第07讲 氧气和二氧化碳的制备-【暑假弯道超车】2025年新八年级化学暑假提升精品讲义（沪科版五四学制2024）

第07讲 氧气和二氧化碳的制备（原卷版） 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．了解工业制备氧气的方法。 2．通过实验探究初步学习氧气的实验室制法。 3. 了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用。 4．通过实验探究初步学习二氧化碳的实验室制法。 5．对比氧气、二氧化碳的制法，了解实验室制取气体的一般思路和方法。 一、工业制备氧气 1．原料：液态空气。 2．原理：利用 的沸点比 的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为 态，再将液态空气缓缓升温至左右， 首先达到沸点从 里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在 钢瓶中。 二、实验室制取氧气 1. 过氧化氢制氧气 （1）药品：双氧水和 。 （2）反应原理：或 。 （3）步骤：①检查装置的 。 ②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 集气法收集。 2. 氯酸钾制取氧气 （1）药品：氯酸钾、二氧化锰 （2）反应原理 或 。 3. 催化剂 （1）概念：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的 和 在反应前后没有发生 的物质。 （2）特点：一变两不变。 （3）注意事项： ①催化剂只能改变 ，不能改变化学反应的 ； ②催化剂的 和 在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变； ③不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。 （氧化铁、硫酸铜、红砖粉末等也可以作催化剂） 4. 加热高锰酸钾制取氧气 （1）药品及仪器：酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、棉花、胶塞、高锰酸钾 （2）反应原理：或 。 （3）发生装置： 收集装置 （固固加热型） （排水法） （4）实验步骤： ① 查：检查装置 ； ② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口 ，并用带导管的橡皮塞塞紧试管； ③ 定：将试管固定在铁架台上； ④ 点：点燃酒精灯，试管 后，就使酒精灯固定在试管底部加热； ⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法； ⑥ 移：把导管移出水槽； ⑦ 灭：熄灭酒精灯。 （5）气体验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有 出现，说明气体收集满了；（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的 ，说明氧气收集满了。 【特别提醒】 （1）药品要平铺在试管底部，均匀受热。 （2）试管口要 ，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管 。 （3）铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。 （4）试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。 （5）集气瓶充满水后 （瓶口要在水面下）。 （6）加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯 对准药品所在部位加热。 （7）用排水法收集气体时，应注意当气泡 时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。 （8）停止加热时，应先把 从水里撤出，再 。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 （9）用高锰酸钾制氧气时，试管口要放 ，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。 （10）盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度 空气的密度，正放可减少气体逸散。 三、实验室制取二氧化碳 1．二氧化碳的实验室制法 稀盐酸与大理石（或石灰石。其主要成分都是碳酸钙）反应来制取。 其反应原理是 。 2．具体操作步骤和注意事项 连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）。 3．二氧化碳的检验方法 气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变 ，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口，如果 则说明瓶内已收集满二氧化碳。 4. 实验装置的确定 ①发生装置：选择依据：反应物的反应条件、反应的物质状态。 ②收集装置：选择依据：气体的密度、气体的溶解性。 ③收集方法：排水法 （难溶于水的且不与水反应的气体） 排空气法（密度大于空气且不与空气中其他成分反应的气体） 考点一 工业制氧气 【例1】如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （提示：氧气的沸点比二氧化碳的沸点低） （1）流程图中空格①处物质的用途是 （答出一种即可）。 （2）首先蒸发出的气体是氮气，这是因为 。 （3）该生产过程最终得到的“液氧”为 色，该"液氧"并不是纯净物，还含有 （举一种物质）。 （4）请你设计实验区分空气、氧气和二氧化碳三种气体（操作、现象） 。 【变式1-1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【变式1-2】如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 考点二 实验室制备氧气 【例2】实验课上，同学们利用如图所示装置进行气体制备。 (1)写出图中有标号仪器的名称：① 、② 。 (2)反应原理：写出实验室用加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。 (3)气体的制备：实验室用过氧化氢制取氧气的发生装置是 (填序号)。 (4)气体的收集：实验室收集氧气的装置可选用 (填序号)。 【例3】请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 【变式2-1】用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 【变式2-2】气体的实验室制备是学生必备的实验技能，以下是实验室用于制取气体的部分装置，回答下列问题： （1）写出相应仪器的名称。①　 　，④　 　。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是 　 　；选择的依据是 　 　，收集装置可用D，原因是 　 　，还可用C装置收集，原因是 　 　。 （3）选择B装置在实验室制取氧气的化学反应方程式为 　 　，该装置的一条优点是 　 　。若在F装置内注满水，然后收集一瓶氧气，连接发生装置的导管口是 　 　；该装置在实验中用途广泛，还可以用作 　 　。 【变式2-3】如图是实验室制取氧气实验装置图，请回答下列问题： (1)写出装置中标号仪器的名称：① ，② 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 （填字母），该反应的文字表达式为 。 (3)用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的文字表达式为 ，应选择上图中 （填字母）组装一套制取较干燥氧气的装置，收集氧气时，验满的方法是 。 (4)如果锥形瓶中的反应剧烈，应该采取的安全措施是 （填编号）。 ①将长颈漏斗换成分液漏斗，减慢液体滴加的速度 ②换用体积较小的锥形瓶 ③加热锥形瓶 考点三 过氧化氢制取氧气实验的图像问题 【例4】已知：。如图表示将一定质量的H2O2溶液和MnO2混合后，变量y随时间的变化趋势。变量y是    A．H2O2的质量 B．O2的质量 C．MnO2的质量 D．溶液的总质量 【变式3-1】在分解一定量过氧化氢制氧气的实验中，下列图像正确的是 A．B．C．D． 【变式3-2】分别向a､b两支试管中加入等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，其中a试管加有少量二氧化锰固体（均完全反应）｡下列关于两支试管中产生氧气的质量与反应时间的关系图正确的是 A． B． C． D． 考点四 与催化剂相关的探究 【例5】某兴趣小组的同学设计实验探究红砖粉对过氧化氢溶液分解反应能否起催化作用： 、B试管中均盛等体积等浓度的过氧化氢溶液； 向A中加入1克红砖粉，分别将带火星的木条放置在A、B试管口，A管口木条复燃，B管口木条不复燃； 反应结束后，将A中混合物过滤、洗涤、烘干得到滤渣； 观察滤渣的颜色和状态； 称量滤渣的质量为1克； 将滤渣加入到B试管中，伸入带火星木条，木条复燃。 请回答： (1)在探究过程中做的是 实验。 (2)通过实验你得出的结论是： 。 (3)设计实验的目的是： 。 (4)若省掉步骤能否达到实验目的？ 你的理由是 ；若省掉步骤能否到达实验目的？ 你的理由是 。 【变式4-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 【变式4-2】实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气｡下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响｡实验装置如图 1所示｡ 实验记录：每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液，采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中，回答下列问题｡ 过氧化氢体积（mL） 过氧化氢浓度 CuO质量（g） 待测数据（mL） Ⅰ 30 5% 0.1 Ⅱ 30 5% 0.2 Ⅲ 30 5% 0.3 (1)上述实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是 ｡本实验中，图1的方框内收集装置应选用图 2中的 （填序号）｡ (2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 ｡ (3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” （填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快｡ (4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂，还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变｡ 考点五 实验室制备二氧化碳 【例6】某小组利用如图装置制备二氧化碳气体，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时，应选用的发生装置为 ，反应的化学方程式为 。 (3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。 (4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是 。 【变式5-1】利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 【变式5-2】兴趣小组利用常见药品制取气体，请根据所学化学知识回答下列问题。 I．制取气体 (1)请写出图中标号a的仪器名称 。 (2)实验室用加热固体高锰酸钾的方法制氧气，应选用A作发生装置，该装置中错误的点为 。 (3)实验室制取并收集CO2可选择的装置组合是 （填字母序号），发生反应的化学方程式为 。 Ⅱ．跨学科实践活动：二氧化碳自动补给装置 (4)兴趣小组设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由上图可推知，二氧化碳是否产生与A瓶内的 （填“压强”或“温度”）有关。 (5)为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸 的位置（填“1”“2”或“3”）。 考点六 实验室制备气体的一般思路 【例7】如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。 （1）实验室制取CO2的化学方程式为 　 　。检验二氧化碳的方法是 　 。 （2）氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，实验室制取氨气的发生装置可选用 　 　（填字母）装置，若用F装置收集氨气，则气体应从 　 　（填“a”或“b”）端通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，其目的是 　 　。 【变式6-1】根据如图装置回答问题。 （1）写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式：　 　。若用E装置收集氧气（气体从a进入），请将装置图中导管补画完整。 （2）装置B、C均可用于制取二氧化碳，与装置B相比，装置C的优点什么？　 　 【变式6-2】如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　 　，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　 　（填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　 　。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　 　。 基础达标 1. 下列有关高锰酸钾制氧气实验中有关实验操作叙述不正确的是 A．实验时，要先检查装置气密性 B．试管口要塞棉花，防止高锰酸钾粉末通过导管进入水槽 C．试管口略向上倾斜 D．加热时，要先预热，再集中加热 2. 实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示，其中正确的是 A．连接实验仪器 B．检查装置气密性 C．装入高锰酸钾 D．结束时先停止加热 3.（2024•四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 4. 实验室制取并收集二氧化碳时，有如图所示操作，其中正确的是 A．检查气密性 B．加入石灰石 C．产生二氧化碳 D．收集二氧化碳 5．如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是（　　） A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 6. 规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 7. 下列关于加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是 A．检查装置气密性，先用手握试管外壁，再把导管放入水中 B．实验中，先将导管伸入装满水的集气瓶，后点燃酒精灯 C．点燃酒精灯后，先均匀加热，后集中在放药品的部位加热 D．收集结束，先从水槽中取出集气瓶，后盖上玻璃片 8. 下列有关催化剂的说法中错误的是（　　） A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率 B．一个化学反应只能有一种催化剂 C．在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变 D．催化剂不能改变生成物的质量 9. 兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图甲，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图乙。下列说法不正确的是 A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．a点的对应操作是关闭弹簧夹 D．d点时反应结束 10. 某同学误将少量的高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．t2～t3只发生了一个化学反应 B．t1时刻开始有氧气生成 C．c是氧气 D．d是锰酸钾 11. 现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，下列图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 12. 根据如图装置，回答下列有关问题： (1)装置图中仪器a的名称为 。 (2)用高锰酸钾制取氧气，选择装置A，试管口要塞 ，发生反应的文字表达式为 (3)装置B制取氧气时，仪器b底部在液面以 (选填“上”或“下”)。 (4)用装置E装置收集O2，与发生装置相连的是 (填“c”或“d”)。 13．实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 14．（24-25九年级下·河北邢台·阶段练习）用溶液和来制氧气，为了证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 15．某小组利用如图装置制备二氧化碳气体，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时，应选用的发生装置为 ，反应的化学方程式为 。 (3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。 (4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是 。 过关检测 1. 如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 2. 下列关于二氧化锰的说法正确的是（　　）。 A．如果不加二氧化锰，过氧化氢不会分解 B．只有二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加二氧化锰，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气量不变 D．在所有的化学反应前后，二氧化锰的质量和性质都保持不变 3．结合如图实验，下列说法正确的是 A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气 B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少 C．该实验证明氧气可以支持燃烧 D．实验①的反应速率比实验③的快 4. 利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 5. 如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是（　　）。 A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口 B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中 C．加试剂时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡胶塞 D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片 6．如图为某同学设计的制取CO2，的发生装置，没有“控制反应发生和停止”作用的是（　　） A． B． C． D． 7．下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（　　） A．因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，因此可以用向上排空气法收集 B．因为二氧化碳能溶于水，所以通常不能用排水法收集 C．检验二氧化碳是否收集满，可用燃着的小木条放在集气瓶口 D．因为石灰石块和硫酸在常温下即可迅速反应，所以气体发生装置不需要加热 8. （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？ 9．实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 10. A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。 (3)用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。 (4)若选用BE装置加热高锰酸钾制取氧气，有下列操作： ①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。 正确的操作顺序为___________。 A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦ (5)F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。 11. 小强和几位同学在实验室用如图所示装置制取气体。 (1)写出图中②的仪器名称： 。 (2)小强想用高锰酸钾制取较纯净的氧气，他应选择上述装置中的A和 (填字母)进行组装。该反应的符号表达式为： ；该反应属于 (填反应类型)。 (3)用装置E收集氧气，收集满并取出集气瓶后，小强停止该实验的正确操作步骤是先 ，然后再 。 (4)用装置C收集气体，检验收集的气体是氧气的方法 。 (5)用装置F收集并测量收集氧气的体积，气体应该从导管 (填“a”或“b”)进，另一个导管口连接一个 (填仪器名称)。 (6)实验室通过大理石固体和稀盐酸溶液常温反应制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，制取二氧化碳应该选择 装置组合(填字母)。 12. 实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取，应选用的发生装置是 （填字母序号，下同），实验室加热高锰酸钾固体制取，应选用的发生装置是 。过氧化氢分解的化学方程式是 。 (3)实验室制取和，均不能选用的收集装置是 。 (4)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第07讲 氧气和二氧化碳的制备 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．了解工业制备氧气的方法。 2．通过实验探究初步学习氧气的实验室制法。 3. 了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用。 4．通过实验探究初步学习二氧化碳的实验室制法。 5．对比氧气、二氧化碳的制法，了解实验室制取气体的一般思路和方法。 一、工业制备氧气 1．原料：液态空气。 2．原理：利用 液态氮 的沸点比 液态氧 的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为 液 态，再将液态空气缓缓升温至左右， 氮气 首先达到沸点从 液态空气 里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在 蓝色 钢瓶中。 二、实验室制取氧气 1. 过氧化氢制氧气 （1）药品：双氧水和 二氧化锰 。 （2）反应原理：或 2H2O2 2H2O + O2↑ 。 （3）步骤：①检查装置的 气密性 。 ②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 排水 集气法收集。 2. 氯酸钾制取氧气 （1）药品：氯酸钾、二氧化锰 （2）反应原理 或 2KClO32KCl + 3O2↑ 。 3. 催化剂 （1）概念：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的 化学性质 和 质量 在反应前后没有发生 变化 的物质。 （2）特点：一变两不变。 （3）注意事项： ①催化剂只能改变 化学反应的速率 ，不能改变化学反应的 产率 ； ②催化剂的 质量 和 化学性质 在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变； ③不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。 （氧化铁、硫酸铜、红砖粉末等也可以作催化剂） 4. 加热高锰酸钾制取氧气 （1）药品及仪器：酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、棉花、胶塞、高锰酸钾 （2）反应原理：或 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 。 （3）发生装置： 收集装置 （固固加热型） （排水法） （4）实验步骤： ① 查：检查装置 气密性 ； ② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口 放一团棉花 ，并用带导管的橡皮塞塞紧试管； ③ 定：将试管固定在铁架台上； ④ 点：点燃酒精灯，试管 均匀受热 后，就使酒精灯固定在试管底部加热； ⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法； ⑥ 移：把导管移出水槽； ⑦ 灭：熄灭酒精灯。 （5）气体验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有 较大气泡 出现，说明气体收集满了；（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的 木条复燃 ，说明氧气收集满了。 【特别提醒】 （1）药品要平铺在试管底部，均匀受热。 （2）试管口要 略向下倾抖 ，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管 炸裂 。 （3）铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。 （4）试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。 （5）集气瓶充满水后 倒放入水槽中 （瓶口要在水面下）。 （6）加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯 外焰 对准药品所在部位加热。 （7）用排水法收集气体时，应注意当气泡 连续均匀冒出 时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。 （8）停止加热时，应先把 导管 从水里撤出，再 熄灭酒精灯 。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 （9）用高锰酸钾制氧气时，试管口要放 一小团棉花 ，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。 （10）盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度 大于 空气的密度，正放可减少气体逸散。 三、实验室制取二氧化碳 1．二氧化碳的实验室制法 稀盐酸与大理石（或石灰石。其主要成分都是碳酸钙）反应来制取。 其反应原理是 CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O 。 2．具体操作步骤和注意事项 连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）。 3．二氧化碳的检验方法 气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变 浑浊 ，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口，如果 木条熄灭 则说明瓶内已收集满二氧化碳。 4. 实验装置的确定 ①发生装置：选择依据：反应物的反应条件、反应的物质状态。 ②收集装置：选择依据：气体的密度、气体的溶解性。 ③收集方法：排水法 （难溶于水的且不与水反应的气体） 排空气法（密度大于空气且不与空气中其他成分反应的气体） 考点一 工业制氧气 【例1】如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （提示：氧气的沸点比二氧化碳的沸点低） （1）流程图中空格①处物质的用途是 （答出一种即可）。 （2）首先蒸发出的气体是氮气，这是因为 。 （3）该生产过程最终得到的“液氧”为 色，该"液氧"并不是纯净物，还含有 （举一种物质）。 （4）请你设计实验区分空气、氧气和二氧化碳三种气体（操作、现象） 。 【答案】（1）做保护气 （2） 氮气的沸点比氧气的沸点低 （3） （3）淡蓝 稀有气体（合理即可） （4） 用燃烧的小木条分别伸入三瓶无色无味的气体中，若小木条燃烧更旺的是氧气，木条燃烧无明显变化的是空气，木条熄灭的是二氧化碳 【解析】（1）根据空气的组成可知：流程图中空格处应填写的物质是稀有气体，化学性质稳定可用做保护气或通电发光可做电光源； （2） 工业上制取氧气是利用氧气和氮气沸点的不同，因为氮气的沸点比氧气的沸点低，所以首先蒸发出的气体是氮气； （3） “液氧”为淡蓝色液体；工业制取的液氧中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物； （4）氧气能支持燃烧，二氧化碳不能燃烧、也不能支持燃烧，故可将燃着的小木条分别伸入三瓶无色无味的气体中，若木条燃烧无明显变化，则是空气；若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体。 【变式1-1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【答案】D 【详解】A、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，描述正确； B、 分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，描述正确； C、 C、液氮的沸点低于液氧的沸点，因此先收集到的氮气，描述正确； D、 D、工业制氧气得到的氧气时空气中本来就含有的，而不是新生成的，描述错误。故选：D 【变式1-2】如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 【答案】(1) 分离液态空气法 物理 (2)燃着的木条 (3)低 (4)混合物 【详解】（1）工业上制取氧气，先将空气加压变成液态空气，再利用液氮和液氧沸点不同，升温分离出氮气，从而得到液氧，这种方法是分离液态空气法； 分离液态空气法制取氧气过程中，只是利用各成分沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化。 （2）氧气具有助燃性，空气中氧气浓度较低，而氮气不能燃烧也不支持燃烧。把燃着的木条分别伸入空气、氧气和氮气中，木条在空气中正常燃烧；在氧气中燃烧更旺；在氮气中会熄灭，所以可用燃着的木条区分这三种气体。 （3）步骤②中氮气先分离出来，是因为氮气沸点比氧气低，升温时氮气先达到沸点汽化分离出去。 （4）除去氮气后，剩余液体中还含有液氧、稀有气体等多种物质，属于混合物。 考点二 实验室制备氧气 【例2】实验课上，同学们利用如图所示装置进行气体制备。 (1)写出图中有标号仪器的名称：① 、② 。 (2)反应原理：写出实验室用加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。 (3)气体的制备：实验室用过氧化氢制取氧气的发生装置是 (填序号)。 (4)气体的收集：实验室收集氧气的装置可选用 (填序号)。 【答案】(1) 酒精灯 铁架台 (2)(3)A (4)C/D 【详解】（1）仪器①②的名称分别是酒精灯、铁架台； （2）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为； （3）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A； （4）氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法收集，即装置D或C。 【例3】请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 【答案】【答案】（1）长颈漏斗；（2）A；； （4） 可以随时控制反应的发生和停止；；cedfg；将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 【详解】（1）b为长颈漏斗； （2） 若用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A；高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）C装置中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，所以C装置制取氧气相对于B装置的优点是：可以随时控制反应的发生和停止；该反应为固液常温型，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，从发生装置出来的气体先经过干燥装置，干燥装置要长进短出（即e管进d管出），然后进行收集，由于氧气密度比空气大，用E装置收集时，气体应该从长管f进，故CDE装置的接口正确连接顺序为：cedfg；氧气具有助燃性，验满方法为：将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 【变式2-1】用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 【答案】(1)带火星的木条不复燃 带火星的木条复燃 加快溶液反应速率 干燥 (2)没有证明的化学性质在反应前后不变 【详解】（1）二氧化锰是该反应的催化剂，能加快反应速率，如果不加二氧化锰，过氧化氢的分解速率很慢，观察到的现象是带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，过氧化氢的分解速率会变快，此时观察到的现象是带火星的木条复燃；说明具有能加快溶液反应速率的化学性质，充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂； （2）乙同学认为甲同学的结论不严谨，因为该实验没有证明的化学性质在反应前后不变。 【变式2-2】气体的实验室制备是学生必备的实验技能，以下是实验室用于制取气体的部分装置，回答下列问题： （1）写出相应仪器的名称。①　 　，④　 　。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是 　 　；选择的依据是 　 　，收集装置可用D，原因是 　 　，还可用C装置收集，原因是 　 　。 （3）选择B装置在实验室制取氧气的化学反应方程式为 　 　，该装置的一条优点是 　 　。若在F装置内注满水，然后收集一瓶氧气，连接发生装置的导管口是 　 　；该装置在实验中用途广泛，还可以用作 　 　。 【答案】（1）试管；水槽； （2）A；反应物是固体，需要加热；氧气的密度比空气大；氧气不易溶于水； （3）2H2O22H2O+O2↑；可以控制化学反应的速率（合理即可）；⑥；洗气瓶（合理即可）。 【详解】（1）仪器①、④分别为试管、水槽； （2） 实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时，该反应属于固体加热型，可选用的发生装置是A；选择的依据是反应物是固体，需要加热，收集装置可用D（向上排空气法），原因是氧气的密度比空气大，还可用C装置（排水法）收集，原因是氧气不易溶于水； （3）B装置为固液常温型，若制取氧气则为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↑，该装置的优点是操作方便、无需加热、节约能源、可以控制化学反应的速率；氧气不易溶于水，密度比水小，若在F装置内注满水，然后收集一瓶氧气，连接发生装置的导管口是⑥，该装置在实验中用途广泛，还可以用作洗气、干燥气体等。 【变式2-3】如图是实验室制取氧气实验装置图，请回答下列问题： (1)写出装置中标号仪器的名称：① ，② 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 （填字母），该反应的文字表达式为 。 (3)用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的文字表达式为 ，应选择上图中 （填字母）组装一套制取较干燥氧气的装置，收集氧气时，验满的方法是 。 (4)如果锥形瓶中的反应剧烈，应该采取的安全措施是 （填编号）。 ①将长颈漏斗换成分液漏斗，减慢液体滴加的速度 ②换用体积较小的锥形瓶 ③加热锥形瓶 【答案】(1)试管 长颈漏斗 (2) B (3) AE 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满 (4)① 【详解】（1）根据图像，仪器①是试管，仪器②是长颈漏斗。 （2）高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置选B（A装置试管口没放棉花，加热高锰酸钾时棉花可防止固体粉末进入导管）； 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，文字表达式为：。 （3）氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热条件下分解生成氯化钾和氧气，文字表达式为：； 制取较干燥氧气，发生装置选固体加热型A（氯酸钾制氧不需要棉花），氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，制取比较干燥的氧气，需采用向上排空气法，收集装置选E，则装置组合是 AE； 氧气验满是利用其助燃性，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满。 （4）①将长颈漏斗换成分液漏斗，可通过控制活塞减慢液体滴加速度，控制反应速率，能解决反应剧烈问题，该选项正确； ②换用体积较小锥形瓶，不能改变反应速率，还可能有危险，该选项错误； ③加热锥形瓶会加快反应速率，使反应更剧烈，该选项错误。 故选①。 考点三 过氧化氢制取氧气实验的图像问题 【例4】已知：。如图表示将一定质量的H2O2溶液和MnO2混合后，变量y随时间的变化趋势。变量y是    A．H2O2的质量 B．O2的质量 C．MnO2的质量 D．溶液的总质量 【答案】B 【详解】A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，随着反应的进行，过氧化氢的质量逐渐减少，故选项A错误； B、 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，至完全反应不再发生变化，故选项B正确； C、 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，在反应前后二氧化锰的质量不变，故选项C错误； D、 D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，随着反应的进行，溶液的质量逐渐减少，至反应完全，液体只剩下水，故选项D错误；故选：B。 【变式3-1】在分解一定量过氧化氢制氧气的实验中，下列图像正确的是 A．B．C．D． 【答案】D 【详解】A、过氧化氢溶液制氧气时加入催化剂不会增加氧气的产量，只会加快反应的速度，故A选项图像不正确； B、 分解一定量过氧化氢制氧气，当过氧化氢完全反应后，不再生成氧气，最终氧气的质量保持不变，故B选项图像不正确； C、 过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故C选项图像不正确； D、过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故D选项图像正确。故选D。 【变式3-2】分别向a､b两支试管中加入等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，其中a试管加有少量二氧化锰固体（均完全反应）｡下列关于两支试管中产生氧气的质量与反应时间的关系图正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，由于反应物是等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误； B、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误； C、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，加快了化学反应速率，两支试管中产生氧气的质量相等，此选项正确； D、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误。故选C。 考点四 与催化剂相关的探究 【例5】某兴趣小组的同学设计实验探究红砖粉对过氧化氢溶液分解反应能否起催化作用： 、B试管中均盛等体积等浓度的过氧化氢溶液； 向A中加入1克红砖粉，分别将带火星的木条放置在A、B试管口，A管口木条复燃，B管口木条不复燃； 反应结束后，将A中混合物过滤、洗涤、烘干得到滤渣； 观察滤渣的颜色和状态； 称量滤渣的质量为1克； 将滤渣加入到B试管中，伸入带火星木条，木条复燃。 请回答： (1)在探究过程中做的是 实验。 (2)通过实验你得出的结论是： 。 (3)设计实验的目的是： 。 (4)若省掉步骤能否达到实验目的？ 你的理由是 ；若省掉步骤能否到达实验目的？ 你的理由是 。 【答案】(1)对比 (2) 红砖粉能够加快过氧化氢的分解速率 (3) 验证红砖粉的化学性质没有改变 (4) 能 不需要探究红砖粉的颜色、状态在化学反应前后是否改变 不能 不能验证红砖粉在化学反应前后的质量是否改变 【详解】（1）实验中A、B试管中均盛等体积等浓度的过氧化氢溶液，然后向A中加入1克红砖粉，但B中没有加入红砖粉，因此在探究过程中做的是对比实验。 （3） 通过实验②可知，A管口木条复燃，B管口木条不复燃，说明加入1克红砖粉的过氧化氢分解速率加快，得出的结论是：红砖粉能够加快过氧化氢的分解速率。 （4） 催化剂的质量和化学性质在化学反应前后保持不变，所以设计实验⑥的目的是：验证红砖粉的化学性质没有改变。 （5） 催化剂的质量和化学性质在化学反应前后保持不变，与颜色、状态无关，所以省掉步骤④能达到实验目的，理由是：不需要探究红砖粉的颜色、状态在化学反应前后是否改变； 若省掉步骤⑤不能到达实验目的，理由是：不能验证出红砖粉在化学反应前后的质量是否改变。 【变式4-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 【答案】（1）带火星的木条复燃。（2）过氧化氢水+氧气；催化作用 【详解】（1）观察到带火星的木条复燃的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，二氧化锰的作用是催化作用。 【变式4-2】实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气｡下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响｡实验装置如图 1所示｡ 实验记录：每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液，采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中，回答下列问题｡ 过氧化氢体积（mL） 过氧化氢浓度 CuO质量（g） 待测数据（mL） Ⅰ 30 5% 0.1 Ⅱ 30 5% 0.2 Ⅲ 30 5% 0.3 (1)上述实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是 ｡本实验中，图1的方框内收集装置应选用图 2中的 （填序号）｡ (2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 ｡ (3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” （填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快｡ (4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂，还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变｡ 【答案】(1) 相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积 c (2)控制变量 (3)小 (4) 质量 化学性质 【详解】（1）该实验是探究做催化剂氧化铜的用量对反应速率是否有影响，判断的依据应该是相同时间内产生的氧气体积，即实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积，故①填：相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积。 待测数据是相同时间内产生的氧气体积，氧气不易溶于水且氧气的密度小于水的密度，则测定氧气体积的装置中，氧气应该从短管进入，使水沿长管从瓶中排出，进而测出其体积。 （3） 对比实验需要注意控制变量，三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是为了控制变量，保证只有氧化铜质量不同这一个变量。 （4） 催化剂的用量越多，反应越快，第Ⅱ次实验中二氧化锰的质量为0.2g，第Ⅲ次实验中二氧化锰的质量为0.3g，则第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的待测数据，即相同时间内产生的氧气体积要小。 （5） （4）根据催化剂的概念可知，催化剂在化学反应前后的质量与化学性质保持不变，氧化铜作为反应的催化剂，则反应前后氧化铜的质量和化学性质不改变，故①填：质量。 考点五 实验室制备二氧化碳 【例6】某小组利用如图装置制备二氧化碳气体，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时，应选用的发生装置为 ，反应的化学方程式为 。 (3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。 (4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是 。 【答案】(1)试管 (2) A (3)m (4)将带火星的木条伸入到收集的气体中，观察木条是否复燃 【详解】（1）由可知，装置B中仪器①的名称是试管。 （2）实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应属于固液常温型，所以选用的发生装置为A；石灰石主要成分是碳酸钙，稀盐酸与碳酸钙反应生产氯化钙、二氧化碳和水，其反应方程式为。 （3）若从n端通入，持续通入的二氧化碳会把水挤出，难以得到二氧化碳的水溶液，因此要制得CO2的水溶液，二氧化碳必须与水接触，即CO2应从装置B的m端通入； （4）水草通过光合作用产生氧气，因此检验的气体就是氧气，其方法是将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃。 【变式5-1】利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 【答案】C 【详解】A、CO2可溶于水，但是不溶于饱和碳酸氢钠溶液，可以用C装置收集二氧化碳，故选项说法错误。B、A装置中的长颈漏斗末端在液面以上，生成的气体会从长颈漏斗逸出，不能收集二氧化碳，故选项说法错误。 C、选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2，将碳酸氢钠饱和溶液从长导管排出，故选项说法正确。 D、选择B、C两种装置，导管b接导管c，不能将饱和碳酸氢钠溶液排出，不能收集到一瓶CO2，故选项说法错误。故选：C。 【变式5-2】兴趣小组利用常见药品制取气体，请根据所学化学知识回答下列问题。 I．制取气体 (1)请写出图中标号a的仪器名称 。 (2)实验室用加热固体高锰酸钾的方法制氧气，应选用A作发生装置，该装置中错误的点为 。 (3)实验室制取并收集CO2可选择的装置组合是 （填字母序号），发生反应的化学方程式为 。 Ⅱ．跨学科实践活动：二氧化碳自动补给装置 (4)兴趣小组设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由上图可推知，二氧化碳是否产生与A瓶内的 （填“压强”或“温度”）有关。 (5)为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸 的位置（填“1”“2”或“3”）。 【答案】(1)长颈漏斗 (2)试管口没有塞棉花 (3) BD (4)压强 (5)3 【详解】（1）标号a的漏斗在中学教材中通常称“长颈漏斗”，其长管插入液面以下以防止气体外逸。 （2）用高锰酸钾制取氧气时，为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，应在试管口放一团棉花，而A装置中试管口没有放棉花。 （3）实验室制取二氧化碳是用大理石（或石灰石，主要成分碳酸钙CaCO3）与稀盐酸反应，该反应属于固液常温型反应，发生装置应选B；二氧化碳密度比空气大且能溶于水，所以收集装置应选D，故填写：BD； 碳酸钙与氯化氢反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：。 （4）自动补给装置靠瓶内压强变化使酸液与碳酸盐时断时续地接触，从而控制CO₂产生与否。 （5）将导管口置于缸底可使气泡完全上浮、增大溶解效率。 考点六 实验室制备气体的一般思路 【例7】如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。 （1）实验室制取CO2的化学方程式为 　 　。检验二氧化碳的方法是 　 。 （2）氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，实验室制取氨气的发生装置可选用 　 　（填字母）装置，若用F装置收集氨气，则气体应从 　 　（填“a”或“b”）端通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，其目的是 　 　。 【答案】（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳；（2）A；b；（3）防止生成的气体从长颈漏斗逸出。 【详解】（1）实验室制取二氧化碳的药品为石灰石或大理石和稀盐酸；石灰石或大理石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；该反应为固液常温反应，发生装置选B，二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集装置选D；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则检验二氧化碳的方法为：向集气瓶中倒入澄清石灰水，振荡，变浑浊则说明为二氧化碳。 （2） 实验室制取氨气的反应为加热固体的反应，发生装置选A，氨气密度比空气小，用F装置收集时，气体应从b口通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗中逸出。 【变式6-1】根据如图装置回答问题。 （1）写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式：　 　。若用E装置收集氧气（气体从a进入），请将装置图中导管补画完整。 （2）装置B、C均可用于制取二氧化碳，与装置B相比，装置C的优点什么？　 　 【答案】（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； （2）可控制反应的发生与停止 【详解】（1）装置A属于固体加热型，试管口放有一团棉花，采用的加热高锰酸钾的方法，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↑。 若用E装置收集氧气，即用排水法收集，用E装置收集氧气（气体从a进入），将水从长导管排出，则a端为短管，b端为长管。 （2）装置B、C均可用于制取二氧化碳，装置C固体药品放置于多孔隔板上，液体药品通过长颈漏斗加入，打开止水夹，固体药品与液体药品接触产生气体，关闭止水夹，装置压强增大，将液体药品压回长颈漏斗中，从而与固体药品分离，反应停止，因此与装置B相比，装置C的优点是可控制反应的发生与停止。 【变式6-2】如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　 　，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　 　（填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　 　。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　 　。 【答案】（1）长颈漏斗； （2） CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；n；将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳； （3） 节约资源 【详解】（1）仪器①的名称是长颈漏斗。 （2） 用石灰石和稀盐酸制取CO2气体的反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；因二氧化碳的密度大于空气密度，所以用B装置收集二氧化碳时，气体应从n端通入；因二氧化碳不支持燃烧，不燃烧，所以验满方法是将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳。 （3）在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中，改进后的优点能节约资源等。 基础达标 1. 下列有关高锰酸钾制氧气实验中有关实验操作叙述不正确的是 A．实验时，要先检查装置气密性 B．试管口要塞棉花，防止高锰酸钾粉末通过导管进入水槽 C．试管口略向上倾斜 D．加热时，要先预热，再集中加热 【答案】C 【详解】A、为了防止装置漏气影响实验，实验时应该先检查装置的气密性，说法正确； B、 实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口要塞一团棉花，这是为了防止固体粉末进入导管，说法正确； C、 实验室用高锰酸钾制取氧气时需要加热，为了确保实验成功，试管口应该略向下倾斜，这是为了防止水蒸气冷凝、回流，把试管炸裂，说法错误； D、加热试管先预热再对准有药品的部位集中加热，防止局部受热炸裂试管，说法正确。故选C。 2. 实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示，其中正确的是 A．连接实验仪器 B．检查装置气密性 C．装入高锰酸钾 D．结束时先停止加热 【答案】B 【详解】A、应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口，切不可把试管放在桌上，再使劲塞进塞子，以免压破试管，图中操作错误，不符合题意； B、 检查装置的气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，图中操作正确，符合题意； C、 往试管里装入固体粉末时，为避免药品沾在管口和管壁上，可先使试管倾斜，把盛有药品的药匙（或用小纸条折叠成的纸槽）小心地送至试管底部，然后使试管直立起来，图中操作错误，不符合题意； D、实验结束时，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，图中操作错误，不符合题意。故选B。 3.（2024•四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 【答案】B 【详解】A、采用过氧化氢和二氧化锰来制氧气属于固液常温型，图示装置正确； B、 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气时，为防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，需要将试管口略向下倾斜，图示装置错误； C、 浓硫酸具有吸水性，用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图示装置正确； D、 D、氧气具有助燃性，验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已满，图示装置正确。故选：B。 4. 实验室制取并收集二氧化碳时，有如图所示操作，其中正确的是 A．检查气密性 B．加入石灰石 C．产生二氧化碳 D．收集二氧化碳 【答案】A 【详解】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； B、向试管中装石灰石时，先将试管横放，用镊子把石灰石放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，图中所示操作错误； C、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，导气管应刚好露出胶塞，图示导管伸入液面以下，生成的气体无法导出，图中所示装置错误； D、二氧化碳密度比空气的大，能用向上排空气法收集，图中导管应伸入集气瓶底部，且不需要塞子，否则空气无法排出，图中所示操作错误；故选A。 5．如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是（　　） A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化 C．说明液氧比液氮沸点高 D．该液体物质是纯净的氧气 【答案】D 【详解】A、此方法是以空气作为原料，来源广泛，故A说法正确； B、 分离液态空气法制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故B说法错误； C、 此过程中，液氮首先汽化，说明说明液氧比液氮沸点高，故C说法正确； D、 该液体物质中含有液氧、液态稀有气体等，属于混合物，而不是纯净的氧气，故D说法错误。 故选：D。 6. 规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【答案】B 【详解】A、先检查装置的气密性，再将药品装入试管，防止因装置漏气而浪费药品，故说法不正确； B、加热时，先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热，防止试管因受热不均而炸裂，故说法正确； C、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故说法不正确； D、实验完毕，应先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，可防止水倒吸，炸裂试管，故说法不正确。 故选B。 7. 下列关于加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是 A．检查装置气密性，先用手握试管外壁，再把导管放入水中 B．实验中，先将导管伸入装满水的集气瓶，后点燃酒精灯 C．点燃酒精灯后，先均匀加热，后集中在放药品的部位加热 D．收集结束，先从水槽中取出集气瓶，后盖上玻璃片 【答案】C 【详解】A、检查高锰酸钾并用排水法制取氧气装置的气密性，先把导管的另一端放入水中，再用手握试管外壁，导管口出现气泡即可证明装置气密性良好，先用手握试管外壁，再把导管放入水中，有可能气体受热膨胀跑到空气中，在水中就不会产生气泡，故A错误； B、实验中，待导管口有均匀气泡冒出时，再将导管伸入盛水的集气瓶中，否则可能导致收集气体不纯，故B错误； C、先给试管均匀加热，再对着药品集中的部位加热，防止受热不均，引起试管炸裂，故C正确； D、收集结束，先在水槽中盖上玻璃片，后取出集气瓶，故D错误。 故选C。 8. 下列有关催化剂的说法中错误的是（　　） A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率 B．一个化学反应只能有一种催化剂 C．在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变 D．催化剂不能改变生成物的质量 【答案】B 【详解】A、催化剂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没有发生变化，故选项说法正确； B、在化学反应中一个化学反应可能有几种催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气的催化剂可以是二氧化锰，也可以是硫酸铜、氧化铁等，故选项说法不正确； C、根据催化剂的特点“一变两不变”，在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变，故选项说法正确； D、催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故选项说法正确。 故选B。 9. 兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图甲，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图乙。下列说法不正确的是 A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．a点的对应操作是关闭弹簧夹 D．d点时反应结束 【答案】D 【详解】A、ab段的压强逐渐增加，说明试管中反应产生气体，压强增大后试管中的液体药品逐渐被压回长颈漏斗中，则会观察到试管中液面逐渐下降，故选项说法正确； B、bc段压强不发生变化，说明反应已经停止，石灰石与盐酸脱离接触，故选项说法正确； C、a点之后的压强逐渐增大，则操作为关闭止水夹，产生的气体一直在试管中聚集导致压强增大，故选项说法正确； D、cd段压强逐渐减小，则说明试管中气体被排出，d 时气压恢复至常压，表明生成二氧化碳气体不再积累，不能说明反应结束，故选项说法错误；故选D。 10. 某同学误将少量的高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．t2～t3只发生了一个化学反应 B．t1时刻开始有氧气生成 C．c是氧气 D．d是锰酸钾 【答案】B 【详解】A、由分析可知，发生了两个化学反应，分别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，氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，说法错误，不符合题意； B、由分析可知，d表示氧气，则时刻开始有氧气生成，说法正确，符合题意； C、由分析可知，c表示氯化钾，说法错误，不符合题意； D、由分析可知，d表示氧气，锰酸钾在时刻停止生成，达到最大值，说法错误，不符合题意。 故选：B。 11. 现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，下列图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、分析图像可知，甲产生的氧气多，并是在乙产生氧气一段时间后生成，故正确； B、 分析图像可知，甲、乙反应产生的氧气一样多，故错误； C、 分析图像可知，甲反应从一开始就有氧气产生，比乙要先得到氧气，故错误。 D、分析图像可知，甲产生的氧气多，但却是从一开始就有氧气生成是不正确的，应加热一段时间后再有氧气生成，故错误。故选：A。 12. 根据如图装置，回答下列有关问题： (1)装置图中仪器a的名称为 。 (2)用高锰酸钾制取氧气，选择装置A，试管口要塞 ，发生反应的文字表达式为 (3)装置B制取氧气时，仪器b底部在液面以 (选填“上”或“下”)。 (4)用装置E装置收集O2，与发生装置相连的是 (填“c”或“d”)。 【答案】(1)试管 (2) 棉花团 (3)下 (4)d 【详解】（1）由图可知，仪器a为试管； （2）用高锰酸钾制取氧气，选择装置A（固体加热型发生装置），试管口要塞棉花团，防止固体粉末进入导管； 高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：； （3）实验时，装置B中仪器b（长颈漏斗）下端管口要伸入液面下的目的是防止生成的气体从长颈漏斗下端管口逸出； （4）氧气的密度比空气大，用装置E装置收集O2，气体应长进短出，故与发生装置相连的是d。 13．实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 【答案】（1）B；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （3） 二氧化碳密度比空气大； （4） 石灰石； （4）2KClO32KCl+3O2↑。 【详解】（1）实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，制取二氧化碳选用的发生装置是B，发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （3） 选用C而不用D收集二氧化碳的理由是：二氧化碳密度比空气大； （4） 用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量石灰石比较合理； （4）A装置制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口没有棉花，应该是氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和水，化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。 14．（24-25九年级下·河北邢台·阶段练习）用溶液和来制氧气，为了证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 【答案】(1) 带火星的木条不复燃 带火星的木条复燃 加快溶液反应速率 干燥 (2)没有证明的化学性质在反应前后不变 【详解】（1）二氧化锰是该反应的催化剂，能加快反应速率，如果不加二氧化锰，过氧化氢的分解速率很慢，观察到的现象是带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，过氧化氢的分解速率会变快，此时观察到的现象是带火星的木条复燃；说明具有能加快溶液反应速率的化学性质，充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂； （2）乙同学认为甲同学的结论不严谨，因为该实验没有证明的化学性质在反应前后不变。 15．某小组利用如图装置制备二氧化碳气体，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时，应选用的发生装置为 ，反应的化学方程式为 。 (3)为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的 (填“m”或“n”)端通入。 (4)将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是 。 【答案】(1)试管 (2) A (3)m (4)将带火星的木条伸入到收集的气体中，观察木条是否复燃 【详解】（1）由可知，装置B中仪器①的名称是试管。 （2）实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应属于固液常温型，所以选用的发生装置为A；石灰石主要成分是碳酸钙，稀盐酸与碳酸钙反应生产氯化钙、二氧化碳和水，其反应方程式为。 （3）若从n端通入，持续通入的二氧化碳会把水挤出，难以得到二氧化碳的水溶液，因此要制得CO2的水溶液，二氧化碳必须与水接触，即CO2应从装置B的m端通入； （4）水草通过光合作用产生氧气，因此检验的气体就是氧气，其方法是将带火星的木条伸入收集到的气体中，观察木条是否复燃。 过关检测 1. 如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【答案】D 【详解】A、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确； B、 氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中所示操作正确； C、 检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； 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，图中所示操作错误。故选D。 2. 下列关于二氧化锰的说法正确的是（　　）。 A．如果不加二氧化锰，过氧化氢不会分解 B．只有二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加二氧化锰，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气量不变 D．在所有的化学反应前后，二氧化锰的质量和性质都保持不变 【答案】C 【详解】A、如果不加二氧化锰，过氧化氢也会分解，只是分解速率较慢，故选项说法错误； B、 不仅二氧化锰能加快加快过氧化氢分解反应的速度，其他物质如碎瓷片也能加快过氧化氢分解反应的速度，故选项说法错误； C、 二氧化锰可加快过氧化氢受热分解的速度，但产生的氧气量不变，故选项说法正确； D、只有二氧化锰在作催化剂时，其质量和化学性质都不变，故选项说法错误。故选C。 3．结合如图实验，下列说法正确的是 A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气 B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少 C．该实验证明氧气可以支持燃烧 D．实验①的反应速率比实验③的快 【答案】C 【详解】A、实验①带火星的木条不复燃，说明氧气浓度不足，并不能说明没有产生氧气，错误； B、 催化剂反应前后质量不变，故二氧化锰质量不变，错误； C、 该实验证明氧气可以支持燃烧，正确； D、由图可知，实验①的反应速率比实验③的慢，错误；故选C。 4. 利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 【答案】C 【详解】A、CO2可溶于水，但是不溶于饱和碳酸氢钠溶液，可以用C装置收集二氧化碳，故选项说法错误。B、A装置中的长颈漏斗末端在液面以上，生成的气体会从长颈漏斗逸出，不能收集二氧化碳，故选项说法错误。 D、 选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2，将碳酸氢钠饱和溶液从长导管排出，故选项说法正确。 D、选择B、C两种装置，导管b接导管c，不能将饱和碳酸氢钠溶液排出，不能收集到一瓶CO2，故选项说法错误。故选：C。 5. 如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是（　　）。 A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口 B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中 C．加试剂时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡胶塞 D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片 【答案】B 【详解】A、当导气管口有均匀连续的气泡冒出时，将导气管口伸入瓶口，用排水法收集所产生的气体，此选项错误； B、 排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中，取走玻璃片，此选项正确； C、 加试剂时，药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡胶塞，后通过长颈漏斗加入过氧化氢，此选项错误； D、当集气瓶中水全部被气体排出后，用玻璃片盖住瓶口后放置在桌上，此选项错误。故选B。 6．如图为某同学设计的制取CO2，的发生装置，没有“控制反应发生和停止”作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A.大理石或石灰石放在多孔塑料片上，要产生气体时，打开弹簧夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石产生气体，不用时关闭弹簧夹，压强增大部分盐酸又被压到长颈漏斗内，使二者分离，控制了反应的进行，故A不符合题意； B. 图中从长颈漏斗中加入稀盐酸，反应后关闭弹簧夹，固液不能分离，装置不能实现反应的发生和停止，故A符合题意； C. 捏塑料软管，液体和固体混合，反应进行；松开塑料软管，固体和液体分离，反应停止，故C不符合题意； D.图中反应后关闭弹簧夹时，干燥管中的气体增多，压强增大，把液体压入烧杯，固体和液体分离，反应停止，打开弹簧夹时，气体导出，干燥管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，故D不符合题意。故选：B。 7．下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（　　） A．因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，因此可以用向上排空气法收集 B．因为二氧化碳能溶于水，所以通常不能用排水法收集 C．检验二氧化碳是否收集满，可用燃着的小木条放在集气瓶口 D．因为石灰石块和硫酸在常温下即可迅速反应，所以气体发生装置不需要加热 【答案】D 【详解】A、因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，所以能用向上排空气法收集，故A正确； B、 因为二氧化碳能溶于水，所以通常不能用排水法收集，故B正确； C、 二氧化碳密度比空气大，所以检验二氧化碳是否收集满，可用燃着的小木条放在集气瓶口，C正确； D、碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，生成的硫酸钙微溶于水，包裹在石灰石的表面，阻止反应的进行，因此不能用石灰石和稀硫酸制取二氧化碳，故D错误。故选：D。 8. （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？ 【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 【详解】（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↑； （4） 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； （5） 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； 【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； （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。 9．实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 【答案】（1）B；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （2） 二氧化碳密度比空气大；（3）石灰石；（4）2KClO32KCl+3O2↑。 【详解】（1）实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，制取二氧化碳选用的发生装置是B，发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （3） 选用C而不用D收集二氧化碳的理由是：二氧化碳密度比空气大； （4） 用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量石灰石比较合理； （4）A装置制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口没有棉花，应该是氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和水，化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。 10. A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。 (3)用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。 (4)若选用BE装置加热高锰酸钾制取氧气，有下列操作： ①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。 正确的操作顺序为___________。 A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦ (5)F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) AE (3) 火星四射、发出大量的热、生成黑色固体 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 (4)C (5)m 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗； （2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，该反应为固液常温型，发生装置可选择A，排水法收集的氧气较排空气法纯净，氧气不易溶于水，可选择E排水法收集，故可选择的装置组合是AE，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，符号表达式为：； （3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体； 在集气瓶底部放少量水能防止高温熔融物溅落炸裂瓶底； （4）加热高锰酸钾制取氧气，正确的操作顺序为：⑤连接仪器，③检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，②装药品，固定装置，⑥点燃酒精灯，加热制取气体，④收集气体，⑦从水槽中取出导气管，①熄灭酒精灯，以防止水倒流炸裂试管，因此正确操作顺序是⑤③②⑥④⑦①；故选C； （5）气体的密度比水小，若利用排水法收集气体，气体应从短进长出，故将气体从m端通入。 11. 小强和几位同学在实验室用如图所示装置制取气体。 (1)写出图中②的仪器名称： 。 (2)小强想用高锰酸钾制取较纯净的氧气，他应选择上述装置中的A和 (填字母)进行组装。该反应的符号表达式为： ；该反应属于 (填反应类型)。 (3)用装置E收集氧气，收集满并取出集气瓶后，小强停止该实验的正确操作步骤是先 ，然后再 。 (4)用装置C收集气体，检验收集的气体是氧气的方法 。 (5)用装置F收集并测量收集氧气的体积，气体应该从导管 (填“a”或“b”)进，另一个导管口连接一个 (填仪器名称)。 (6)实验室通过大理石固体和稀盐酸溶液常温反应制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，制取二氧化碳应该选择 装置组合(填字母)。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) E/F 分解反应 (3)将导管移出水面 熄灭酒精灯 (4)将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气 (5) b 量筒 (6)BC 【详解】（1）由图可知，图中②的仪器名称：长颈漏斗； （2）氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，故收集装置可选E或F； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：； 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； （3）用装置E收集氧气，收集满并取出集气瓶后，小强停止该实验的正确操作步骤是先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管； （4）用装置C收集气体，氧气具有助燃性，检验收集的气体是氧气的方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，说明是氧气； （5）用装置F收集并测量收集氧气的体积，气体的密度比水小，气体应该从导管b进，另一个导管口连接量筒，用量筒测量排出水的体积，排出水的体积就是生成氧气的体积； （6）实验室通过大理石固体和稀盐酸溶液常温反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选C，故填：BC。 12. 实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取，应选用的发生装置是 （填字母序号，下同），实验室加热高锰酸钾固体制取，应选用的发生装置是 。过氧化氢分解的化学方程式是 。 (3)实验室制取和，均不能选用的收集装置是 。 (4)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ②从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。 【答案】(1)分液漏斗 (2) B A (3)D (4) 猪肝块 放热 30 催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量 【详解】（1）装置B中仪器①的名称是分液漏斗； （2）实验室用大理石和稀盐酸制取，制取原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，则应选用固液常温型发生装置，即装置B； 实验室加热高锰酸钾固体制取氧气，制取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，则应选用固体加热型发生装置，即装置A； 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气和水，化学方程式为。 （3）二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集；氧气密度比空气略大且不易溶于水，可采用向上排空气法和排水法进行收集，因此实验室制取和，均不能选用的收集装置是D； （4）①由图乙可知，相同时间内猪肝块作催化剂使装置内压强变化更大，说明相同时间内猪肝块作催化剂对过氧化氢分解产生的氧气更多，则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块； ②由图乙可知，装置内压强先增大后减小，是因为反应产生气体使装置内压强增大，反应结束后温度降低使装置内压强减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应；由图可知，30s时加猪肝块催化的过氧化氢使装置内压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s； ③该实验为取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液，由图乙可知，曲线a、b最终达到相同的压强，说明最终生成氧气的体积相同，说明催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$