2.3 制取氧气讲义-2024-2025学年九年级化学上册人教版（2024）

►第二单元　空气和氧气 2.3 制取氧气 内容索引·常考题型 内容 常考题型 重点01 实验室制取氧气的方法和装置 选择题、实验题 重点02 催化剂的概念和性质 选择题 重点03 分解反应 选择题、填空题 难点01 有关催化剂的探究 实验探究题 易错点 制取氧气的操作步骤及注意事项 选择题、实验题 ■重点01 实验室制取氧气的方法和装置 攻克重点 1、方法：分解过氧化氢、加热高锰酸钾 2、原理：过氧化氢 水+氧气； 高锰酸钾→加热锰酸钾+二氧化锰+氧气 3、制取装置： 氧气的制取装置，主要是指氧气的实验室制取装置，它包括发生装置和收集装置两部分。其中，发生装置又分为“固体加热型”和“固液常温型”两种装置；收集装置分为“排水法”和“向上排空气法”两种装置．具体如图所示： （1）发生装置的选择：用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选固液常温型装置；用加热高锰酸钾制取氧气，应选择固体加热型装置。 （2）收集装置的选择：氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集；氧气不易溶于水，还可用排水法收集； 4、实验步骤（以加热高锰酸钾并用排水法收集为例）： （1）连接装置检查装置的气密性； （2）装入药品 （3）固定装置 （4）点燃酒精灯，加热药品 （5）收集气体 （6）将导管撤离水槽 （7）熄灭酒精灯。 （查、装、定、点、收、离、熄） 5、用高锰酸钾制氧气时的注意事项： a. 试管口微向下倾斜（防止药品装预存的水倒流入试管中使试管炸裂）； b. 试管口塞一团棉花 （防止高锰酸钾进入导管使导管堵塞）； c. 如用排水法收集气体，需要等导管口气泡均匀平稳冒出时再收集（防止收集的氧气不纯）； e. 用排水法收集气体，制取完毕，要先将导管从水槽取出，再熄灭酒精灯（防止因装置温度降低而产生倒吸现象，致试管炸裂）。 6、氧气的检验和验满： （1）氧气的检验：把一根带火星的木条，放入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体是氧气； （2）验满方法： a. 用向上排空气法收集时把一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，证明集气瓶内已收集满氧气； b. 用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时证明已收集满。 【典例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． 【典例2】 （2024春•鼎城区期中）下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 【典例3】 （2024•湖北三模）如图是实验室常用气体制备装置，据图回答下列问题。 （1）实验室里，用加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置为 　 　（填字母序号，下同），反应的文字表达式为 　 　。 （2）实验室制取气体选择收集装置时，应考虑气体的性质。如氢气密度比空气小，所以可选择装置 　 　来收集；同时，也还要考虑方便实验，如做细铁丝在氧气中燃烧实验时，用C装置收集氧气更好，可在瓶中剩少量的水，防止熔融的生成物 　 　。 方法技巧 实验室制取气体的思路可以简单概括为：第一，需要探究气体实验室制法的化学反应原理，就是要探究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品，通过什么反应来制取这种气体；第二，需要探究制取这种气体所应采用的实验装置，就是探究推断用该反应原理制取气体时，仪器是否能够找到、是否容易连接或装配，装置是否科学合理等等。第三，需要探究如何验证制得的气体就是所要制的气体，就是探究所要制的气体的检验方法是什么，以便及时检验该气体是否是所要制的气体，避免做无用功或浪费时间、药品、能源等。 ■重点02 催化剂的概念和性质 攻克重点 催化剂的特点概括起来说有三个： 1．“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率，而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。 【典例1】 （2024春•龙口市期中）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2】 （2024春•周村区期中）有关催化剂的说法不正确的是（　　） A．不加催化剂过氧化氢溶液也能分解产生氧气 B．有的催化剂是加快化学反应速率，有的是减慢反应速率 C．催化剂在化学反应前后其质量和性质都不变 D．用过氧化氢制氧气的反应中可用二氧化锰作催化剂 【典例3】（2024春•青秀区校级月考）下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．没有催化剂反应不能发生 B．二氧化锰是所有反应的催化剂 C．一个化学反应只能有一种催化剂 D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量 方法技巧 1、催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢 2、催化剂改变的只是化学反应速率，不能改变生成物的量。 ■重点03 分解反应 攻克重点 1、概念：是指由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应．它是四大基本反应类型之一； 2、表达式：AB→A+B． 3、特点：一种物质生成多种物质，可以简记为：“一变多”． 【典例1】（2024春•明水县校级期中）以下属于分解反应的是（　　） A．Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O B．2Cu+O22CuO C．3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ D．2H2O2H2↑+O2↑ 【典例2】（2024春•张店区期中）下列既不属于化合反应也不属于分解反应，而属于氧化反应的是（　　） A．CaCO3CaO+CO2↑ B．C+O2CO2 C．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ D．CH4+2O2CO2+2H2O 方法技巧 首先，要理解和熟记分解反应及其应用，以及与之相关的知识．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．同时，还要注意以下几点： 1．在判定分解反应时，一定要抓住它的特点，结合它的概念和通式来细心地判定． 2．在判别它与其它反应类型时，除了关注它本身的特点外，还要兼顾其它反应类型的特点． ■难点01 有关催化剂的探究 突破难点 判断一种物质是否是某反应的催化剂，主要探究它是否具备催化剂的特点，即 是否具备“一变，两不变”的特点：即能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变。 【典例1】（2024•什邡市模拟）化学探究小组对“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”及“有没有其它物质在此反应中有没有相同作用”产生了兴趣。 【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，其催化效果是否比二氧化锰好呢？ 【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、干燥后送到化学研究所测定。 所得固体质量为ag，成分为氧化铁。 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】 （3）实验设计Ⅳ的目的是 　 　。 （4）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 　 　。 【实验拓展】 （5）查阅资料得知，CuO、硫酸铜、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．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂只能加快化学反应的速率 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【典例2】（2024春•烟台期中）某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是 　 　（填字母）。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【任务二】探究催化剂：查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （2）填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生， 称得氧化铜的质量为_________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 （3）步骤⑦的目的 　 　。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 （4）对比分析图2中的 　 　点（填字母），可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （5）请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因 　 　。 【典例3】（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？ 方法技巧 解答这类题目时，首先，要理解和熟记催化剂的特点和催化作用程等，以及其中涉及到的“影响化学反应速率的因素探究”、“实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素”等方面的知识；然后，根据所给的实验、问题情景或图示信息等，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。 ■易错点 制取氧气的步骤及注意事项 直击易错点 1．采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；）→加（加入固体药品；）→倒（倒入液体药品，要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省）→收集； 2．采用加热高锰酸钾分解制取氧气时，操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；）→装（向试管里装入固体药品；要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。 【典例1】（2024•南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（　　） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 【典例2】（2024•常州）下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是（　　） A．取用药品 B．加热药品 C．收集氧气 D．氧气验满 【典例3】（2024春•齐河县期末）做实验一定要注意先后顺序，如果先后顺序错误，可能会导致实验失败，甚至产生严重后果。下列有关用高锰酸钾制取氧气的实验中，先后顺序正确的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手紧握试管的外壁，再将导管伸入水中 B．实验完毕，先熄灭酒精灯，再把导管移出水面 C．先将高锰酸钾装入试管，再检查装置的气密性 D．加热时先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热 方法技巧 解答这类题目时，首先，要熟记制取氧气的实验步骤、装置示意图及其中仪器的名称、注意事项等等．然后，根据所给的实验、问题情景信息，或者是图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择、填写或评价制取氧气的实验步骤，或者画出、选配、评价装置示意图（或部分装置的示意图），等等． 另外，有时根据制取氧气的装置示意图或实验步骤来推断制取氧气的反应原理、回答常见仪器的名称和有关操作的理论依据（即有关操作的原因），或者改良某一装置示意图等；有时还会根据制取氧气的过程中发生的意外情况来推断氧气的有关性质、实验注意事项及改进方案等． ►第二单元 空气和氧气 2.3 制取氧气 一．选择题（共15小题） 1．（2024春•西乡塘区校级月考）加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集，实验中一般不需要使用的仪器是（　　） A．试管 B．水槽 C．集气瓶 D．分液漏斗 2．（2024•韶关一模）用双氧水制取氧气的装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．加入的双氧水应浸没分液漏斗下端 B．装置Ⅰ可以控制反应的发生和停止 C．装置Ⅱ中气体的收集方法是向下排空气法 D．在装置Ⅰ、Ⅱ中加装有浓硫酸的多功能瓶可收集干燥的氧气 3．（2024春•东营区校级期中）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 4．（2024春•东营区校级月考）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 5．（2024•仪征市三模）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是（　　） A．用图甲所示的装置检查气密性 B．用图乙所示的装置制备氧气 C．用图丙所示的装置收集氧气 D．用图丁所示的装置对氧气验满 6．（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 7．（2024•榆次区二模）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（　　） A．铁夹应夹在试管底部 B．加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动 C．实验结束时应先熄灭酒精灯 D．实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上 8．（2024春•东营区校级期中）下列关于实验室制取氧气的叙述正确的是（　　） A．收集较纯净的氧气时，用排水法收集，导管口刚冒气泡时，立即开始收集 B．氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气 C．若用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶内部，木条复燃，证明氧气已经集满 D．实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 9．（2024•武都区一模）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 10．（2024•庐江县三模）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　） A．制取氧气 B．排水法收集氧气 C．检验氧气 D．硫在氧气中燃烧 11．（2024•越秀区三模）某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　） A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 B．对比图1、2可知，图1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率 D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 12．（2024•武威三模）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． 13．（2024•任城区校级模拟）下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．催化剂只能加快化学反应速率 B．催化剂在反应后质量和性质不变 C．一个反应可以有多种催化剂 D．所有的化学反应都需要催化剂 14．（2024•遵义开学）某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定生成氧气的体积。装置气密性良好，图中的锥形瓶内盛有质量为m的过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（用来吸收水分，对气体干燥）。下列说法正确的是（　　） A．将装置I分别与装置II、IⅡ、IV、V连接，均能达到实验目的 B．实验时应先装药品再检查装置气密性 C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a导管口处验满 D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大 15．（2024•安平县校级开学）从安全、保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（　　） A．通电使水电解：水 氢气+氧气 B．过氧化氢催化分解：过氧化氢 水+氧气 C．高锰酸钾加热分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 D．氧化汞加热分解；氧化汞 汞+氧气 二．实验题（共3小题） 16．（2024春•南岗区校级月考）实验室现有高锰酸钾、过氧化氢溶液、火柴、药匙、棉花、坩埚钳等用品和以下仪器： （1）若利用上述药品和部分仪器制取氧气，还需要补充一种仪器 　 　（填名称），该仪器的一般性用途为用于 　 　，一般常用于过滤、加热等实验操作。发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）制取氧气时，确认装置不漏气后，拔开橡胶塞，①在试管中装入少量高锰酸钾，②并在试管口放一团棉花，用带有导管的橡胶塞塞紧管口。①在②　 　（选填“之前”或“之后”）相对合理。 （3）用排水法收集氧气，气体能从水中导管口逸出的原因是：由于试管内 　 　，且 　 　，使试管内压强 　 　，在压强差的作用下，气体逸出。 17．（2024春•鸡西月考）如图是实验室常用的实验仪器与装置。依据题目要求回答下列问题： （1）写出下列仪器名称：②　 　。 （2）用装置A与E连接制取并收集氧气，当观察到装置E中导管口 　 　时才开始收集，目的是 　 　，装置A中反应的化学方程式为 　 　。 （3）若用B装置制氧气，所选的药品是 　 　，化学方程式为 　 　。若把装置B中的长颈漏斗换成注射器，与装置B相比其明显的优点是 　 　。 （4）用F收集氧气，气体应从管口 　 　（填“a”或“b”）进入。 18．（2024春•二道区校级月考）如图是实验室制取气体的部分实验装置。 （1）仪器名称：①　 　；②　 　。 （2）实验室用A装置制氧气，发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）对比装置B和C，B中使用分液漏斗的优点是 　 　。 （4）D装置收集氧气的适宜时刻是 　 　。 （5）E装置装满水收集氢气，气体从 　 　（填“a”或“b”）管进入。 三．科学探究题（共1小题） 19．（2023秋•宾阳县期末）学习了MnO2（二氧化锰）对过氧化氢有催化作用的知识后，小会同学想：CuO（氧化铜）能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了如下探究。 【作出猜想】 猜想Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； 猜想Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变； 猜想Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质 　 　。 【进行实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图实验： （1）填写如表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 产生大量气泡，带火星的木条复燃 _________ 溶液中有气泡产生，　 　。 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立。 （2）步骤①的目的是和步骤 　 　（填序号）作对比，检验加入CuO前后过氧化氢分解的速率有无变化。 （3）步骤⑦是利用过滤、烘干、称量后的固体重复实验，目的是 　 　。 （4）写出过氧化氢能被CuO催化分解的文字表达式 　 　。 【拓展】小会同学还想验证CuO和MnO2哪种物质对过氧化氢的催化效果更好，为此，小会设计了以下实验，步骤为： a：称量相同质量的粉末状的CuO和MnO2 b：量取相同体积相同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中 c：将CuO和MnO2加入锥形瓶中，立即塞紧带导管的单孔橡胶塞，并收集气体。 d：测量并比较 　 　，即可验证出CuO和MnO2哪种物质对过氧化氢的催化效果更好。 第2页（共17页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ ►第二单元　空气和氧气 2.3 制取氧气 内容索引·常考题型 内容 常考题型 重点01 实验室制取氧气的方法和装置 选择题、实验题 重点02 催化剂的概念和性质 选择题 重点03 分解反应 选择题、填空题 难点01 有关催化剂的探究 实验探究题 易错点 制取氧气的操作步骤及注意事项 选择题、实验题 ■重点01 实验室制取氧气的方法和装置 攻克重点 1、方法：分解过氧化氢、加热高锰酸钾 2、原理：过氧化氢 水+氧气； 高锰酸钾→加热锰酸钾+二氧化锰+氧气 3、制取装置： 氧气的制取装置，主要是指氧气的实验室制取装置，它包括发生装置和收集装置两部分。其中，发生装置又分为“固体加热型”和“固液常温型”两种装置；收集装置分为“排水法”和“向上排空气法”两种装置．具体如图所示： （1）发生装置的选择：用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选固液常温型装置；用加热高锰酸钾制取氧气，应选择固体加热型装置。 （2）收集装置的选择：氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集；氧气不易溶于水，还可用排水法收集； 4、实验步骤（以加热高锰酸钾并用排水法收集为例）： （1）连接装置检查装置的气密性； （2）装入药品 （3）固定装置 （4）点燃酒精灯，加热药品 （5）收集气体 （6）将导管撤离水槽 （7）熄灭酒精灯。 （查、装、定、点、收、离、熄） 5、用高锰酸钾制氧气时的注意事项： a. 试管口微向下倾斜（防止药品装预存的水倒流入试管中使试管炸裂）； b. 试管口塞一团棉花 （防止高锰酸钾进入导管使导管堵塞）； c. 如用排水法收集气体，需要等导管口气泡均匀平稳冒出时再收集（防止收集的氧气不纯）； e. 用排水法收集气体，制取完毕，要先将导管从水槽取出，再熄灭酒精灯（防止因装置温度降低而产生倒吸现象，致试管炸裂）。 6、氧气的检验和验满： （1）氧气的检验：把一根带火星的木条，放入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体是氧气； （2）验满方法： a. 用向上排空气法收集时把一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，证明集气瓶内已收集满氧气； b. 用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时证明已收集满。 【典例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 【分析】根据高锰酸钾是固体，反应条件是加热进行分析。 【解答】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。 【点评】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。 【典例2】 （2024春•鼎城区期中）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 【分析】根据氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；根据氧气不易溶于水，可选择排水法收集． 【解答】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。 【点评】气体的收集方法是由该气体的密度和溶解性所决定的；密度比空气的密度大，可用向上排空气法收集；气体不易溶于水，可选择排水法收集． 【典例3】 （2024•湖北三模）如图是实验室常用气体制备装置，据图回答下列问题。 （1）实验室里，用加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置为 　 　（填字母序号，下同），反应的文字表达式为 　 　。 （2）实验室制取气体选择收集装置时，应考虑气体的性质。如氢气密度比空气小，所以可选择装置 　 　来收集；同时，也还要考虑方便实验，如做细铁丝在氧气中燃烧实验时，用C装置收集氧气更好，可在瓶中剩少量的水，防止熔融的生成物 　 　。 【答案】（1）A；高锰酸钾→锰酸钾+二氧化锰+氧气；（2）E；炸裂集气瓶底。 【分析】（1）根据用氯酸钾制取氧气的原理和装置来分析； （2）根据氢气密度比空气小，以及细铁丝燃烧实验的注意事项来分析。 【解答】解：（1）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，需要固体加热型发生装置，则应选择的发生装置为：A；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 （2）氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集氢气，所以可选择装置E来收集；做细铁丝在氧气中燃烧实验时，用C装置收集氧气更好，可在瓶中剩少量的水，防止熔融的生成物炸裂集气瓶底。 【点评】本题主要考查了实验室气体的制取和收集，熟练掌握气体的制取原理，了解确定发生装置、收集装置的原理及注意事项等知识是解答本题的关键。 方法技巧 实验室制取气体的思路可以简单概括为：第一，需要探究气体实验室制法的化学反应原理，就是要探究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品，通过什么反应来制取这种气体；第二，需要探究制取这种气体所应采用的实验装置，就是探究推断用该反应原理制取气体时，仪器是否能够找到、是否容易连接或装配，装置是否科学合理等等。第三，需要探究如何验证制得的气体就是所要制的气体，就是探究所要制的气体的检验方法是什么，以便及时检验该气体是否是所要制的气体，避免做无用功或浪费时间、药品、能源等。 ■重点02 催化剂的概念和性质 攻克重点 催化剂的特点概括起来说有三个： 1．“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率，而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。 【典例1】 （2024春•龙口市期中）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 【分析】根据过氧化氢制氧气的原理来分析，催化剂是指在化学反应中能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质都不改变的物质，特点是“一变、两不变”。 【解答】解：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、在过氧化氢分解中，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，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。 【点评】催化剂只是改变反应的速率，对反应的生成物及生成物的量都没有影响。 【典例2】 （2024春•周村区期中）有关催化剂的说法不正确的是（　　） A．不加催化剂过氧化氢溶液也能分解产生氧气 B．有的催化剂是加快化学反应速率，有的是减慢反应速率 C．催化剂在化学反应前后其质量和性质都不变 D．用过氧化氢制氧气的反应中可用二氧化锰作催化剂 【答案】C 【分析】A、根据过氧化氢制氧气的原理来分析； B、根据催化剂的作用来分析； C、根据催化剂的概念来分析； D、根据过氧化氢制氧气的原理来分析。 【解答】解：A、催化剂可以加快过氧化氢的分解速率，不加催化剂过氧化氢溶液也能分解产生氧气，只是反应速率缓慢，选项说法正确； B、催化剂可以改变化学反应的速率，有的催化剂是加快化学反应速率，有的是减慢反应速率，选项说法正确； C、催化剂在化学反应前后其质量和化学性质都不变，物理性质可能改变，选项说法错误； D、二氧化锰可以加快过氧化氢的分解速率，因此用过氧化氢制氧气的反应中可用二氧化锰作催化剂，选项说法正确。 故选：C。 【点评】本题难度不大，考查对催化剂概念的理解，掌握催化剂的特征（“一变二不变”）是正确解答本题的关键。 【典例3】（2024春•青秀区校级月考）下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．没有催化剂反应不能发生 B．二氧化锰是所有反应的催化剂 C．一个化学反应只能有一种催化剂 D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量 【答案】D 【分析】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做催化剂（又叫触媒）。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 【解答】解：A、催化剂只能改变化学反应速率，没有催化剂只是反应速率较慢或过快，故选项说法错误。 B、二氧化锰并不是所有反应的催化剂，在高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气的反应中二氧化锰是生成物，故选项说法错误。 C、一个化学反应可以有多种催化剂，例如氧化铜、氧化铁、二氧化锰都可以用作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。 D、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能改变生成物的质量，故选项说法正确。 故选：D。 方法技巧 1、催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢 2、催化剂改变的只是化学反应速率，不能改变生成物的量。 ■重点03 分解反应 攻克重点 1、概念：是指由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应．它是四大基本反应类型之一； 2、表达式：AB→A+B． 3、特点：一种物质生成多种物质，可以简记为：“一变多”． 【典例1】（2024春•明水县校级期中）以下属于分解反应的是（　　） A．Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O B．2Cu+O22CuO C．3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ D．2H2O2H2↑+O2↑ 【答案】D 【分析】由一种物质转化为两种或两种以上的物质的反应为分解反应，其特征“一变多“。据此分析。 【解答】解：A.该反应的反应物是两种，不符合分解反应的特征，A错误； B.该反应的特征是多变一，属于化合反应，B错误； C.该反应的反应物是两种，不符合分解反应的特征。该反应是一种单质与一种化合物反应生成另一单质、另一化合物的反应，属于置换反应。C错误； D.该反应的反应物是一种，生成物是两种，符合分解反应一变多的特征，属于分解反应，D正确。 故选：D。 【点评】掌握分解反应的特征世界大本的关键。 【典例2】（2024春•张店区期中）下列既不属于化合反应也不属于分解反应，而属于氧化反应的是（　　） A．CaCO3CaO+CO2↑ B．C+O2CO2 C．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ D．CH4+2O2CO2+2H2O 【答案】D 【分析】氧化反应：物质与氧气发生的反应为氧化反应；分解反应：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”，据以上分析进行判断。 【解答】解：A.该反应的反应物只有一种，生成物有两种，满足“一变多”反应特点，为分解反应，没有氧气参与，不属于氧化反应，故错误； B.该反应的反应物有两种，生成物为一种，满足“多变一”反应特点，属于化合反应，有氧气参与属于氧化反应，故错误； C.该反应的反应物只有一种，生成物有两种，满足“一变多”反应特点，为分解反应，没有氧气参与，不属于氧化反应，故错误； D.该反应的反应物、生成物均有两种，不属于分解反应，有氧气参与，属于氧化反应，故正确； 故选：D。 【点评】本题难度不大，掌握分解反应、氧化反应的特征并能灵活运用是正确解答本题的关键。 方法技巧 首先，要理解和熟记分解反应及其应用，以及与之相关的知识．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．同时，还要注意以下几点： 1．在判定分解反应时，一定要抓住它的特点，结合它的概念和通式来细心地判定． 2．在判别它与其它反应类型时，除了关注它本身的特点外，还要兼顾其它反应类型的特点． ■难点01 有关催化剂的探究 突破难点 判断一种物质是否是某反应的催化剂，主要探究它是否具备催化剂的特点，即 是否具备“一变，两不变”的特点：即能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变。 【典例1】（2024•什邡市模拟）化学探究小组对“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”及“有没有其它物质在此反应中有没有相同作用”产生了兴趣。 【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，其催化效果是否比二氧化锰好呢？ 【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、干燥后送到化学研究所测定。 所得固体质量为ag，成分为氧化铁。 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】 （3）实验设计Ⅳ的目的是 　 　。 （4）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 　 　。 【实验拓展】 （5）查阅资料得知，CuO、硫酸铜、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．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂只能加快化学反应的速率 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【答案】（1）氧气（或O2）；（2）质量；化学性质；（3）氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；（4）二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；（5）B。 【分析】催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变；过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气，氧气能使带火星的木条复燃。 【解答】解：（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，A中产生的气体是氧气（或O2）； （2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质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； （3）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是探究氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂； （4）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂； （5）A、MnO2不只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，例如氯酸钾分解时，可用二氧化锰作催化剂，故错误； B、根据题目的信息可知，氧化铁粉末、二氧化锰粉末都可用作过氧化氢分解的催化剂，同一个化学反应可以有多种催化剂，故正确； C、催化剂不只是加快化学反应的速率，还可能减慢化学反应的速率，故错误； D、用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故错误。 【点评】此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力。 【典例2】（2024春•烟台期中）某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是 　 　（填字母）。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【任务二】探究催化剂：查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （2）填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生， 称得氧化铜的质量为_________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 （3）步骤⑦的目的 　 　。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 （4）对比分析图2中的 　 　点（填字母），可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （5）请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因 　 　。 【答案】（1）B。（2）带火星的木条复燃；0.2g。（3）验证催化剂的化学性质反应前后是否改变。（4）b、d。（5）催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的产量。 【分析】过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气，氧气能使带火星的木条复燃。催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变，不同的催化剂，催化效果不同。 【解答】解：（1）A．不加入催化剂化学反应也可能发生，该选项不正确。 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变，该选项正确。 C．用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，该选项不正确。 故答案为：B。 （2） 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带火星的木条复燃 称得氧化铜的质量为0.2g 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 故答案为：带火星的木条复燃；0.2g。 （3）步骤⑦的目的是验证催化剂的化学性质反应前后是否改变。故答案为：验证催化剂的化学性质反应前后是否改变。 （4）对比分析图2中的b、d点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。故答案为：b、d。（5）上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的产量。 故答案为：催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的产量。 【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 【典例3】（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？ 方法技巧 解答这类题目时，首先，要理解和熟记催化剂的特点和催化作用程等，以及其中涉及到的“影响化学反应速率的因素探究”、“实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素”等方面的知识；然后，根据所给的实验、问题情景或图示信息等，结合所学的相关知识和技能，联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答即可。 【答案】（2）2H2O22H2O+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。 【分析】（2）根据化学反应的原理来分析； （3）根据氧气具有助燃性来分析； （4）根据实验现象来分析； 【问题与思考】（1）根据催化剂的概念来分析； （2）根据产生氧气的速率来分析。 【解答】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2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑； （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。 【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 ■易错点 制取氧气的步骤及注意事项 直击易错点 1．采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；）→加（加入固体药品；）→倒（倒入液体药品，要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省）→收集； 2．采用加热高锰酸钾分解制取氧气时，操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；）→装（向试管里装入固体药品；要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。 【典例1】（2024•南通）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（　　） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 【答案】B 【分析】根据实验室采用过氧化氢制取氧气的实验步骤和注意事项来分析。 【解答】解：A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，图中所示操作正确。 B、用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。 C、用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图中所示操作正确。 D、氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，图中所示操作正确。 故选：B。 【点评】本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键。 【典例2】（2024•常州）下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是（　　） A．取用药品 B．加热药品 C．收集氧气 D．氧气验满 【答案】C 【分析】根据实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项，进行分析判断。 【解答】解：A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，故选项实验操作错误。 B、为防止加热时粉末状物质进入导管，试管口应放一团棉花；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，故选项实验操作错误。 C、氧气的密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故选项实验操作正确。 D、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故选项实验操作错误。 故选：C。 【点评】本题难度不大，了解实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项是正确解答本题的关键。 【典例3】（2024春•齐河县期末）做实验一定要注意先后顺序，如果先后顺序错误，可能会导致实验失败，甚至产生严重后果。下列有关用高锰酸钾制取氧气的实验中，先后顺序正确的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手紧握试管的外壁，再将导管伸入水中 B．实验完毕，先熄灭酒精灯，再把导管移出水面 C．先将高锰酸钾装入试管，再检查装置的气密性 D．加热时先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热 【答案】D 【分析】A、检查装置气密性时，先将导管插入水中，后用双手紧握试管外壁； B、根据给试管中固体加热的注意事项分析； C、制取气体时，都要先检查装置的气密性，然后再装药品 D、为了防止水倒吸入试管我们应该先撤导管再停止加热． 【解答】解：A、检查装置的气密性先把导管放入水中，再用手握住试管外壁，如倒过来先用手握住试管，再把导管放入水中，有可能气体受热膨胀跑到空气中，水槽中不会出现气泡，故错误； B、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管，引起试管炸裂，故错误； C、制取气体时，都要先检查装置的气密性，然后再装药品，否则会浪费药品，故错误 D、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管炸裂，故正确。 故选：D。 【点评】本题考查的是实验基本操作，并且都是些容易犯得错误，所以在平时操作时一定要注意。 方法技巧 解答这类题目时，首先，要熟记制取氧气的实验步骤、装置示意图及其中仪器的名称、注意事项等等．然后，根据所给的实验、问题情景信息，或者是图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择、填写或评价制取氧气的实验步骤，或者画出、选配、评价装置示意图（或部分装置的示意图），等等． 另外，有时根据制取氧气的装置示意图或实验步骤来推断制取氧气的反应原理、回答常见仪器的名称和有关操作的理论依据（即有关操作的原因），或者改良某一装置示意图等；有时还会根据制取氧气的过程中发生的意外情况来推断氧气的有关性质、实验注意事项及改进方案等． ►第二单元 空气和氧气 2.3 制取氧气 一．选择题（共15小题） 1．（2024春•西乡塘区校级月考）加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集，实验中一般不需要使用的仪器是（　　） A．试管 B．水槽 C．集气瓶 D．分液漏斗 2．（2024•韶关一模）用双氧水制取氧气的装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．加入的双氧水应浸没分液漏斗下端 B．装置Ⅰ可以控制反应的发生和停止 C．装置Ⅱ中气体的收集方法是向下排空气法 D．在装置Ⅰ、Ⅱ中加装有浓硫酸的多功能瓶可收集干燥的氧气 3．（2024春•东营区校级期中）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 4．（2024春•东营区校级月考）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 5．（2024•仪征市三模）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是（　　） A．用图甲所示的装置检查气密性 B．用图乙所示的装置制备氧气 C．用图丙所示的装置收集氧气 D．用图丁所示的装置对氧气验满 6．（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 7．（2024•榆次区二模）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（　　） A．铁夹应夹在试管底部 B．加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动 C．实验结束时应先熄灭酒精灯 D．实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上 8．（2024春•东营区校级期中）下列关于实验室制取氧气的叙述正确的是（　　） A．收集较纯净的氧气时，用排水法收集，导管口刚冒气泡时，立即开始收集 B．氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气 C．若用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶内部，木条复燃，证明氧气已经集满 D．实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 9．（2024•武都区一模）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 10．（2024•庐江县三模）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　） A．制取氧气 B．排水法收集氧气 C．检验氧气 D．硫在氧气中燃烧 11．（2024•越秀区三模）某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　） A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 B．对比图1、2可知，图1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率 D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 12．（2024•武威三模）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． 13．（2024•任城区校级模拟）下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．催化剂只能加快化学反应速率 B．催化剂在反应后质量和性质不变 C．一个反应可以有多种催化剂 D．所有的化学反应都需要催化剂 14．（2024•遵义开学）某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定生成氧气的体积。装置气密性良好，图中的锥形瓶内盛有质量为m的过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（用来吸收水分，对气体干燥）。下列说法正确的是（　　） A．将装置I分别与装置II、IⅡ、IV、V连接，均能达到实验目的 B．实验时应先装药品再检查装置气密性 C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a导管口处验满 D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大 15．（2024•安平县校级开学）从安全、保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（　　） A．通电使水电解：水 氢气+氧气 B．过氧化氢催化分解：过氧化氢 水+氧气 C．高锰酸钾加热分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 D．氧化汞加热分解；氧化汞 汞+氧气 二．实验题（共3小题） 16．（2024春•南岗区校级月考）实验室现有高锰酸钾、过氧化氢溶液、火柴、药匙、棉花、坩埚钳等用品和以下仪器： （1）若利用上述药品和部分仪器制取氧气，还需要补充一种仪器 　 　（填名称），该仪器的一般性用途为用于 　 　，一般常用于过滤、加热等实验操作。发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）制取氧气时，确认装置不漏气后，拔开橡胶塞，①在试管中装入少量高锰酸钾，②并在试管口放一团棉花，用带有导管的橡胶塞塞紧管口。①在②　 　（选填“之前”或“之后”）相对合理。 （3）用排水法收集氧气，气体能从水中导管口逸出的原因是：由于试管内 　 　，且 　 　，使试管内压强 　 　，在压强差的作用下，气体逸出。 17．（2024春•鸡西月考）如图是实验室常用的实验仪器与装置。依据题目要求回答下列问题： （1）写出下列仪器名称：②　 　。 （2）用装置A与E连接制取并收集氧气，当观察到装置E中导管口 　 　时才开始收集，目的是 　 　，装置A中反应的化学方程式为 　 　。 （3）若用B装置制氧气，所选的药品是 　 　，化学方程式为 　 　。若把装置B中的长颈漏斗换成注射器，与装置B相比其明显的优点是 　 　。 （4）用F收集氧气，气体应从管口 　 　（填“a”或“b”）进入。 18．（2024春•二道区校级月考）如图是实验室制取气体的部分实验装置。 （1）仪器名称：①　 　；②　 　。 （2）实验室用A装置制氧气，发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）对比装置B和C，B中使用分液漏斗的优点是 　 　。 （4）D装置收集氧气的适宜时刻是 　 　。 （5）E装置装满水收集氢气，气体从 　 　（填“a”或“b”）管进入。 三．科学探究题（共1小题） 19．（2023秋•宾阳县期末）学习了MnO2（二氧化锰）对过氧化氢有催化作用的知识后，小会同学想：CuO（氧化铜）能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了如下探究。 【作出猜想】 猜想Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； 猜想Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变； 猜想Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质 　 　。 【进行实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图实验： （1）填写如表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 产生大量气泡，带火星的木条复燃 _________ 溶液中有气泡产生，　 　。 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立。 （2）步骤①的目的是和步骤 　 　（填序号）作对比，检验加入CuO前后过氧化氢分解的速率有无变化。 （3）步骤⑦是利用过滤、烘干、称量后的固体重复实验，目的是 　 　。 （4）写出过氧化氢能被CuO催化分解的文字表达式 　 　。 【拓展】小会同学还想验证CuO和MnO2哪种物质对过氧化氢的催化效果更好，为此，小会设计了以下实验，步骤为： a：称量相同质量的粉末状的CuO和MnO2 b：量取相同体积相同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中 c：将CuO和MnO2加入锥形瓶中，立即塞紧带导管的单孔橡胶塞，并收集气体。 d：测量并比较 　 　，即可验证出CuO和MnO2哪种物质对过氧化氢的催化效果更好。 参考答案 一．选择题（共15小题） 1．【答案】D 【分析】根据高锰酸钾制取氧气的原理及发生装置、收集装置的选择依据进行分析。 【解答】解：高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应属于固固加热型，所需的仪器有酒精灯、铁架台、试管，并且氧气不易溶于水，可用排水法收集氧气，所需的仪器有集气瓶、水槽等，不需要分液漏斗。 故选：D。 【点评】本题难度一般，主要考查实验室制取氧气，掌握制取气体的原理，理解装置的选择依据等为解答该题的关键。 2．【答案】D 【分析】A、根据分液漏斗的结构来分析； B、根据装置的特点来分析； C、根据收集气体的方法来分析； D、根据浓硫酸的吸水性来分析。 【解答】解：A、分液漏斗有开关，不用液封，因此加入的双氧水无需浸没分液漏斗下端，选项说法错误； B、分液漏斗的优点：控制双氧水滴加速率，能使反应较平稳进行，因此装置Ⅰ可以控制反应的速率，但不能控制反应的发生和停止，选项说法错误； C、Ⅱ中气体的收集方法是向上排空气法，选项说法错误； D、浓硫酸具有吸水性，因此在装置Ⅰ、Ⅱ中加装有浓硫酸的多功能瓶可收集干燥的氧气，选项说法正确。 故选：D。 【点评】本题难度不大，掌握氧气的实验制取方法、氧气的发生装置、收集方法是解题的关键。 3．【答案】B 【分析】A、根据纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是指由两种或两种以上物质组成的物质，进行分析判断。 B、根据步骤②是从液态空气中蒸发出氮气，进行分析判断。 C、根据氮气先被蒸发出来，进行分析判断。 D、根据液氧呈淡蓝色，进行分析判断。 【解答】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。 【点评】本题难度不大，了解工业制取氧气的原理、纯净物和混合物的判别方法、物理变化和化学变化的判别方法等是正确解答本题的关键。 4．【答案】D 【分析】高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气。 【解答】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。 【点评】解答这类题目时，熟记实验室制取氧气的反应原理是解题的关键。 5．【答案】D 【分析】根据基本实验操作的正确方法及其注意事项来分析。 【解答】解：A、检查装置的气密性的正确操作是将导管一端置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，图中操作正确，不符合题意； B、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，且用高锰酸钾制取氧气，应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中操作正确，不符合题意； C、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，且导管要伸入集气瓶底部，图中操作正确，不符合题意； D、氧气具有助燃性，氧气验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，图中操作不正确，符合题意。 故选：D。 【点评】本题难度不大，了解实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项是正确解答本题的关键。 6．【答案】D 【分析】根据加热高锰酸钾制氧气实验步骤、注意事项来分析。 【解答】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。 【点评】本题难度不大，掌握实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项等是正确解答本题的关键。 7．【答案】B 【分析】根据加热高锰酸钾制氧气，并用排水法收集氧气的实验步骤以及注意事项来分析。 【解答】解：A、铁夹应夹在离试管口三分之一处，选项说法错误； B、加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动，使试管均匀预热，以防试管局部温度过高造成炸裂，选项说法正确； C、实验结束时应先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，造成试管炸裂，选项说法错误； D、实验结束后，在水面以下将集气瓶盖好玻璃片，取出后正放在桌面上，选项说法错误； 故选：B。 【点评】本题难度不大，了解实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的实验步骤、注意事项是正确解答本题的关键。 8．【答案】D 【分析】根据实验室制取氧气的实验步骤、注意事项，进行分析判断。 【解答】解：A、用排水法收集，导管口刚冒气泡时，不能收集气体，此时的气体主要是装置中的空气，当导管口的气泡连续均匀冒出时，才能开始收集气体，故选项说法错误。 B、氧气不易溶于水，可用排水法收集氧气，故选项说法错误。 C、用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶口处，若木条复燃，证明氧气已经集满，故选项说法错误。 D、实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液，故选项说法正确。 故选：D。 【点评】本题难度不大，了解实验室制取氧气的实验步骤、注意事项是正确解答本题的关键。 9．【答案】A 【分析】根据加热氯酸钾或加热高锰酸钾分解制取氧气时，操作步骤和注意点分别是：查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品，注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），进行解答． 【解答】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。 【点评】本题考查学生对实验室制取氧气的正确操作方法步骤及注意事项的理解与掌握，并能在解题中灵活应用的能力． 10．【答案】A 【分析】根据实验室制取氧气的实验步骤、实验操作的注意事项，进行分析判断。 【解答】解：A、图中实验，长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致生成的氧气从长颈漏斗中逸出，需要纠正，故选项A符合题意； B、氧气不易溶于水，可用排水法收集，图中排水法收集氧气的操作正确，不需要纠正，故选项B不合题意； C、氧气能支持燃烧，可将带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，说明已集满，图中操作正确，不需要纠正，故选项C不合题意； D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，为防止污染空气，集气瓶的底部要放少量的水，以吸收二氧化硫，防止污染空气，图中操作正确，不需要纠正，故选项D不合题意。 故选：A。 【点评】本题难度不大，了解实验室制取氧气的实验步骤、注意事项是正确解答本题的关键。 11．【答案】D 【分析】根据过氧化氢分解生成水和氧气，氧气能使带火星的木条复燃，温度、催化剂能够影响反应速率，进行分析。 【解答】解：A、图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，以除去氧气中的水蒸气，故不符合题意； B、图1和图2实验中，唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，故不符合题意； C、图3、4中唯一的不同点是图4中将反应容器放入凉水中，温度低，反应速率平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故不符合题意； D、根据控制变量唯一的原则，图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速率，故符合题意； 故选：D。 【点评】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。 12．【答案】A 【分析】根据催化剂的特点和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分析。 【解答】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。 【点评】本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的因象。 13．【答案】C 【分析】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做催化剂（又叫触媒）。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。 【解答】解：A、催化剂不是只能加快化学反应速率，有些催化剂能减慢化学反应的速率，故选项说法错误。 B、催化剂在反应前后质量和化学性质都不改变，物理性质可能会发生改变，故选项说法错误。 C、某些化学反应可以有多种催化剂，如过氧化氢分解制取氧气，可以选择二氧化锰或氧化铁或氧化铜等来做催化剂，故选项说法正确。 D、不是任何化学反应都需要催化剂，如氢气在空气中燃烧，不需要使用催化剂，故选项说法错误。 故选：C。 【点评】本题难度不大，考查对催化剂概念的理解，掌握催化剂的特征（“一变二不变”）是正确解答本题的关键。 14．【答案】C 【分析】A．根据装置的特点进行分析； B．根据实验的步骤进行分析； C．根据氧气的性质和装置IV的特点进行分析； D．根据排出水的体积就是生成氧气的体积进行分析。 【解答】解：A．将装置I分别与装置II、IⅡ、IV连接无法测出生成氧气的体积，故A错误； B．实验时应先检查装置气密性再装入药品，故B错误； C．因为氧气的密度比空气大，具有助燃性，若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a导管口处验满，故C正确； D．排出水的体积就是生成氧气的体积，若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气不会影响测量结果，故D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择。 15．【答案】B 【分析】实验室制取氧气的方法的是很多的，一是看反应条件，如通电、加热操作比较麻烦．也不节能；二是看反应物用量要经济． 【解答】解： A、反应需要消耗大量的电能，不节能。 B、反应适合实验室制取氧气的最佳方法，生成物环保、操作也很简单。 C、反应需要加热操作相对比较麻烦。 D、反应需要加热操作相对比较麻烦。 故选：B。 【点评】本题是属于实验方案的选取，关键是要从操作是否简单、安全，生成物是否会有污染、反应物是否经济等多角度去综合考虑． 二．实验题（共3小题） 16．【答案】（1）铁架台；固定和支持各种仪器；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。 （2）之前。 （3）气体受热膨胀；（反应生成气体）气体增多；变大，大于外界压强。 【分析】本题主要考查了实验室制取氧气的相关知识，包括仪器的选择、实验步骤的合理性以及气体收集的原理。 【解答】解：（1）在实验室中，利用高锰酸钾或过氧化氢溶液制取氧气时，除了给定的药品和仪器外，我们还需要一种重要的仪器——铁架台，铁架台的一般性用途是用于固定和支持各种仪器；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；故答案为：铁架台；固定和支持各种仪器；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。 （2）在制取氧气的实验步骤中，我们需要注意操作的合理性，首先，我们应该在试管中装入少量高锰酸钾，这是反应物，然后，在试管口放一团棉花，这是为了防止高锰酸钾粉末在加热过程中进入导管，影响氧气的收集和纯净度，因此，放棉花这一步骤应该在装入高锰酸钾之后进行；故答案为：之前。 （3）气体逸出的原因是由于加热高锰酸钾分解生成氧气，试管内温度升高且气体增多，使试管内压强增大，试管内压强大于外界大气压，在压强差的作用下，气体逸出；故答案为：气体受热膨胀；（反应生成气体）气体增多；变大，大于外界压强。 【点评】本题难度适中，主要考查了实验室制取氧气所需的基本知识和技能，包括仪器的选择、实验步骤的合理性以及气体收集的原理等，这些知识和技能是化学实验的基础，对于培养学生的实验能力和科学素养具有重要意义。 17．【答案】（1）水槽。 （2）有连续均匀地气泡冒出；防止收集到的气体不纯；2KClO32KCl+3O2↑。 （3）过氧化氢溶液和二氧化锰；2H2O22H2O+O2↑；可以控制反应速率。 （4）b。 【分析】本题主要考查了实验室制取氧气的相关知识，包括仪器的识别、氧气的收集方法、反应原理以及实验装置的改进等。 【解答】解：（1）仪器②的名称为水槽；故答案为：水槽。 （2）用装置A与E连接制取并收集氧气，排水法收集氧气时，刚开始产生的气泡是排出的是装置内的空气，当观察到装置E中导管口气泡连续均匀冒出时才开始收集，目的是防止收集到的气体不纯；装置A为固体加热型，且试管口没有棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑；故答案为：有连续均匀地气泡冒出；防止收集到的气体不纯；2KClO32KCl+3O2↑。 （3）若用B装置制氧气，B装置为固液常温型，所选的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；若把装置B中的长颈漏斗换成注射器，与装置B相比其明显的优点是：可以通过注射器控制液体的滴加速度，从而控制反应速率；故答案为：过氧化氢溶液和二氧化锰；2H2O22H2O+O2↑；可以控制反应速率。 （4）用F收集氧气，氧气不易溶于水，密度比水小，气体应从管口b进入；故答案为：b。 【点评】本题难度适中，主要考查了实验室制取氧气的相关知识，包括仪器的识别、氧气的收集方法、反应原理以及实验装置的改进等，这些知识点都是化学实验中的基础内容，需要同学们熟练掌握。 18．【答案】（1）铁架台；长颈漏斗； （2）2KClO32KCl+3O2↑； （3）可以控制反应速率； （4）导管口气泡连续均匀冒出时； （5）a。 【分析】（1）根据实验室常见仪器的名称来分析； （2）根据用氯酸钾制取氧气的原理和装置来分析； （3）根据分液漏斗可以控制液体的滴加速率来分析； （4）根据用排水法收集氧气的注意事项来分析； （5）根据氢气的密度比水小来分析。 【解答】解：（1）由图可知，仪器①的名称是铁架台，仪器②的名称是长颈漏斗； （2）A装置是固体加热型发生装置，试管口没有棉花，适用于氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑； （3）对比装置B和C，B中使用分液漏斗，可以控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； （4）D装置是用排水法收集气体的装置，由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气，所以要等导管口气泡连续均匀冒出时开始收集； （5）E装置装满水收集氢气，氢气的密度比水小，则气体从短管a管进入，将水从b管排出。 【点评】本题主要考查了实验室气体的制取和收集，熟练掌握气体的制取原理，了解确定发生装置、收集装置的原理及注意事项等知识是解答本题的关键。 三．科学探究题（共1小题） 19．【答案】【作出猜想】不变； （1）0.2g；带火星的木条复燃； （2）③； （3）证明反应前后氧化铜化学性质不变； （4）过氧化氢水+氧气； 【拓展】相同时间收集气体的体积多少。 【分析】过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气，氧气能使带火星的木条复燃。 催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变。 【解答】解：【作出猜想】氧化铜作为催化剂，则反应前后的质量和化学性质不变； 故答案为：不变。 （1）由于催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变，步骤⑥称量的结果为0.2g；步骤⑦现象为溶液中有气泡冒出，带火星的木条复燃； 故答案为：0.2g；带火星的木条复燃。 （2）为了看氧化铜是否能改变反应的速率，要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象进行对比，才能得出科学合理的结论。 故答案为：③。 （3）步骤⑦是利用过滤、烘干、称量后的固体重复实验，目的是证明反应前后氧化铜化学性质不变。 故答案为：证明反应前后氧化铜化学性质不变。 （4）过氧化氢能被CuO催化分解放出氧气的文字表达式为过氧化氢水+氧气。 故答案为：过氧化氢水+氧气。 【拓展】若想比较氧化铜和二氧化锰的催化效果，可比较相同时间收集气体的体积多少，也可比较收集等体积的气体所需的时间。 故答案为：相同时间收集气体的体积多少。 【点评】催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等。 第2页（共17页） 学科网（北京）股份有限公司 $$