专题12 氧气制取实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题12 氧气制取实验 一、实验室制氧气的核心反应原理 1. 高锰酸钾加热分解 特点：需加热，属于固体加热型反应；试管口需放棉花（防止高锰酸钾粉末进入导管）。 2. 过氧化氢催化分解 特点：常温反应，无需加热，装置简单（固液常温型）；二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变。 3. 氯酸钾与二氧化锰共热 特点：需加热，二氧化锰催化降低反应温度；操作步骤与高锰酸钾法类似9。 二、实验装置与操作要点 1. 发生装置选择 固体加热型（高锰酸钾、氯酸钾）：使用铁架台、试管、酒精灯等；试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）。 固液常温型（过氧化氢）：锥形瓶+长颈漏斗/分液漏斗，便于控制反应速率；长颈漏斗末端需浸入液面以下（液封，防止气体逸出）。 2. 收集方法 排水法：适用于氧气不易溶于水的性质；当导管口连续均匀冒气泡时开始收集（避免混入空气）。 向上排空气法：利用氧气密度比空气大的性质； 验满方法：带火星木条置于集气瓶口，复燃则满。 三、浙江中考高频考点及易错点 1. 实验装置改进与误差分析 改进方向：①用分液漏斗替代长颈漏斗（便于控制液体流速）； ②用电子传感器替代传统验满方法（提高精度）。 常见错误：①高锰酸钾法未在试管口塞棉花（导致导管堵塞）； ②排水法收集过早（气泡不连续导致氧气不纯）。 2. 催化剂与分解反应 催化剂验证实验：对比过氧化氢分解时是否加入二氧化锰，观察气泡产生速率；反应后分离二氧化锰并 验证其质量不变。 反应类型判断：三种制氧反应均属于分解反应（一变多），需结合化学方程式识别 一、拓展题型总结 1. 装置创新与改进题 典型设问：分析分液漏斗/注射器替代长颈漏斗的优势（如控制反应速率、减少气体泄漏）。 评价带电子传感器的密闭装置（如实时监测氧气浓度或气压变化）。 关键点：①分液漏斗能精确控制液体滴加速度，避免反应过猛；注射器可定量测定气体体积。 ②传感器类装置需结合气压变化解释数据波动（如反应初期温度升高导致压强骤增）。 2. 催化剂探究题 典型设问：①验证不同催化剂（如CuO、Fe₂O₃）对过氧化氢分解速率的影响，并分析催化效率差异。 ②判断某物质是否为催化剂（需证明其质量和化学性质不变）。 答题策略：设计对比实验组（如无催化剂、不同催化剂条件）； 通过过滤、洗涤、干燥、称量等步骤验证催化剂质量不变。 3. 工业制氧与实验室制氧对比题 典型设问：对比工业制氧（分离液态空气法）与实验室制氧的原理差异，分析能耗、纯度等优缺点。 解释工业制氧属于物理变化的原因（无新物质生成）。 易错点：混淆“催化剂”与“反应条件”（如工业制氧无需催化剂）。 4. 实验误差的深度分析 典型设问：①用高锰酸钾制氧时，若未在试管口塞棉花，导致水槽中液体变红的原因及后果。 ②排水法收集氧气时，集气瓶未装满水对氧气纯度的影响（混入空气导致纯度降低）。 答题要点：①从装置细节（如气密性、操作顺序）推导误差来源； ②结合数据计算实际产率（如理论产氧量 vs 实测值）。 5. 跨学科综合题 典型设问：结合气压原理分析红磷燃烧实验与氧气制取实验的关联（如均需密闭体系保障质量守恒）。 用微观示意图解释催化剂的作用机制（如降低反应活化能）。 关键点：①物理知识迁移（如压强变化对实验现象的影响）； ②化学与生物学科交叉（如氧气在呼吸作用中的应用）。 二、答题策略与高频考点 1. 装置创新题应对策略 核心思路：改进方向围绕“提高密闭性”“简化操作”“精准测量”展开； 例如：用多孔塑料片控制固液接触（随反应进行自动分离，避免浪费）。 2. 计算题的变形考法 典型例题：已知氯酸钾与二氧化锰混合物加热后剩余固体质量，反推原混合物组成（需扣除催化剂质量）。 电解水实验的氧气产率计算（结合装置质量差或气体体积比）。 步骤规范：分步计算：①总质量差→②氧气质量→③反推反应物质量； 注意单位换算（如气体体积与质量的转换）。 3. 实验现象的动态分析 高频考点： ①铁燃烧实验失败的原因（如氧气浓度不足、铁丝未绕成螺旋状）； ②硫燃烧实验中NaOH溶液的作用（吸收SO₂，避免污染）4。 答题模板：“现象描述+化学方程式+实验条件关联（如氧气浓度影响反应剧烈程度）” 1．（2025·杭州模拟） 氧气是我们赖以生存的物质，人类对刚取氧气的探究从未止步。化学小组以“氧气制备”为主题展开的学科项目式学习。请问答下列问题： （一）致敬科学家 1774年，法国科学家拉瓦锡在隔绝空气的装置中加热氧化汞，得到了一种能够支持燃烧和供给呼吸的气体，这就是氧气。 （二）基础性实验 （1）用A装置利用氯酸钾制取氧气的化学方程式为 　；若要收集一瓶氧气，收集装置可选用　 　（填序号）。 （2）（三）跨学科实践 某种家庭制氧机是利用分子筛技术获得高浓度氧气，其工作原理如图G，则空气中两种主要气体的分子体积大小为：氮气　 　氧气（填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）某种制氧剂的成分为过碳酸钠（）和二氧化锰，使用时向制氧剂中加水即可产生氧气，反应分两步，第一步的化学方程式为。同学们利用该制氧剂、饮料瓶和吸管制作了简易家庭制氧机（如图），则下列有关说法中不正确的是　 　（填序号）。 A.装药品前先检查装置的气密性 B.甲、乙瓶内气体压强相同 C.乙瓶可观察产生氧气的速率 D.反应前后的质量不变 （四）反思与总结 、、、空气、都能产生氧气，是因为它们都含有氧元素。 【答案】（1）2KClO32KCl+3O2↑；D、F（2）大于（3）B 【解析】（1）A为固固加热型装置，试管口未放一团棉花，则是用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，氯酸钾在二氧化锰催化并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为 2KClO32KCl+3O2↑， 氧气不易溶于水，可用排水法收集，铁丝燃烧实验中，为了防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底，集气瓶底应留少量的水，则收集装置最好选排水法收集，则收集装置最好选用F； （2）由图可知，分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，则空气中两种主要气体的分子体积大小为：氮气大于氧气； （3）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有2个Na，1个C，2个H和5个O，反应后有2个Na，1个C，3个O，则反应后未知物中含2个H海外2个O，则未知物的化学式为H2O2； A、装药品前先检查装置的气密性，可以防止装置漏气，故A正确； B、甲、乙两瓶液面高度不同，乙瓶与大气相连甲瓶气压大于乙瓶，则甲、乙瓶内气体压强不相同，故B错误； C、氧气不易溶于水，可根据乙瓶中产生气泡的速率可观察输出氧气的速率，故C正确； D、MnO2在反应中作催化剂，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，则反应前后MnO2的质量不变，故D正确；故答案为：B。 2．（2025九下·温州模拟）小明在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。 （1）用排空气法收集氧气时，可选择收集装置B和C中的　 　； （2）为了防止加热时试管内物质进入导管，应在试管口　 　； （3）用排空气法收集氧气时，验满的操作方法是　 　。 （4）小明用排水法收集两瓶氧气正放在桌面上。收集甲瓶时将水全部排完，收集时乙瓶将水排出一半；盖好毛玻片。小明发现，甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动，原因是　 　。 【答案】（1）C （2）放一团棉花 （3）用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已满 （4）甲瓶内排完水时，瓶气氧气气压大于大气压；当集气瓶正放在桌面时，毛玻片受到向上的压力差，使其对瓶口的压力减小，则摩擦力会减少 【解析】（1）氧气的密度比空气大，应该用向上排空气法收集。装置 B 是向下排空气法，用于收集密度比空气小的气体；装置 C 是向上排空气法，所以收集氧气应选择 C。 （2）高锰酸钾是粉末状固体，加热时容易随气流进入导管，在试管口放一团棉花，可以阻挡高锰酸钾粉末，防止其进入导管，堵塞导管或导致水槽中的水变红等问题。 （3）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。用排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已经收集满，因为只有瓶口处氧气充满，才会使木条复燃。 （4）甲瓶收集氧气时将水全部排完，瓶内氧气气压大于外界大气压。当集气瓶正放在桌面上时，瓶内气压对毛玻片有向上的压力，这就减小了毛玻片对瓶口的压力。根据摩擦力大小与压力有关，压力减小，摩擦力就会减小，所以甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动。而乙瓶水排出一半，瓶内氧气与空气混合，气压接近大气压，毛玻片受到的压力差小，对瓶口压力较大，摩擦力也就较大，不易滑动。 3．（2024·温州三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是：　 　。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式____。 A．观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B．立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由：　 　。 【答案】（1）检查该装置气密性时，关闭分液漏斗活塞，把导管末端插入水中，然后双手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出。若有气泡，则气密性良好。反之，气密性不好； （2）A （3）根据表格数据，水泥与二氧化锰的混合的最佳比为 1：3，收集到的氧气最多。 【解析】（1）检查该装置气密性时，关闭分液漏斗活塞，把导管末端插入水中，然后双手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出。若有气泡，则气密性良好。反之，气密性不好； （2）收集氧气时应该在观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气。 故选A。 （3）根据表格数据，水泥与二氧化锰的混合的最佳比为 1：3，收集到的氧气最多。 4．（2024·杭州模拟）氧气是重要的化学物质。请回答下列问题： （1）实验室选用装置C制备氧气，则选用的药品是　 　。 （2）若利用D (盛放KMnO4固体)E装置制备、收集氧气，E中导管伸到接近集气瓶底部， 原因是　 　。 （3）用右图装置测定空气中氧气含量，集气瓶体积为250mL，量筒中盛入100mL水，用激光手电照射白磷， 白磷充分燃烧。燃烧后冷却至室温，打开止水夹，量筒内水体积约为60mL。 ①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为　 　。 ②请分析出现①计算结果的原因：　 　(写出1点)。 【答案】（1）过氧化氢溶液和二氧化锰 （2）有利于排尽集气瓶中的空气 （3）16%；白磷的量不足 【解析】 （1）装置C是固液常温型发生装置，实验室选用装置C制备氧气，则选用的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰。 （2）若利用D（盛放KMnO4固体）E装置制备、收集氧气，氧气的密度比空气大，E中导管伸到接近集气瓶底部，原因是有利于排尽集气瓶中的空气。 （3）①根据实验数据，进入集气瓶的水的体积为：100mL-60mL=40mL，则瓶内消耗氧气的体积也为40mL，由此计算空气中氧气的体积分数为：。 ②氧气约占空气总体积的五分之一，出现①计算结果的原因可能是白磷的量不足，未能耗尽集气瓶内的氧气。 5．（2023·钱塘模拟）学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知：某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式： 白色固体)和二氧化锰。 ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，能产生氧气并放出热量。 ②高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强。编号 浓度/% 体积/mL ① 5 9.11 ② 15 2.89 ③ 25 1.66 ④ 30 1.37 【活动】选择制氧剂：对比过碳酸钠和过氧化氢溶液的制氧效果，选择合适的制氧剂。 实验一：过氧化氢 小组设计了图甲所示的实验装置，用溶质质量相等的四组过氧化氢溶液(见左上表)进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入0.2gMnO2，注入溶液，记录并处理 20min内数据如图乙。 （1）检查图甲装置气密性的操作是　 　。 （2）反应的化学方程式为　 　。 （3）从安全角度考虑，可以选择浓度为　 　(选填5%”或“30%”)的过氧化氢溶液作为制氧剂。 （4）实验二：过碳酸钠 往锥形瓶中加入1.41g过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水，待反应完全后收集到约159.1mL 水 (产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图丙。分析了图丙数据，学习小组认为选择过碳酸钠作为制氧剂更好，依据是 　 　。为寻找其他依据，他们继续探索。 【答案】（1）堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置 （2） （3）5% （4）相同条件下， 2-20min之内，过碳酸钠产氧速率比5%过氧化氢溶液高，制氧剂选择过碳酸钠。 【解析】（1）检查图甲装置气密性的操作：堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置。 （2）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 (3)高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强，为了实验的安全，可以选用浓度为5%的过氧化氢溶液作为制氧剂，浓度适中，反应也可以控制速率，制氧的速率也适中； (4)2min后，过氧化氢的产氧速率逐渐减慢，在10min后，过碳酸钠的产氧量和产氧速率都比过氧化氢高，两者相比，选择过碳酸钠更合适；因此依据是 相同条件下， 2-20min之内，过碳酸钠产氧速率比5%过氧化氢溶液高，制氧剂选择过碳酸钠。 6．（2024·龙湾模拟）为探究对过氧化氢酶活性的影响，小龙进行了如下实验： ①将若干同样大小的滤纸片放入猪肝研磨液（含有过氧化氢酶）中，浸泡一段时间后取出晾干。 ②在四只烧杯中分别加入等量体积分数为过氧化氢溶液，调节分别为5、7、9、11（温度保持相同且适宜）。 ③在每个烧杯中放入相同数量的滤纸片，记录滤纸片从下沉至浮出液面所用的平均时间（如图）。 （1）为了更好体现对过氧化氢酶活性的影响，老师建议步骤②中应增加过氧化氢溶液的用量，其原因是：　 　。 （2）该实验能用滤纸片从下沉至浮出液面所用的时间来判断过氧化氢分解快慢的理由是　 　。 （3）小龙查阅资料发现：过氧化氢分解速度随着增大而增大，但对过氧化氢酶活性的影响比对过氧化氢分解速度的影响更大，为此，小龙补充实验如表所示。若实验结果出现　 　（用、、、表示），则可验证上述信息是正确的。 实验序号 1 2 3 4 反应物 体积分数为过氧化氢溶液 处理条件 含过氧化氢酶，为7的溶液 不含过氧化氢酶，为7的溶液 合过氧化氢酶，为11的溶液 不含过氧化氢酶，为11的溶液 实验结果 【答案】（1）过氧化氢分解产生水会影响溶液的pH 值 （2）过氧化氢分解产生氧气，气泡附着在滤纸片表面，使滤纸片浮力增大，大于重力时上浮直至浮出液面，分解速度越快，相同时间内产生气泡数越多，浮力增加越快，所用时间越短 （3）t2-t4＞t1-t3 【解析】（1） 为了更好体现对过氧化氢酶活性的影响，老师建议步骤②中应增加过氧化氢溶液的用量，其原因是： 过氧化氢分解产生水会影响溶液的pH值在，增加过氧化氢溶液的用量可以减小影响； （2） 过氧化氢分解速度随着增大而增大 ，所以t2-t4是过氧化氢随着pH的分解影响，对过氧化氢酶活性的影响的是t1-t3；当t2-t4＞t1-t3；就能说明对过氧化氢酶活性的影响比对过氧化氢分解速度的影响更大 7．（2024·玉环模拟）家用制氧机使用方便，移动轻巧，适合广大保健者使用。小明想利用所学的化学知识制作一款简易的家用制氧机，进行了如下探究。 （1）查阅资料可知，高锰酸钾、氯酸钾在加热的条件下都能产生氧气；过碳酸钠溶液、双氧水在二氧化锰的催化下都能释放出氧气，无须加热。为了选择反应速率最合适的制氧剂，小明利用如图甲的装置和如表所示试剂进行实验。 实验组别 分液漏斗内药品 锥形瓶中药品 一 10毫升3%的双氧水溶液 2克的二氧化锰 二 　 2克的二氧化锰 表格中空白处的内容是　 　。 （2）小明设计了如图乙所示的“制氧机”，小柯改进他的设计，增加了图丙的装置。连接时，乙装置中的导管应该与丙装置中的　 　(选填“a”或“b”)导管连接；丙装置的优点是　 　。(写出一条即可) 【答案】（1）10毫升3%的过碳酸钠溶液 （2）a；可以观察到氧气产生的速率(合理即可) 【解析】（1）要选择反应速率最合适的制氧气剂，需在其它条件相同的情况下，分别选择不同反应物进行对比实验，则级别二中药品为 10毫升3%的过碳酸钠溶液 。 （2）丙装置中气体应从a端进入，则乙装置导管应连接丙的a导管，丙装置气体通过水，可观察氧气产生速率，湿润氧气等。 8．在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图1所示装置制取并收集氧气。 （1）用作催化剂，受热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为 　。 （2）装置中仪器X的名称为　 　。收集干燥氧气应选取的收集装置为　 　(选填字母)。 （3）搭建如图2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开　 　(选填“K1”“K2”或）处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是　 　(填序号)。 a.移走并熄灭仪器X b.断开试管与洗气瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和 H2O2。 可以将KI转化为I2。 （5）制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 配方 A剂/袋 B剂/袋 平均供氧量/(毫升·分钟-¹) 供氧时间/(分钟) 配方一 1 1 ≥320 ≥15 配方二 2 1 ≥500 ≥25 配方三 3 2 ≥1000 ≥15 ①A剂的成分是　 　。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是　 　。 （6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验。 ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为　 　。 ②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为　 　。 ③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加　 　溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有 H2O2。 【答案】（1）2KClO32KCl＋3O2↑（2）酒精灯；C（3）K2（4）b （5）过碳酸钠；配方三 （6）二氧化锰(或MnO2)；Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑；淀粉 【解析】（1） 用作催化剂，受热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑. （2） 装置中仪器X的名称为酒精灯。 收集干燥氧气应选取的收集装置为C。 （3） 搭建如图2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 K2 处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）为防止液体回流，、实验结束时，应先断开试管与洗气瓶之间的连接 ，再熄灭酒精灯。 （5） ①A剂增加则供氧量增加，过碳酸钠为反应物，二氧化锰为催化剂，则A的成分是过碳酸钠。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择供氧量大的配方，则最佳配方是 三。 （6） ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。二氧化锰为黑色，则滤渣的成分为二氧化锰。 ② 过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和 H2O2，取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生的是碳酸钠与盐酸生成氯化钠、水和二氧化碳的反应，方程式为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。 ③可以将KI转化为I2 ，另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有 H2O2。 9．（2022·浙江）呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，小科设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料。 资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。 化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。 资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。 （1）注射器的作用类似于　 　（选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 （2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作：　 　 。 （3）实验装置C中无水硫酸铜的作用是　 　。 （4）实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊，其原因是 　。 【答案】（1）分液漏斗 （2）将带火星的木条置于F处 （3）检验水蒸气是否被B完全吸收 （4）过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小。 【解析】（1）分液漏斗带有活塞可以控制加入液体的量，注射器也可以控制加入液体的量，所以作用相似。所以答案为：分液漏斗 （2）氧气能使带火星的木条复燃，所以检验氧气的存在可以：将带火星的木条置于F处 （3）无水硫酸铜遇水变蓝色，可以检验水的存在。所以C中无水硫酸铜的作用是：检验水蒸气是否被B完全吸收 （4）因为D装置中的澄清石灰水没有与二氧化碳接触，但过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小。所以答案是：过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小，氢氧化钙析出。 10．（2022·浙江）小科查阅资料发现氯化铁可作过氧化氢溶液制取氧气的催化剂，为了验证这一说法并比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱，小科利用如图所示装置和下述实验步骤进行实验： 步骤1：正确连接装置，并检查装置气密性； 步骤2：按表所示实验药品及用量进行实验； 组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂种类 及质量/g 60s内收集到 氧气的体积/mL 1 20 无 　 2 20 二氧化锰m 　 3 20 氯化铁m 　 （1）装置连接的正确顺序是　 　（用小写字母表示）。 （2）为了比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱，在此实验中可依据的现象是 　。 （3）若要证明氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂，继续设计如下： ①将反应结束后剩余氯化铁固体进行过滤、洗涤、　 　 （填写操作名称），证明氧化铜在反应前后质量未发生变化； ②向上一步所得固体用蒸馏水配置溶液，观察溶液颜色并加入试剂，证明在反应前 后化学性质未发生变化。 【答案】（1）acbd （2）别2和3组，60s内收集到氧气的体积。 （3）干燥并称量 【解析】（1）排水法收集氧气，气体从短管子进，水从长管子出来，所以装置连接的正确顺序是： acbd （2）催化剂的催化能力越强，产生气体越快，所以此实验中可依据的现象是：1、2、3组，60s内收集到氧气的体积。 （3）要证明氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂，需证明反应结束后剩余氯化铁固体和反应前比，质量和化学性质都不变，所以第一空的答案是：干燥并称量 11．（2024·宁波模拟）某兴趣小组在学习了双氧水分解制取氧气的实验后，知道催化剂（MnO2）能改变化学反应速率，到底还有哪些因素会影响化学反应速率呢?他们设计并进行了以下四次实验。 实验次数 H2O2溶液质量分数/% H2O2溶液用量/mL 催化剂(MnO2) 用量/g 反应温度/℃ 收集气体体积/mL 所需时间/s ① 30 5 0 85 2 3.8 ② 15 2 0.1 20 2 2.8 ③ 5 2 0.1 20 2 7.4 ④ 30 5 0 55 2 10.5 （1）请写出双氧水分解制氧气的化学方程式　 　。 （2）实验中同学们是通过比较　 　的方式比较化学反应的速率。 （3）由以上实验得出的结论是____（可多选）。 A．H2O2溶液质量分数越高，反应速率越快 B．反应温度越高，反应速率越快 C．催化剂（MnO2）用量越多，反应速率越快 D．H2O2溶液用量越多，反应速率越快 （4）通过查阅资料，他们还发现许多金属盐（如FeCl3，CuSO4等）对双氧水的分解具有催化作用。那么，铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢?他们设计了如图的实验，并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果，小宁同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小宁思路，你认为还可以作何改进?。　 　。 【答案】（1） （2）收集相同体积的氧气所需的时间 （3）A；B （4）将氯化铁溶液换为硫酸铁溶液 【解析】（1）催化剂写在等号的上方，双氧水制氧气除了生成氧气以外还有水生成，方程式为。 （2）由表中数据可知，实验中是通过比较收集相同体积的氧气所需的时间来反映化学反应的速率的。 （3）A、由第2次和第3次实验可知，其它条件相同时，双氧水溶液的质量分数越大，收集相同体积的氧气所需时间越短，即反应速度越快，故A正确； B、由第1次和第4次实验可知，在其它条件相同时，反应温度越高，反应速率越快，故B正确； C、实验中没有测定催化剂质量对速率的影响，故C错误； D、双氧水的用量多少影响的是产生氧气的量而不是反应的速率，故D错误。 故答案为：AB。 （4）氯化铁和硫酸铜除了金属离子不同，酸根离子也不能，可能会对实验造成干扰，所以应换成酸根离子相同的试剂i，例如小宁同学将硫酸铜改为氯化铜，则同样，可以将氯化铁改为硫酸铁。 12．某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，表格为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。 【使用步骤】 Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位； Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方； Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体； Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。 回答下列问题： （1）在乙杯中加入清水的作用是　 　； （2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　； （3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因　 　。 【答案】（1）通过观察气泡产生的速度知道供氧的快慢，湿润氧气 （2）控制氧气产生的速率 （3）过氧化氢溶液分解会产生氧气；二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解；气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压(合理即可) 【解析】（1）在乙杯中加入清水的作用是：通过观察气泡产生的速度知道供氧的快慢，湿润氧气； （2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是控制氧气产生的速率； （3）该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因：过氧化氢溶液分解会产生氧气；二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解；气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压。 13．（2023·丽水）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。 [建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， [实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。 [实验数据] 实验序号 1 2 3 H2O2溶液的浓度 2% 4% 6% 收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3 [实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。 （1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)； A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度 （2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　； （3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。 【答案】（1）A；B（2）2H2O2 2H2O+O2↑（3）t1 【解析】（1）实验的唯一变量为双氧水的浓度，故其余变量都相同（如二氧化锰质量，以及滴加速度等）； （2）双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水；故方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑ ； （3）H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， 故t3最大； 14．（2023·鹿城模拟）“氧烛”常用做潜艇等密闭仓内的紧急供氧设备，使用时按压点火装置，药块中的镁粉持续氧化放热，产生热最使氯酸钠(NaClO3) 在二氧化锰的催化下分解产生氧气 2NaClO32NaCl+3O2↑。Mg粉持续氧化放出的热量可维持至氯酸钾耗尽，生成的氧气经气滤装置后由氧气出气口排出。其装置如图甲。查资料可知产氧药块有A、B两种： A药块含有NaClO3、MnO2、并均匀分布金属燃料镁粉： B药块含有NaClO3、MnO2、不含镁粉，如图乙。 为探究A、B药块的组合方式对氧烛产氧量的影响，小科进行了以下实验。 （1）为探究A、B两种药块填充布局方式对产氧最的影响，小科进行了图丙设计。为保障A、B药块中的NaClO3完全消耗，以达到最大产氧量的目的，应选择哪一种结构？并说明理由。 （2）A、B药块的质量配比不同是否会影响产氧量？小科在保证A、B药块总质量相同的前提下，按不同的质量比进行模拟实验，并绘制出产氧总量随着A药块所占质量比变化的柱状图，如图丁所示。则该实验的结论是：　 　。 （3）为进一步确定产氧量最高的人、B药块质量比，该如何进一步实验？ 【答案】（1）内外结构。A层中含有镁粉，B层中不含镁粉。A中的镁粉氧化放出的热量，可以持续并最大限度地提供给B层中的氯酸钠，从而使B层中的氯酸钠也完全分解。 （2）在A、B药块总质量相同的前提下，产氧总量随A药块所占质量比的增加，先增大后减小，且在A质量比为40%时，产氧量最大。 （3）在A药块的质量比为40%左右，以更小的百分比差值取多组数据，进行多次实验 【解析】（1） 以达到最大产氧量的目的，应选择 ： 内外结构 。理由为 A层中含有镁粉，B层中不含镁粉。A中的镁粉氧化放出的热量，可以持续并最大限度地提供给B层中的氯酸钠，从而使B层中的氯酸钠也完全分解。 （2）结论为： 在A、B药块总质量相同的前提下，产氧总量随A药块所占质量比的增加，先增大后减小，且在A质量比为40%时，产氧量最大。 （3）进一步实验： 在A药块的质量比为40%左右，以更小的百分比差值取多组数据，进行多次实验 。 15．（2023·拱墅模拟）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：Na2CO3•3H2O2 Na2CO3+3H2O2； 第二步：　 　（填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是____（选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整。 【答案】（1）2H2O2 2H2O+O2↑ （2）C （3） 【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下可分解生成水和氧气，反应方程式为 2H2O2 2H2O+O2↑ 。 （2） 过碳酸钠、双氧水分解制氧气都无污染物生成，A错误；过碳酸钠制氧气需先分解成过氧化氢，再得到氧气，成本高，B错误；过碳酸钠为固体，双氧水为液体，过碳酸钠储存更方便，C正确； （3）反应仓中产生气体进入加湿过滤仓，为使气体充分与水接触，气体需先进入水中，再排出，装置图示为或。 16．（2023·文成模拟）为了探究哪种方法收集的氧气浓度更高，某兴趣小组用如图所示器材和药品，开展了如下实验： ①如图甲用双氧水催化分解的方法制氧气，并用排水法收集满3瓶氧气。 ②用图丙装置，测各集气瓶中氧气含量并记录。 ③将步骤①中的收集方法改为向上排空气法(图乙)收集满3瓶氧气，测各集气瓶中氧气含量并记录。 ④再利用双氧水催化分解制取氧气，通过浓硫酸干燥后，用向上排空气法收集满3瓶，测各集气瓶中氧气含量并记录。 （1）检查图甲装置气密性的操作是　 　。 （2）老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，再继续收集 30 秒，是因为 　。 （3）该兴趣小组的同学所做的实验记录如下： 表 1 制取方法 双氧水催化分解 (氧气未干燥) 双氧水催化分解 (氧气干燥) 收集方法 排水法 向上排空气法 向上排空气法 氧气浓度% 65.5 66.1 65.9 66.5 66.8 66.7 74.7 75.2 75 氧气均浓度% 65.8 66.7 75 分析表格数据可知，向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高，原因可能是　 　。 【答案】（1）关闭分液漏斗活塞，将导管口放入水中，用手捂住锥形瓶，若导管口有气泡冒出，则气密性良好 （2）可以使收集的氧气浓度更高 （3）排水法收集的氧气中含有较多的水蒸气 【解析】（1）甲装置气密性检查方法可利用热胀冷缩原理，即关闭分液漏斗活塞，将导管口放入水中，用手捂住锥形瓶，若导管口有气泡冒出，则气密性良好 ； （2） 老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，再继续收集 30 秒，可更好的排尽空气， 使收集的氧气浓度更高； （3） 排水法收集的氧气中含有较多的水蒸气 ，所以 向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高； 17．（2023·鹿城模拟）小龙通过图示实验装置(夹持部分已略去)及药品，按如下实验步骤，验证了可燃 物燃烧的条件。其中实验装置气密性良好，所用药品均足量(已知红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃)。 步骤一：向大烧杯中注入足量的冷水，打开K1关闭K2，向下压左侧注射器活塞，使生成的氧气持续通入U形管，并观察U形管中现象； 步骤二：关闭K1、打开K2，向下压右侧注射器活塞，使生成的二氧化碳将U形管内的氧气排尽，然后将烧杯中的冷水换成等量的80℃的热水，并观察U形管中现象； 步骤三……并观察U形管中现象。 （1）根据图示信息，写出生成氧气的化学方程式　 　。 （2）简述步骤二中判断U形管内氧气已经排尽的方法。　 　。 （3）补充完整步骤三的操作，并写出U形管中应观察到的现象。 　。 【答案】（1）2H2O2 2H2O+O2 ↑ （2）将燃着的木条放于右管导管口，若熄灭，则已排尽 （3）关闭K2打开K1 ，向下压左侧注射器活塞左侧管内棉花不燃烧，右侧管内棉花燃烧 【解析】（1）由图示可知，制取氧气选择过氧化氢分解，反应方程式为 2H2O2 2H2O+O2 ↑ ； （2） 因氧气具有助燃性，所以判断U形管内氧气已排尽可将燃着的木条放于右管导管口，若熄灭，则已排尽 ； （3） 步骤三需通入氧气，观察白磷燃烧而红磷不燃烧以验证燃烧需温度达到着火点，所以操作是关闭K2打开K1 ，向下压左侧注射器活塞左侧管内棉花不燃烧，右侧管内棉花燃烧 ； 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 氧气制取实验 一、实验室制氧气的核心反应原理 1. 高锰酸钾加热分解 特点：需加热，属于固体加热型反应；试管口需放棉花（防止高锰酸钾粉末进入导管）。 2. 过氧化氢催化分解 特点：常温反应，无需加热，装置简单（固液常温型）；二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变。 3. 氯酸钾与二氧化锰共热 特点：需加热，二氧化锰催化降低反应温度；操作步骤与高锰酸钾法类似9。 二、实验装置与操作要点 1. 发生装置选择 固体加热型（高锰酸钾、氯酸钾）：使用铁架台、试管、酒精灯等；试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）。 固液常温型（过氧化氢）：锥形瓶+长颈漏斗/分液漏斗，便于控制反应速率；长颈漏斗末端需浸入液面以下（液封，防止气体逸出）。 2. 收集方法 排水法：适用于氧气不易溶于水的性质；当导管口连续均匀冒气泡时开始收集（避免混入空气）。 向上排空气法：利用氧气密度比空气大的性质； 验满方法：带火星木条置于集气瓶口，复燃则满。 三、浙江中考高频考点及易错点 1. 实验装置改进与误差分析 改进方向：①用分液漏斗替代长颈漏斗（便于控制液体流速）； ②用电子传感器替代传统验满方法（提高精度）。 常见错误：①高锰酸钾法未在试管口塞棉花（导致导管堵塞）； ②排水法收集过早（气泡不连续导致氧气不纯）。 2. 催化剂与分解反应 催化剂验证实验：对比过氧化氢分解时是否加入二氧化锰，观察气泡产生速率；反应后分离二氧化锰并 验证其质量不变。 反应类型判断：三种制氧反应均属于分解反应（一变多），需结合化学方程式识别 一、拓展题型总结 1. 装置创新与改进题 典型设问：分析分液漏斗/注射器替代长颈漏斗的优势（如控制反应速率、减少气体泄漏）。 评价带电子传感器的密闭装置（如实时监测氧气浓度或气压变化）。 关键点：①分液漏斗能精确控制液体滴加速度，避免反应过猛；注射器可定量测定气体体积。 ②传感器类装置需结合气压变化解释数据波动（如反应初期温度升高导致压强骤增）。 2. 催化剂探究题 典型设问：①验证不同催化剂（如CuO、Fe₂O₃）对过氧化氢分解速率的影响，并分析催化效率差异。 ②判断某物质是否为催化剂（需证明其质量和化学性质不变）。 答题策略：设计对比实验组（如无催化剂、不同催化剂条件）； 通过过滤、洗涤、干燥、称量等步骤验证催化剂质量不变。 3. 工业制氧与实验室制氧对比题 典型设问：对比工业制氧（分离液态空气法）与实验室制氧的原理差异，分析能耗、纯度等优缺点。 解释工业制氧属于物理变化的原因（无新物质生成）。 易错点：混淆“催化剂”与“反应条件”（如工业制氧无需催化剂）。 4. 实验误差的深度分析 典型设问：①用高锰酸钾制氧时，若未在试管口塞棉花，导致水槽中液体变红的原因及后果。 ②排水法收集氧气时，集气瓶未装满水对氧气纯度的影响（混入空气导致纯度降低）。 答题要点：①从装置细节（如气密性、操作顺序）推导误差来源； ②结合数据计算实际产率（如理论产氧量 vs 实测值）。 5. 跨学科综合题 典型设问：结合气压原理分析红磷燃烧实验与氧气制取实验的关联（如均需密闭体系保障质量守恒）。 用微观示意图解释催化剂的作用机制（如降低反应活化能）。 关键点：①物理知识迁移（如压强变化对实验现象的影响）； ②化学与生物学科交叉（如氧气在呼吸作用中的应用）。 二、答题策略与高频考点 1. 装置创新题应对策略 核心思路：改进方向围绕“提高密闭性”“简化操作”“精准测量”展开； 例如：用多孔塑料片控制固液接触（随反应进行自动分离，避免浪费）。 2. 计算题的变形考法 典型例题：已知氯酸钾与二氧化锰混合物加热后剩余固体质量，反推原混合物组成（需扣除催化剂质量）。 电解水实验的氧气产率计算（结合装置质量差或气体体积比）。 步骤规范：分步计算：①总质量差→②氧气质量→③反推反应物质量； 注意单位换算（如气体体积与质量的转换）。 3. 实验现象的动态分析 高频考点： ①铁燃烧实验失败的原因（如氧气浓度不足、铁丝未绕成螺旋状）； ②硫燃烧实验中NaOH溶液的作用（吸收SO₂，避免污染）4。 答题模板：“现象描述+化学方程式+实验条件关联（如氧气浓度影响反应剧烈程度）” 1．（2025·杭州模拟） 氧气是我们赖以生存的物质，人类对刚取氧气的探究从未止步。化学小组以“氧气制备”为主题展开的学科项目式学习。请问答下列问题： （一）致敬科学家 1774年，法国科学家拉瓦锡在隔绝空气的装置中加热氧化汞，得到了一种能够支持燃烧和供给呼吸的气体，这就是氧气。 （二）基础性实验 （1）用A装置利用氯酸钾制取氧气的化学方程式为 　；若要收集一瓶氧气，收集装置可选用　 　（填序号）。 （2）（三）跨学科实践 某种家庭制氧机是利用分子筛技术获得高浓度氧气，其工作原理如图G，则空气中两种主要气体的分子体积大小为：氮气　 　氧气（填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）某种制氧剂的成分为过碳酸钠（）和二氧化锰，使用时向制氧剂中加水即可产生氧气，反应分两步，第一步的化学方程式为。同学们利用该制氧剂、饮料瓶和吸管制作了简易家庭制氧机（如图），则下列有关说法中不正确的是　 　（填序号）。 A.装药品前先检查装置的气密性 B.甲、乙瓶内气体压强相同 C.乙瓶可观察产生氧气的速率 D.反应前后的质量不变 （四）反思与总结 、、、空气、都能产生氧气，是因为它们都含有氧元素。 2．（2025九下·温州模拟）小明在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。 （1）用排空气法收集氧气时，可选择收集装置B和C中的　 　； （2）为了防止加热时试管内物质进入导管，应在试管口　 　； （3）用排空气法收集氧气时，验满的操作方法是　 　。 （4）小明用排水法收集两瓶氧气正放在桌面上。收集甲瓶时将水全部排完，收集时乙瓶将水排出一半；盖好毛玻片。小明发现，甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动，原因是　 　。 3．（2024·温州三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。 ①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。 ②按图所示安装装置，并检查气密性。 ③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。 ④打开活塞，收集氧气。 ⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。 试验编号 水/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克 一 3：1 16 0.4 二 2：1 24 0.36 三 1：1 49 0.39 四 1：2 65 0.4 五 1：3 70 0.37 （1）步骤②中检查气密性的方法是：　 　。 （2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式____。 A．观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气 B．立即将导管伸入量筒，收集氧气 （3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由：　 　。 4．（2024·杭州模拟）氧气是重要的化学物质。请回答下列问题： （1）实验室选用装置C制备氧气，则选用的药品是　 　。 （2）若利用D (盛放KMnO4固体)E装置制备、收集氧气，E中导管伸到接近集气瓶底部， 原因是　 　。 （3）用右图装置测定空气中氧气含量，集气瓶体积为250mL，量筒中盛入100mL水，用激光手电照射白磷， 白磷充分燃烧。燃烧后冷却至室温，打开止水夹，量筒内水体积约为60mL。 ①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为　 　。 ②请分析出现①计算结果的原因：　 　(写出1点)。 5．（2023·钱塘模拟）学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知：某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式： 白色固体)和二氧化锰。 ①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，能产生氧气并放出热量。 ②高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强。编号 浓度/% 体积/mL ① 5 9.11 ② 15 2.89 ③ 25 1.66 ④ 30 1.37 【活动】选择制氧剂：对比过碳酸钠和过氧化氢溶液的制氧效果，选择合适的制氧剂。 实验一：过氧化氢 小组设计了图甲所示的实验装置，用溶质质量相等的四组过氧化氢溶液(见左上表)进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入0.2gMnO2，注入溶液，记录并处理 20min内数据如图乙。 （1）检查图甲装置气密性的操作是　 　。 （2）反应的化学方程式为　 　。 （3）从安全角度考虑，可以选择浓度为　 　(选填5%”或“30%”)的过氧化氢溶液作为制氧剂。 （4）实验二：过碳酸钠 往锥形瓶中加入1.41g过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水，待反应完全后收集到约159.1mL 水 (产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。用排水法收集并读取每2分钟获得的氧气体积，记录并处理20min内数据如图丙。分析了图丙数据，学习小组认为选择过碳酸钠作为制氧剂更好，依据是 　 　。为寻找其他依据，他们继续探索。 6．（2024·龙湾模拟）为探究对过氧化氢酶活性的影响，小龙进行了如下实验： ①将若干同样大小的滤纸片放入猪肝研磨液（含有过氧化氢酶）中，浸泡一段时间后取出晾干。 ②在四只烧杯中分别加入等量体积分数为过氧化氢溶液，调节分别为5、7、9、11（温度保持相同且适宜）。 ③在每个烧杯中放入相同数量的滤纸片，记录滤纸片从下沉至浮出液面所用的平均时间（如图）。 （1）为了更好体现对过氧化氢酶活性的影响，老师建议步骤②中应增加过氧化氢溶液的用量，其原因是：　 　。 （2）该实验能用滤纸片从下沉至浮出液面所用的时间来判断过氧化氢分解快慢的理由是　 　。 （3）小龙查阅资料发现：过氧化氢分解速度随着增大而增大，但对过氧化氢酶活性的影响比对过氧化氢分解速度的影响更大，为此，小龙补充实验如表所示。若实验结果出现　 　（用、、、表示），则可验证上述信息是正确的。 实验序号 1 2 3 4 反应物 体积分数为过氧化氢溶液 处理条件 含过氧化氢酶，为7的溶液 不含过氧化氢酶，为7的溶液 合过氧化氢酶，为11的溶液 不含过氧化氢酶，为11的溶液 实验结果 7．（2024·玉环模拟）家用制氧机使用方便，移动轻巧，适合广大保健者使用。小明想利用所学的化学知识制作一款简易的家用制氧机，进行了如下探究。 （1）查阅资料可知，高锰酸钾、氯酸钾在加热的条件下都能产生氧气；过碳酸钠溶液、双氧水在二氧化锰的催化下都能释放出氧气，无须加热。为了选择反应速率最合适的制氧剂，小明利用如图甲的装置和如表所示试剂进行实验。 实验组别 分液漏斗内药品 锥形瓶中药品 一 10毫升3%的双氧水溶液 2克的二氧化锰 二 　 2克的二氧化锰 表格中空白处的内容是　 　。 （2）小明设计了如图乙所示的“制氧机”，小柯改进他的设计，增加了图丙的装置。连接时，乙装置中的导管应该与丙装置中的　 　(选填“a”或“b”)导管连接；丙装置的优点是　 　。(写出一条即可) 8．在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。 Ⅰ.实验室用图1所示装置制取并收集氧气。 （1）用作催化剂，受热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为 　。 （2）装置中仪器X的名称为　 　。收集干燥氧气应选取的收集装置为　 　(选填字母)。 （3）搭建如图2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开　 　(选填“K1”“K2”或）处的螺丝，待调整后再拧紧。 （4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是　 　(填序号)。 a.移走并熄灭仪器X b.断开试管与洗气瓶之间的连接 Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中制取氧气。 已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和 H2O2。 可以将KI转化为I2。 （5）制氧机制氧说明(部分)见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。 配方 A剂/袋 B剂/袋 平均供氧量/(毫升·分钟-¹) 供氧时间/(分钟) 配方一 1 1 ≥320 ≥15 配方二 2 1 ≥500 ≥25 配方三 3 2 ≥1000 ≥15 ①A剂的成分是　 　。 ②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是　 　。 （6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验。 ①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为　 　。 ②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为　 　。 ③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加　 　溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有 H2O2。 9．（2022·浙江）呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，小科设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料。 资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。 化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。 资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。 （1）注射器的作用类似于　 　（选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 （2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作：　 　 。 （3）实验装置C中无水硫酸铜的作用是　 　。 （4）实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊，其原因是 　。 10．（2022·浙江）小科查阅资料发现氯化铁可作过氧化氢溶液制取氧气的催化剂，为了验证这一说法并比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱，小科利用如图所示装置和下述实验步骤进行实验： 步骤1：正确连接装置，并检查装置气密性； 步骤2：按表所示实验药品及用量进行实验； 组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂种类 及质量/g 60s内收集到 氧气的体积/mL 1 20 无 　 2 20 二氧化锰m 　 3 20 氯化铁m 　 （1）装置连接的正确顺序是　 　（用小写字母表示）。 （2）为了比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱，在此实验中可依据的现象是 　。 （3）若要证明氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂，继续设计如下： ①将反应结束后剩余氯化铁固体进行过滤、洗涤、　 　 （填写操作名称），证明氧化铜在反应前后质量未发生变化； ②向上一步所得固体用蒸馏水配置溶液，观察溶液颜色并加入试剂，证明在反应前 后化学性质未发生变化。 11．（2024·宁波模拟）某兴趣小组在学习了双氧水分解制取氧气的实验后，知道催化剂（MnO2）能改变化学反应速率，到底还有哪些因素会影响化学反应速率呢?他们设计并进行了以下四次实验。 实验次数 H2O2溶液质量分数/% H2O2溶液用量/mL 催化剂(MnO2) 用量/g 反应温度/℃ 收集气体体积/mL 所需时间/s ① 30 5 0 85 2 3.8 ② 15 2 0.1 20 2 2.8 ③ 5 2 0.1 20 2 7.4 ④ 30 5 0 55 2 10.5 （1）请写出双氧水分解制氧气的化学方程式　 　。 （2）实验中同学们是通过比较　 　的方式比较化学反应的速率。 （3）由以上实验得出的结论是____（可多选）。 A．H2O2溶液质量分数越高，反应速率越快 B．反应温度越高，反应速率越快 C．催化剂（MnO2）用量越多，反应速率越快 D．H2O2溶液用量越多，反应速率越快 （4）通过查阅资料，他们还发现许多金属盐（如FeCl3，CuSO4等）对双氧水的分解具有催化作用。那么，铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢?他们设计了如图的实验，并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果，小宁同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小宁思路，你认为还可以作何改进?。　 　。 12．某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，表格为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。 【使用步骤】 Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位； Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方； Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体； Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。 回答下列问题： （1）在乙杯中加入清水的作用是　 　； （2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　； （3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因　 　。 13．（2023·丽水）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。 [建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， [实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。 [实验数据] 实验序号 1 2 3 H2O2溶液的浓度 2% 4% 6% 收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3 [实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。 （1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)； A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度 （2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　； （3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。 14．（2023·鹿城模拟）“氧烛”常用做潜艇等密闭仓内的紧急供氧设备，使用时按压点火装置，药块中的镁粉持续氧化放热，产生热最使氯酸钠(NaClO3) 在二氧化锰的催化下分解产生氧气 2NaClO32NaCl+3O2↑。Mg粉持续氧化放出的热量可维持至氯酸钾耗尽，生成的氧气经气滤装置后由氧气出气口排出。其装置如图甲。查资料可知产氧药块有A、B两种： A药块含有NaClO3、MnO2、并均匀分布金属燃料镁粉： B药块含有NaClO3、MnO2、不含镁粉，如图乙。 为探究A、B药块的组合方式对氧烛产氧量的影响，小科进行了以下实验。 （1）为探究A、B两种药块填充布局方式对产氧最的影响，小科进行了图丙设计。为保障A、B药块中的NaClO3完全消耗，以达到最大产氧量的目的，应选择哪一种结构？并说明理由。 （2）A、B药块的质量配比不同是否会影响产氧量？小科在保证A、B药块总质量相同的前提下，按不同的质量比进行模拟实验，并绘制出产氧总量随着A药块所占质量比变化的柱状图，如图丁所示。则该实验的结论是：　 　。 （3）为进一步确定产氧量最高的人、B药块质量比，该如何进一步实验？ 15．（2023·拱墅模拟）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：Na2CO3•3H2O2 Na2CO3+3H2O2； 第二步：　 　（填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是____（选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整。 16．（2023·文成模拟）为了探究哪种方法收集的氧气浓度更高，某兴趣小组用如图所示器材和药品，开展了如下实验： ①如图甲用双氧水催化分解的方法制氧气，并用排水法收集满3瓶氧气。 ②用图丙装置，测各集气瓶中氧气含量并记录。 ③将步骤①中的收集方法改为向上排空气法(图乙)收集满3瓶氧气，测各集气瓶中氧气含量并记录。 ④再利用双氧水催化分解制取氧气，通过浓硫酸干燥后，用向上排空气法收集满3瓶，测各集气瓶中氧气含量并记录。 （1）检查图甲装置气密性的操作是　 　。 （2）老师建议用图乙方法收集氧气，验满后，再继续收集 30 秒，是因为 　。 （3）该兴趣小组的同学所做的实验记录如下： 表 1 制取方法 双氧水催化分解 (氧气未干燥) 双氧水催化分解 (氧气干燥) 收集方法 排水法 向上排空气法 向上排空气法 氧气浓度% 65.5 66.1 65.9 66.5 66.8 66.7 74.7 75.2 75 氧气均浓度% 65.8 66.7 75 分析表格数据可知，向上排空气法比用排水法收集的氧气浓度更高，原因可能是　 　。 17．（2023·鹿城模拟）小龙通过图示实验装置(夹持部分已略去)及药品，按如下实验步骤，验证了可燃 物燃烧的条件。其中实验装置气密性良好，所用药品均足量(已知红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃)。 步骤一：向大烧杯中注入足量的冷水，打开K1关闭K2，向下压左侧注射器活塞，使生成的氧气持续通入U形管，并观察U形管中现象； 步骤二：关闭K1、打开K2，向下压右侧注射器活塞，使生成的二氧化碳将U形管内的氧气排尽，然后将烧杯中的冷水换成等量的80℃的热水，并观察U形管中现象； 步骤三……并观察U形管中现象。 （1）根据图示信息，写出生成氧气的化学方程式　 　。 （2）简述步骤二中判断U形管内氧气已经排尽的方法。　 　。 （3）补充完整步骤三的操作，并写出U形管中应观察到的现象。 　。 学科网（北京）股份有限公司 $$