第2单元 课题3 第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(人教版2024)

气湿润,B正确;氧气不易溶于水,可通过单位时间内产生 气泡的多少判断气流的速度,进而判断氧气排出的快慢,C 正确;该装置不可以随时调控反应产生氧气的速率,D 错误。 8. (1) ① 酒精灯 ② 集气瓶 (2) B 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 D (3) b [解析] (1) ①是酒精灯, ②是集气瓶。(2) 实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时 不需要加热,发生装置应选B;该反应的文字表达式为过氧 化氢 二氧化锰 →水+氧气;氧气的密度比空气大且常温下不 与空气中的成分反应,不易溶于水且不与水反应,可用向 上排空气法和排水法收集,排水法收集的氧气较为纯净。 (3) 若将 F 装置装满水,再连接量筒来测量气体的体积,则 应使气体从短管进入,水由长管排出至量筒中,因此气体 应从b端进入F装置中。 9. [任务一] (1) C [任务二] (2) 连接装置,关闭分液漏 斗的活塞,向右拉注射器活塞,松手后活塞回到原处,说明 装置不漏气(合理答案均可) (3) 作对比 (4) 收集 40mL气体需要的时间 > [任务三] (5) b、d(或a、c) (6) 催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质 量,由于两个反应中过氧化氢的质量相等,其完全反应后 生成气体的量相等,因此最终两个装置内气压相同(合理 答案均可) [解析] [任务一] (1) 不加入催化剂,化学反 应也能发生,只是反应速率慢一些,A不正确。催化剂既 能加快化学反应的速率,也能减慢化学反应的速率,B不正 确。催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变,C 正确。[任务二] (2) 实验前检查装置气密性的方法是先 关闭分液漏斗的活塞,然后向右拉动注射器活塞,此时密 闭装置内气体体积变大,压强减小,松手后,外界大气压将 注射器活塞压向左侧,使活塞恢复到初始位置,压强平衡, 说明装置气密性良好。(3) 设计实验1的目的是作对比, 通过对比实验可知,淀粉和二氧化锰都能加快过氧化氢的 分解速率。(4) 由题意可知,实验以生成40mL 气体为标 准,说明是通过比较收集等体积气体所用时间的长短来比 较催化效果,故“待测数据”应为收集40mL气体所用的时 间;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则y>z。[任 务三] (5) 对比分析图丙中的b、d 点(相同时间收集的气 体体积不同)或a、c点(生成相同体积气体需要的时间不 同),可知化学反应速率与催化剂的种类有关。(6) 催化剂 只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,由于两 个反应中使用的过氧化氢溶液的体积和浓度均相同,即参 加反应的过氧化氢的质量相等,故其完全反应后生成气体 的量相等,因此最终两个装置内气压相同。 某物质是否为某反应催化剂的确定 探究某种物质是否为某反应的催化剂,首先要通过 实验证明该物质能否增大(或减小)该反应的化学反应 速率,其次要分别通过实验验证反应前后该物质的质量 和化学性质有无改变。能增大(或减小)其他物质的化 学反应速率,且其本身质量和化学性质在化学反应前后 都没有改变的物质才是该反应的催化剂。 第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法 1. B 2. C 3. (1) -196℃~-183℃ (2) 熄灭 (3) 物理 (4) 混 合物 4. B [解析] 收集气体时,要等到气泡均匀、连续冒出时 才能开始收集,先将导管伸入装满水的集气瓶中会收集到 装置内的空气,导致收集到的气体不纯,A 错误;加热时, 先对试管进行预热,再对准试剂所在部位进行加热,防止 试管因受热不均匀而炸裂,B 正确;组装仪器时,应先检查 装置的气密性,再将高锰酸钾装入试管,以免装置漏气,造 成试剂浪费,C 错误;实验完毕,应先把导管移出水面,再熄 灭酒精灯,防止水倒吸,使试管炸裂,D 错误。 5. D [解析] 用向上排空气法收集氧气时,仪器可选用⑥ ⑦⑧,A正确;检验氧气时,可以用集气瓶、玻璃片和带火星 的木条进行实验,B正确;用氯酸钾制取氧气的反应物是固 体,反应条件是加热,可选用①②组装发生装置,C正确;用 过氧化氢制取氧气,试剂为固体与液体,反应在常温下进 行,应选用③④⑤组装发生装置,D错误。 6. (1) 高锰酸钾 过氧化氢 四氧化三铁 (2) ② 硫+ 氧气 点燃 →二氧化硫 ⑤ 铁+氧气 点燃 →四氧化三铁 [解析] A为暗紫色固体,则A是高锰酸钾;B为能支持燃 烧的无色气体,则B是氧气;高锰酸钾分解生成氧气、C、D, 高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气, 则C、D为锰酸钾、二氧化锰中的一种;D和E能转化为D、 F和氧气,D在反应中没有改变,则 D可能是催化剂,E、F 常温下为液体,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水 和氧气,则D是二氧化锰,C是锰酸钾,E是过氧化氢,F是 水;氧气与N反应生成有刺激性气味的气体Q,硫和氧气 在点燃的条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫具有刺激性 气味,则N是硫,Q是二氧化硫;二氧化锰与G转化为氧 气、H和二氧化锰,氯酸钾与二氧化锰共热生成氯化钾和 氧气,则G是氯酸钾,H是氯化钾;氧气与K反应生成黑色 固体M,且K是银白色金属,铁在氧气中燃烧生成黑色的 四氧化三铁,则K是铁,M是四氧化三铁,将推出的物质进 行验证即可。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 7. (1) 锥形瓶 (2) ⑦⑨ 观察集气瓶口的气泡冒出情 况,当集气瓶口有大量气泡冒出时,说明氧气已集满 (3) M b [解析] (2) 高锰酸钾为固体反应物,且需要加 热,故选①④⑤作为发生装置,⑦作为连接仪器,⑧⑨作为 收集装置。(3) 反应物为固液混合物,不需要加热,且需要 控制反应速率,因此选择带有分液漏斗的发生装置,故选 M作发生装置。乙炔的密度比空气略小,会在顶部聚集, 所以应从短口b端进气。 8. (1) 试管 水槽 (2) BE 高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧 化锰+氧气 (3) 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 (4) 便于 排尽集气瓶中的空气 将带火星的小木条放到集气瓶口, 若小木条复燃,则证明已收集满 (5) 氧气不易溶于水,且 不与水发生反应 (6) 1∶3 [解析] (1) 仪器①为试管; 仪器②为水槽。(2) 高锰酸钾为固体且反应需要加热,所 以应选择B作为发生装置,氧气不易溶于水且不与水反 应,用排水法收集的氧气较为纯净,故应选E作为收集装 置;高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰 和氧气,该反应的文字表达式为高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二 氧化锰+氧气。(3) A装置为固液常温型发生装置,用该 装置制取氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化作用 下生成水和氧气,反应的文字表达式为过氧化氢 二氧化锰 → 水+氧气。(4) 用D装置收集氧气时,导管伸至接近集气 瓶底部的原因是便于排尽集气瓶中的空气;验满的方法为 将带火星的小木条放到集气瓶口,若小木条复燃,则证明 已收集满。(5) 能用排水法收集氧气的原因是氧气不易溶 于水,且不与水发生反应。(6) 设通入氧气的体积为x,则 通入空气的体积为100mL-x,由于氧气约占空气体积的 1 5 ,则氧气的体积分数为 x+(100mL-x)×15 100mL ×100%= 40%,x=25mL,通入氧气的体积和通入空气的体积之比 约为25mL∶(100mL-25mL)=1∶3。 气体发生装置和收集装置的选择 根据所用反应物的状态和反应条件来选择发生装 置,根据所制备气体的性质(在水中的溶解性、该气体的 密度和空气密度的相对大小、能否与水或空气中的成分 发生化学反应)来选择收集装置。用长颈漏斗时,必须 保证长颈漏斗的下端管口在液面以下,以防止产生的气 体从长颈漏斗的下端管口逸出;用分液漏斗时不需要保 证其下端管口在液面以下,只要关闭分液漏斗的活塞 即可。 专题特训（一）　氧气的性质及制取 1. D [解析] 铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固 体,不会发出耀眼的白光,A 错误;由于木炭燃烧生成二氧 化碳气体,瓶内的压强基本不变,因此空气中氧气含量的 测定实验中,不可以将红磷换成木炭,B 错误;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,在加热 高锰酸钾制取氧气的过程中二氧化锰是生成物,C 错误;氧 气的化学性质比较活泼,可以与许多物质发生氧化反应,D 正确。 2. D [解析] 纳米铁粉受热后在空气中燃烧,放出大量的 热,锥形瓶中的水可防止生成物溅落炸裂瓶底,A选项说 法正确。纳米铁粉在空气中燃烧,放出大量的热,使装置内 空气受热膨胀,一段时间后,装置冷却,且纳米铁粉燃烧消 耗了氧气,装置内气体体积减小,故可观察到气球先膨胀 后变小,B选项说法正确。激光手电筒照射能为反应提供 能量,C选项说法正确。铁丝在空气中不能燃烧,纳米铁粉 在空气中可以燃烧,可知物质与氧气的接触面积是反应能 否发生的因素之一,D选项说法错误。 3. (1) 都是两种或两种以上物质生成一种物质的反应 化合 磷+氧气 点燃 →五氧化二磷(合理答案均可) (2) 都 是物质与氧气发生的化学反应(合理答案均可) 甲烷充分燃 烧的生成物是两种(合理答案均可) 氧化反应 [解析] (1) 从 反应物和生成物的种类来看,①②③④都是两种或两种以 上物质生成一种物质的反应,均属于化合反应;磷在氧气 中燃烧生成五氧化二磷,也属于化合反应。(2) 甲烷充分 燃烧的反应与①②③三个反应均是物质与氧气发生的化 学反应,均属于氧化反应,不同点是甲烷充分燃烧的生成 物是两种,而①②③三个反应均生成一种物质。 4. [提出猜想] 瓶内虽有氧气,但氧气浓度较低,导致硫熄 灭 [设计实验] 白烟 [实验反思] (1) 开始为蓝紫色火 焰,一段时间后变为淡蓝色火焰 (2) 没有有害气体逸出, 更加环保 (3) 防止瓶底受热不均匀而炸裂 (4) 红磷可 以在氧气浓度更低的环境中燃烧,消耗氧气比硫更加彻 底,使实验结果更加准确(合理答案均可) [解析] [提出 猜想] 硫燃烧消耗了瓶内的氧气,氧气浓度过低时,可能导 致硫熄灭。[设计实验] 根据红磷燃烧的实验现象可知,除 放热外还会产生白烟。[实验反思] (1) 实验1开始时氧气 浓度较高,火焰颜色为蓝紫色,随着燃烧的进行,氧气浓度 逐渐降低,火焰颜色逐渐变为淡蓝色。(2) 实验1的装置 比教材里的实验装置更密封,所以实验1的优点是没有有 害气体逸出,更加环保。(3) 由于红磷燃烧放热,容易造成 集气瓶瓶底因受热不均匀而炸裂,因此实验2中集气瓶内 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 18 第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法 ▶ “答案与解析”见P7 1. 下列图示为用高锰酸钾制取氧气的实验操 作,其中正确的是 ( ) A. 取用高锰酸钾 B. 加热高锰酸钾 C. 检验氧气是否集满 D. 熄灭酒精灯 2. (2023·宝鸡陇县期中)进行“氧气的实验室 制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不 纯。你认为可能的原因是 ( ) A. 用排水法收集氧气时,集气瓶先装满水 B. 用排水法收集氧气时,收集满后,在水下 盖上玻璃片 C. 用排水法收集氧气时,导管口刚冒出气 泡,立即收集 D. 用向上排空气法收集氧气时,导管伸入集 气瓶的底部 3. (2024·朝阳双塔段考)空气是一种用途很广 的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程 如图所示: (第3题) 查阅资料:常温下,液态氧的沸点是-183℃, 液态氮的沸点是-196℃。 (1) 操作1的名称是蒸发,要将氮气与氧气 分离,则温度应控制在 (填范围)。 (2) 如果将燃着的木条置于盛满液态空气的 容器口,那么观察到的现象是木条 (填“熄灭”或“燃烧得更旺”)。 (3) 工业制氧气属于 (填“物理”或 “化学”)变化。 (4) 储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 4. (2023·福州质检)下列关于用高锰酸钾制取 氧气的实验操作,先后顺序正确的是 ( ) A. 收集氧气时,先将导管伸入装满水的集气 瓶中,再点燃酒精灯 B. 加热时,先对试管进行预热,再对准试剂 所在部位进行加热 C. 组装仪器时,先将高锰酸钾装入试管,再 检查装置的气密性 D. 实验完毕,先熄灭酒精灯,再把导管移出 水面 答案讲解 5. 下列实验中,仪器和用品(如图所 示)的选择不合理的是 ( ) (第5题) A. 收集氧气———⑥⑦⑧ B. 检验一瓶气体是否为氧气———⑦⑧⑨ C. 用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的发生装 置———①② D. 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的 发生装置———③⑤ 6. A、B、C、D、E、F、G、H 都是已学化学内容中 涉及的物质,转化关系如图所示。已知 A 为 暗紫色固体,E、F 常温下为液体,B 为能支持 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级上 实 验 视 频 19 燃烧的无色气体,K是银白色金属。请回答 下列问题: (第6题) (1) 写 出 下 列 物 质 的 名 称:A ; E ;M 。 (2) 写出下列反应的文字表达式: ② 。 ⑤ 。 7. (2024·莆田段考)如图甲所示为实验室制取 气体的常用仪器,请根据要求填空。 (第7题) (1) 写出图甲中标号为②的仪器的名称: 。 (2) 小红同学用高锰酸钾制取并收集一瓶纯 净的氧气,应选择图甲中的仪器除①④⑤⑧ 外,还需要 (填序号)。用排水法收 集时,检验氧气已集满的方法是 。 (3) 实验室常用块状固体电石(主要成分是 碳化钙)与水反应来制取乙炔,该反应剧烈, 速率较快,为了节约化学试剂,应选择图乙中 (填“M”或“N”)作发生装置。通常 状况下乙炔是一种无色、无臭、密度比空气略 小,难溶于水的气体,若要收集较干燥的乙炔 气体,如图丙所示,则应将气体从 (填“a”“b”“c”或“d”)端通入。 答案讲解 8. ★ 根据如图甲所示的装置,回答下列 问题: (第8题甲) (1) 仪器①的名称为 ,仪器②的名 称为 。 (2) 实验室用高锰酸钾制取较为纯净的氧 气,选择的装置组合为 (填字母),反 应的文字表达式为 。 (3) 写出实验室用A装置制取氧气的反应的 文字表达式: 。 (4) 用D装置收集氧气时,导管伸至接近集 气瓶底部的原因是 , 验满的方法是 。 (5) 能用E装置收集氧气的原因是 。 (第8题乙) (6) 某兴趣小组的同学要收 集一瓶(100mL)含氧气的 体积分数约为40%的气体, 收集气体的装置如图乙所 示。收集方法:在100mL集气瓶里装满水, 塞紧橡胶塞并关闭弹簧夹b,打开弹簧夹a通 入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水 达到设定的体积后立即关闭弹簧夹a,然后打 开弹簧夹b通入空气,把瓶里的水全部排入 量筒,则通入氧气的体积和通入空气的体积 之比约为 (填最简整数比)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二单元　空气和氧气