 ，锥形瓶中应放入的试剂药品是 。 (4)写出该方法制取氧气反应的文字（或符号）表达式为 ；要收集一瓶纯净的氧气，最好选择的收集装置 （填字母）。 【答案】(1) 试管 长颈漏斗 (2) A / 氧气的密度比空气略大 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满 (3) 过氧化氢溶液 二氧化锰 (4) / D 【解析】（1）标号仪器①的名称是试管：标号仪器②的名称是长颈漏斗； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，其原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选用固体加热型发生装置，即装置A； 该化学反应的文字表达式为，或符号表达式为； 若用D装置通过向上排空气法收集氧气的原因是氧气的密度比空气略大； 氧气的验满方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满； （3）过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气，则分液漏斗中应放入的试剂药品是过氧化氢溶液，锥形瓶中应放入的试剂药品是二氧化锰； （4）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为，或符号表达式为； 氧气的密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中用排水法能收集到较纯净的氧气，故最好选择的收集装置是D。 1.如图是教材中的实验，下列有关说法正确的是 A．图Ⅰ实验中两个集气瓶内水的作用都是防止瓶底破裂 B．图Ⅰ实验中左瓶会产生淡蓝色火焰，右瓶会剧烈燃烧，火星四射 C．图Ⅱ实验集气瓶内会产生大量白烟，红磷熄灭后立即打开止水夹 D．图Ⅱ实验如果没有快速插入燃烧匙，会导致测量结果偏大 【答案】D 【解析】A、图I实验中两个集气瓶内水的作用不同，左瓶中的水是吸收二氧化硫，防止污染空气，右瓶中的水是防止生成的高温熔融物溅落，使瓶底破裂，故选项说法错误； B、图Ⅰ实验中左瓶硫在氧气中燃烧会产生明亮的蓝紫色火焰，右瓶中铁丝在氧气中会剧烈燃烧，火星四射，故选项说法错误； C、图Ⅱ红磷在空气中燃烧，集气瓶内会产生大量白烟，红磷熄灭后立即打开止水夹，剩余气体受热膨胀，水倒流入集气瓶的体积不足五分之一，会导致实验结果偏小，应带装置冷却至室温后再打开止水夹，故选项说法错误； D、图Ⅱ实验如果没有快速插入燃烧匙，集气瓶内的空气受热膨胀逸出，会导致测量结果偏大，故选项说法正确； 故选：D。 2.物质分别在氧气中燃烧，生成物都是白色固体的是 A．镁带和红磷 B．硫粉和红磷 C．硫粉和木炭 D．镁带和铁丝 【答案】A 【解析】A、镁带在氧气中燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，生成白色固体；红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，可观察到生成白色固体，符合题意； B、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生一种具有刺激性气味的气体；红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，放出大量的热，生成一种白色固体，不符合题意； C、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生一种具有刺激性气味的气体；木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不符合题意； D、镁带在氧气中燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，生成白色固体；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，不符合题意； 故选：A。 3.下列有关实验现象的描述中不正确的是 A．木炭在氧气中燃烧发白光 B．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射生成一种黑色物质 C．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味气体 D．红磷在氧气中燃烧产生大量白雾 【答案】D 【解析】A、木炭在氧气中燃烧发白光，选项正确； B、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色物质，选项正确； C、硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味气体，选项正确； D、红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，选项错误，故选D。 4.水在实验过程中有着重要作用，下列有关水的解释不正确的是 A．①吸收燃烧产生的有毒气体 B．②测量红磷燃烧时所消耗的集气瓶中氧气的体积 C．③吸收反应放出的热量和生成的气体 D．④防止燃烧时溅落的物质使集气瓶炸裂 【答案】A 【解析】A、①中集气瓶中的水的主要作用是有利于容器内温度的降低，节约了实验的时间，同时能吸收生成的五氧化二磷固体，防止污染空气，故选项说法错误； B、②中测定空气中氧气的体积分数时，红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，通过烧杯中水的体积变化，可测量红磷燃烧时所消耗集气瓶中的氧气体积，故选项说法正确； C、③中硫在氧气中燃烧时生成污染空气的二氧化硫，水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气，同时能吸收反应放出的热量，故选项说法正确； D、④中铁丝在氧气中燃烧实验中，预先在集气瓶里装少量水，水的作用是防止生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶，故选项说法正确。 故选A。 5.下列图示与相应的文字描述完全相符合的是    A．①表示足量红磷在密闭容器中燃烧 B．②表示等质量的氯酸钾在有无催化剂情况下的加热反应 C．③表示加热一定质量的高锰酸钾 D．④表示在少量二氧化锰中加入双氧水 【答案】C 【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，放热导致压强增大，完全反应后氧气消耗，温度降低，压强减小至小于原来压强，该选项对应关系不正确； B、等质量的氯酸钾制取氧气，催化剂只能影响反应速率，不影响产生氧气的质量，有催化剂的反应速率快，至完全反应所需时间短，但是最终生成气体的质量是相等的，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，随着反应进行，固体质量减小，锰元素质量不变，因此固体中锰元素质量分数增大，完全反应后锰元素质量分数不再变化，该选项对应关系正确； D、双氧水会在二氧化锰的催化下生成氧气和水，氧气的质量一开始应为0g，该选项对应关系不正确。 故选C。 6.如图是硫和铁在氧气中燃烧的实验，根据实验回答下列问题。 (1)硫在氧气中燃烧的文字表达式为 。 (2)硫在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部装少量的水，水的作用是 。 (3)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式是 。 (4)铁丝在氧气中燃烧实验中，集气瓶底部预留少量的水，水的作用是 。 【答案】(1)硫+氧气二氧化硫 (2)吸收二氧化硫，防止污染空气 (3)铁+氧气四氧化三铁 (4)防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底 【解析】（1）硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，反应的表达式为硫+氧气二氧化硫，故填：硫+氧气二氧化硫； （2）二氧化硫有毒，直接排放会污染空气，因此硫在氧气中燃烧的实验中水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气；故填：吸收二氧化硫，防止污染空气； （3）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的表达式为铁+氧气四氧化三铁，故填：铁+氧气四氧化三铁； （4）玻璃是热的不良导体，受热不均会发生炸裂，所以用收集好的氧气做铁丝燃烧实验时，在集气瓶底部预留少量的水，其作用是防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底，故填：防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底。 7.如图是实验室的部分仪器或实验装置，回答有关问题。 (1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气（MnO2是该反应的 ），应选用发生装置是（填编号） ，写出其反应原理的文字表达式： ；若用排水法收集氧气，收集完毕后，应先 ，再移开酒精灯（原因是： ）。 (2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后， （填正放或倒放）在桌面上，其检验的操作方法是 。 (3)实验结束后需要洗涤仪器，仪器洗涤干净的标准 。 【答案】(1) 催化剂 A 移出导管 防止水槽内的水倒流入试管，使试管炸裂 (2) 正放 将带火星的小木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气 (3)内壁附着的水既不成股流下，也不聚成水滴 【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热生成氯化钾和氧气： MnO2是该反应的催化剂； 反应为固体，反应条件需要加热，则选用发生装置为固体加热型，即选择装置A； 其反应原理的文字表达式为； 若用排水法收集氧气，收集完毕后，应先移出导管，再移开酒精灯；原因是防止水槽内的水倒流进入试管，使试管炸裂； （2）氧气的密度比空气略大，则装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后，应正放在桌面上； （3）玻璃仪器洗净的标志是内壁附着的水既不成股流下，也不聚成水滴。 8．某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷放试管中并将试管放入60℃热水中，t3时打开弹簧夹，并推入过氧化氢溶液。实验装置及数据曲线如图。下列说法正确的是 A．实验过程中气球逐渐变瘪 B．t1－t2时间段时两支试管中压强相等 C．t3后，温度再次升高是因为过氧化氢分解放热 D．t4对应温度高于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 【答案】D 【解析】A、该实验中，白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故气球变瘪，故气球先变大后变瘪，不符合题意； B、由图可知，t1-t2时间段时，温度升高，白磷不断燃烧放热，左边试管压强不断增加，此时还未打开弹簧夹，右侧试管压强不变，两支试管中压强不相等，不符合题意； C、t3后，温度再次升高是因为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气，白磷在氧气中燃烧更剧烈，放出的热量更多，不符合题意； D、t3前，白磷在空气中燃烧，t3后，通入氧气，白磷在氧气中燃烧，t4对应温度高于t2，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，符合题意。 故选D。 9.同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰做了如图所示实验，下列叙述正确的是 A．过氧化氢不能分解制氧气 B．图示实验的研究方法是对比实验法 C．二氧化锰能分解生成氧气 D．实验能证明二氧化锰是反应的催化剂 【答案】B 【解析】A、过氧化氢能分解制氧气，只不过不使用二氧化锰，过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少，不能使带火星的木条复燃，不符合题意； B、把带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃，向试管中加入少量的二氧化锰，再把带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，此实验方法是对比实验，符合题意； C、由于过氧化氢能分解出氧气，因此该实验不能证明二氧化锰能分解生成氧气，不符合题意； D、催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变，此实验只能说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，不能证明二氧化锰的质量和化学性质在反应前后不变，不符合题意； 故选B。 10.请根据图示回答问题。 (1)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式为 。 (2)H2O2溶液加入MnO2中制氧气的反应速率较快，要得到平稳的气流，发生装置最好选择 (填序号)。 (3)装置E可用作家庭制氧机上的湿化瓶。下列关于该装置说法正确的是________(填序号)。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接人吸氧气的塑料管 C．可以判断是否有氧气输出 D．可以观测氧气输出的速率 【答案】(1) (2)C (3)BCD 【解析】（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的原理是氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为； （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B、C、D，由于二氧化锰是固体粉末，放在多孔塑料板上会漏下去，所以不选择装置D，其中装置C可以通过分液漏斗的活塞控制液体药品的滴加速度，从而控制反应的速率，故要得到平稳的气流，发生装置最好选择装置C； （3）A、装置E可用作家庭制氧机上的湿化瓶，则氧气应从a口通入，在水中湿润后从b口排出进入人体，则a导管连接制氧机，说法错误，不符合题意； B、装置E可用作家庭制氧机上的湿化瓶，则氧气应从a口通入，在水中湿润后从b口排出进入人体，因此b导管连接人吸氧气的塑料管，说法正确，符合题意； C、根据水中是否有气泡冒出，可以判断是否有氧气输出，说法正确，符合题意； D、根据水中冒出气泡的速度，可以观测氧气输出的速率，说法正确，符合题意。 故选：BCD。 11.某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同条件下，用如图所示装置完成表中实验。(已知氯酸钾分解制氧气的反应原理为：氯酸钾氯化钾+氧气)      编号 氯酸钾 质量/g 催化剂 催化剂 质量/g 收集50mL氧气所需时间 实验1 5 － － 171 实验2 5 二氧化锰 0.5 49 实验3 5 氧化铁 x 58 实验4 5 氯化钾 0.5 154 (1)设置实验1的目的是 。 (2)表中x= ，所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。 (3)由实验1和实验4可知，氯化钾 (填“有”或“无”)催化作用。 (4)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内 。 【答案】(1)作为空白实验，与加入催化剂的实验形成对比 (2) 0.5 二氧化锰/MnO2 (3)有 (4)产生氧气的体积 【解析】（1）为了对比催化剂对反应速率的影响，需要增加空白实验形成对比，所以设置实验1的目的是：作为空白实验，与加入催化剂的实验形成对比。 （2）实验设计为对照实验，除实验变量外的条件应保持一致，催化剂已经不同，则催化剂质量必须相同，所以表中x=0.5。 根据实验数据可以看出，其它条件相同时，加入二氧化锰的过氧化氢溶液收集等体积气体的时间最短，所以其催化效果最好。 （3）对比实验1和实验4，加入氯化钾后反应时间比较短，说明氯化钾有催化作用。 （4）氯酸钾分解速率越快，产生氧气的速率越快，要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL氧气所需时间外，还可以测量相同时间内收集氧气的体积。 12.实验室常用的几种仪器如图所示 (1)写出图中仪器名称B： ；C： 。 (2)实验室加热高锰酸钾制氧气，写出文字表达式 ，进行实验时，试管口要放一团蓬松的棉花，目的是 。加热时试管口要略向下倾斜，是为了防止 。 (3)用氯酸钾和二氧化锰混合制氧气，其中二氧化锰的作用是 ，二氧化锰在反应前后的固体混合物中的质量分数将 (填“变大”、“变小”或“不变”)，若要收集一瓶氧气来验证蜡烛燃烧的产物，收集装置可选仪器 (仪器填编号)进行组合。 (4)若直接用30%的溶液制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列发生装置能达到最佳效果的是 。 (5)实验室常用BK来组装发生装置，用来制取硫化氢气体，该发生装置的优点是 ；硫化氢具有浓烈的刺激性气味，密度比二氧化碳大，极易溶于水，实验室常用如图装置甲收集硫化氢气体，气体应从 (填“a”或“b”)通入，常在装置甲后再连接装置乙，装置乙的作用为 、 。 【答案】(1) 锥形瓶 水槽 (2) 防止粉末状物质进入导管 冷凝水回流，炸裂试管 (3) 催化 变大 EH (4)装置三 (5) 可以控制反应速率 a 防止倒吸 吸收硫化氢 【解析】（1）由图可知，仪器B的名称是锥形瓶，仪器C的名称是水槽，故填：锥形瓶；水槽； （2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为；进行实验时，试管口要放一团蓬松的棉花，目的是防止粉末状物质进入导管；加热时试管口要略向下倾斜，是为了防止冷凝水回流，炸裂试管，故填：；防止粉末状物质进入导管；冷凝水回流，炸裂试管； （3）氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，其中二氧化锰的作用是催化； 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解生成氯化钾和氧气，故反应后固体质量变少，二氧化锰是催化剂，反应前后其质量不变，所以二氧化锰在反应前后的固体混合物中的质量分数将变大； 蜡烛燃烧的产物是水和二氧化碳，要收集一瓶氧气来验证蜡烛燃烧的产物，为避免混入水蒸气，应用向上排空气法收集，应选装置EH。 故填：催化；变大；EH； （4）获得平稳的气流，需要控制反应速率， 30%的H2O2溶液浓度过大，可以稀释溶液，即控制加入过氧化氢溶液的量，控制反应物浓度，从而控制反应速率，所以可以将30%的H2O2溶液慢慢滴加入水中，控制反应物加入的量，因此选择使用分液漏斗，将30%的H2O2溶液缓慢加入水中，这样起到控制反应速率的目的，从而获得平稳的气流，故填：装置三； （5）实验室常用BK来组装发生装置，通过针筒可以控制液体流速，故主要优点是可以控制反应速率；硫化氢密度比空气大，先集中在下部，所以从装置甲的a端通入；硫化氢具有浓烈的刺激性气味，密度比二氧化碳大，极易溶于水，常在装置甲后再连接装置乙，装置乙的作用为防止倒吸和和吸收硫化氢，故填：可以控制反应速率；a；防止倒吸；吸收硫化氢； 13.实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验。 (1)实验一：硫在氧气中燃烧的文字表达式是 。 (2)实验二：铁丝在氧气中剧烈燃烧，该反应的文字表达式为 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧，说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。 (3)实验三：木炭在氧气中燃烧后，验证产物的方法是 。 (4)实验四：数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析，相较于传统实验，可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化，更利于后期的数据分析。下图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图，请你根据所学知识进行分析： ①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大，其原因是 ； ②根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的 ； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是 。 【答案】(1)硫+氧气二氧化硫 (2) 铁+氧气 四氧化三铁 氧气的浓度 (3)将适量的澄清石灰水倒入瓶中，振荡，观察澄清灰石水是否变浑浊，若变浑浊，则生成了二氧化碳 (4) 红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀 20%/ 打开弹簧夹 【解析】（1）硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，反应的文字表达式是：硫+氧气二氧化硫； （2）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式是：铁+氧气 四氧化三铁；氧气和空气的不同之处是氧气的浓度不同，铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧，说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关； （3）二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，常用澄清石灰水检验二氧化碳；木炭在氧气中燃烧后，验证产物的方法是将适量的澄清石灰水倒入瓶中，振荡，观察澄清灰石水是否变浑浊，若变浑浊，则生成了二氧化碳； （4）①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大，其原因是红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀； ②磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，使容器内压强减小，根据图示可知，反应前装置内气压为100kp，反应后装置内气压为80kp，消耗的氧气气压减少了100kp-80kp=20kp，装置内压强减小的比例就是消耗氧气的含量，根据t2时刻的气压值，可以计算得出氧气约占空气体积的20%或（或）； ③t3时刻气压上升约至原压强，对应的操作是打开弹簧夹，在大气压作用下，烧杯中水进入瓶中，气体体积变小，气压增大至原压强。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$