4.3 氧气的实验室制取&跨学科实践活动2 基于特定需求设计和制作简易供氧器-【优+学案】2024-2025学年新教材九年级上册化学课时通(鲁教版2024)

第三节 氧气的实验室制取（答案11） 通教材 ②加热氧化汞制取氧气 ③用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气 一、氧气的实验室制法 ④分离液态空气制取氧气 1.实验药品： ⑤加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气 2.实验原理（用文字表达式表示）： ⑥电解水制取氧气 A.①②③⑤ B.①③⑤⑥ 3.实验装置 C.①③⑤ D.②④⑥ (1)发生装置 2.如图所示是利用过氧化氢溶液制取氧气的实 验装置，连接正确的一组是( (2)收集装置 ③ A.①④ B.②③ C.②④ D.①③ 4.氧气的检验与验满方法 知识点2催化剂 (1)检验：将带火星的木条伸入 中，如果 3.实验室用过氧化氢制取氧气的实验中，应加入 木条 ,说明该瓶内的气体是氧气。 少量二氧化锰作催化剂，下列关于二氧化锰的 (2)验满：用排水法收集时，当 说法正确的是( 时，说明该瓶内的气体已收集满：用向 A.没有二氧化锰，过氧化氢溶液无法分解 上排空气法收集时，将带火星的木条放在 B.二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率 ,如果木条 ,说明该瓶内的 C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生 气体已收集满。 氧气的质量 二、催化剂 D.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 在化学反应中，能 其他物质的化学 4.小亮同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰 反应速率，而本身的 和 在反 做了如图所示的实验，下列相关叙述正确的 应前后都没有改变的物质。（简记为“一变二 是( 不变”) ,带有火星 二氧化国 /带有火星 通基础 的木条 的木条 知识点1氧气的实验室制法 过氧化氢 溶液 1.实验室制取氧气可以选用的方法是( A.不使用二氧化锰，过氧化氢不能反应生成 ①加热高锰酸钾制取氧气 氧气 62 优计学旅说的温 B.二氧化锰能分解生成氧气 C.图示实验的研究方法是对比实验 过氧化氢溶液 D.实验能证明二氧化锰是催化剂 铁丝 通能力> 塑料粘 5.对实验异常现象的分析不合理的是( 水 A.制取O2时，始终收集不到较纯的O2 A.利用此装置制取的氧气更干燥 装置漏气 B.用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全 B.加热试管里的液体时，液体沸腾溅出一试 C.氧气不需要提前制备和收集，还能控制反应 管中的液体量过多 速率 C.细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底炸裂 D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产 用于引燃的火柴过长 生黑色固体 D.给试管里的固体加热时，试管炸裂一试 8.在盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中，加 管口未略向下倾斜 入少量二氧化锰，反应结束后，下列三项与反 6.用如图装置进行氧气的制取、收集和验满实 应前相比较，发生变化的是( 验，并利用传感器和数据采集器测定木条燃烧 ①过氧化氢的质量②水的质量 ③二氧化 情况，记录如下表。下列说法错误的是( 锰的质量 A.仅① B.仅②@ C.①和② D.①②③ 数据 9.过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的实 采 器 00 验操作，正确的是( 集气瓶中氧气 28.9% 36.8% 44.7% 52.6% 的体积分数 带火星木条 微亮 亮 很亮 复燃 的状况 装入粉术 倾倒液林 A 2 A.采用分液漏斗可以节约药品、控制反应速率 带火星 B.若木条微亮，则瓶内体积分数最大的气体是 的木条 复燃 氮气 C.当瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，收 检验氧气 收集氧气 集到了纯净的氧气 C 1) D.该实验说明要收集较纯净的氧气，需在木 10.小明为了研究用向上排空气法和排水法收集 条复燃后再通人一会儿氧气 的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热 7.已知浓硫酸具有吸水性。如图是“铁丝在氧气 高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶 中燃烧”的实验改进装置。下列说法错误的 氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度， 是() 数据见表。以下说法错误的是( 一年级·上品化学D 63 收集方法 向上排空气法 排水法 (1)实验室用装置A制取氧气，缺少的玻璃 仪器名称为 。 利用排水法收集氧气 氧气浓度/%79.679.7 79.9 90.089.889.3 是因为氧气具有 的物理 氧气平 79.7 89.7 性质」 均浓度/% (2)用装置B制取氧气的文字表达式为 A.以上两种方法中，排水法收集到的氧气更 。 需要进行的改进措 纯净 施是 B.用排水法也收集不到纯净氧气的主要原因 是排水法收集的氧气中混有水蒸气 (3)用装置A制取氧气时，先用如下图所示 C.向上排空气法收集到氧气浓度只有80% 方法检查装置气密性。若装置的气密性良 左右的原因之一是氧气密度只是略大于 好，将手松开一段时间后，烧杯中导管口出现 空气 的现象是 (填“甲”“乙”或“丙”)。 D.向上排空气法收集氧气，验满方法是将带 火星的木条伸入集气瓶内，观察木条是否 复燃 放人图 11.实验情境有一个很有趣的实验一“大象 牙膏”：在细长的容器中加入过氧化氢溶液和 发泡剂（用于产生泡沫），仅看到少量泡沫，然 13.过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下 后向其中加入少量M,立即看到大量泡沫迅 速从容器口喷出，源源不断，就像挤不完的牙 能迅速分解，分液漏斗可以通过调节活塞控 膏。请回答相关问题 制液体的滴加速度。 大象牙有 分液漏斗 发泡剂 液混合后 (1)M的作用是 (1)分液漏斗中应放入的物质是 (2)写出有关反应的文字表达式： 形瓶中应放入的物质是 (2)要收集一瓶纯净的氧气，应选择装置 (3)用浓度较大的过氧化氢溶液做此实验将 (填字母)。 获得更好的喷发效果，原因是 (3)某同学观察到锥形瓶内有大量气泡时，开 始用C装置收集氧气，过一段时间后用带火 12.根据下列实验装置回答问题。 星的木条仲入瓶口、瓶中和瓶底，都未见木条 复燃。其原因是 棉花 14.探究题》甲、乙、丙是三个实验的示意图，根 据图中所发生的化学反应现象及化学反应原 理，进行总结归纳并回答下列问题。 6 优计学旅说的温 于水。 【提出问题】氧化铜在过氧化氢溶液分解过程 铁丝 中是否具有催化作用？其效果是否比二氧化 锰更好？ 【设计实验】以生成等体积的氧气为标准，设 (1)所发生的三个反应有多个共同的特点，分 计了下列三组实验（其他可能影响实验的因 别是：① 素均忽略)。 ② (写两点即可) 实验 过氧化氢溶 (2)甲、丙两实验集气瓶中均放少量水，甲中 其他物质 待测数据 序号 液质量/g 加入少量水的目的是 丙中加入少量水或细沙的目的是 10 无 0.3g (3)小明做完上述实验后，在乙中加入了一种 ② 10 氧化铜 无色液体，他所加的液体可能是 (填 名称)：加该液体的目的是 0.3g 10 二氧化锰 (4)小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星 四射进行探究。他将不同含碳量的铁丝（铁 (1)上述实验应测量的“待测数据”是收集等 丝直径均为0.4mm)放入氧气中燃烧，并将 体积氧气所需的 现象记录在表中。 (2)若实验②比实验①的“待测数据”更 (填“大”或“小”)，说明氧化铜能加 含碳0.05% 含碳0.2% 含碳0.6%的 快过氧化氢的分解速率。 物质 的铁丝 的铁丝 铁丝 (3)从实验②反应后的剩余物通过过滤、洗 涤、干燥的方法分离出氧化铜，若称得其质量 燃烧 剧烈燃烧 剧烈燃烧， 剧烈燃烧，火 为0.3g,说明氧化铜的 在化学反应 现象 极少火星 少量火星 星四射 前后保持不变。再将该黑色粉末放入试管 ①小明实验前将铁丝绕成螺旋状的目的 中，加入过氧化氢溶液，若观察到迅速产生气 是 泡，说明黑色粉末的 在化学反应前 ②造成铁丝在氧气中燃烧时没有火星四射的 后保持不变。 原因是 【反思总结】 通素养 (4)氧化铜 (填“能”或“不能”)作过 氧化氢分解的催化剂。实验②反应的文字表 15.科学探究与实践》某化学兴趣小组做用过氧 达式为 化氢制取氧气的实验时，误将失去标签的氧 (5)设计实验②和③是为了比较 化铜当作二氧化锰使用，结果发现加人氧化 铜后，过氧化氢溶液迅速出现了气泡。小组 同学对氧化铜在过氧化氢溶液中的作用及效 (6)上述实验，也能说明 (填字母)。 A.同一种催化剂可以催化不同化学反应 果进行了实验探究。 【查阅资料】氧化铜(CO)为黑色固体，不溶 B.同一个化学反应可以有不同的催化剂 -九年级·上品化学D 65 跨学科实践活动2基于特定需求设计和制作简易供氧器（答案P12) 1.某兴趣小组在跨学科实践课上对某款家用制 160 '体体积mL 25%H0 氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠 ,30%H0 415%H0, (2Na2CO,·3H2O2)和二氧化锰同时加入水 0 6 ·5%H0 中制取氧气。过碳酸钠易溶于水，遇水分解为 024680124161820时间Mmim NaCO,和H2O2,工作原理如图所示。 乙 内 导普密封流 气体体积ml +9.11ml水 120 100 +2.89ml水 41.66ml水 0 40 20 过滤仓反应仓 02468101214161820时间hmim (1)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法 是 [活动一]认识制氧机（图甲） (1)观察窗的作用是 (2)制氧机制氧说明（部分）见下表。 (2)加湿仓的作用是 平均供氧量/ 供氧时间 配方 M剂 N剂 [活动二]选择制氧剂 (毫升/分钟) /分钟 实验一：设计图乙实验装置，用不同浓度的四 1袋 1袋 ≥320 ≥15 组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满 2袋 1袋 ≥500 ≥25 水，锥形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液，记 三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15 录并处理20min内数据如图丙。 ①M剂的成分是 (3)检查图乙装置气密性的操作是 ②若有人突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时 。(假设导管末端口堵住) 进行吸氧，应选择的最佳配方是 (4)图丙中30%HO,比25%HO,产氧量少， 2.(2023·成都中考改编)学习小组开展了“设计 可能的原因是 和制作简易供氧器”的实践活动。 实验二：往锥形瓶中加入一定量的过碳酸钠、 [阅读资料] 0.2gMnO2,再分别用不同体积的水进行实 验。记录并处理20min内数据如图丁。 ①过氧化氢制氧气：过氧化氢在二氧化锰催化 (5)由图丁可得出的结论是 下生成水和氧气，并放出热量。 [活动三]制作供氧器 ②过碳酸钠制氧气：过碳酸钠白色固体溶于水 (6)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由 生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰 是 催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续 (7)学习小组利用身边物品自制了如图戊的简 放出高纯氧气并放热。 易供氧器。与真实产品对比，形成的观点不正 加湿仓 反应仓 确的是 (填字母)。 氯气流向 A.产氧和洗气装置组合不用一体化 水位线 B.内部气体流向采用高进低出方式 C.特定需求是选择制氧方法的重要依据 D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准 66 优计学旅说的道9.A 瓶口复燃 10.(1)氧气能支持燃烧，氧气的密度比空气二、改变质量化学性质 的大 【通基础】 (2)二氧化碳 1.C2.D3.B4.C 【通素养】 【通能力】 11.(1)①反应条件都是点燃 5.C解析：铁丝燃烧放出大量的热，反应后生 ②都是与氧气发生反应 成的高温熔融物若直接溅落在集气瓶底，会 ③生成物都是氧化物（合理即可） 炸裂瓶底：而引燃火柴过长则可能造成铁丝 (2)防止生成的高温熔融物溅落，炸裂瓶底 不能燃烧，C不合理。 火星四射，放出热量，生成黑色固体 6.C解析：瓶口的木条复燃，说明氧气已经集 (3)碳十氧气点愁二氧化碳（其他答案正确 满，但不一定是收集到了纯净的氧气，因为要 即可) 使木条复燃，氧气体积分数只需达到 52.6%。 微专题五 物质的分类 7.D8.C9.C 【通专题】 10.D解析：向上排空气法收集氧气，验满方 1.B2.C3.C4.C 法是将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木 5.C解析：氧化物是由两种元素组成，且其中 条是否复燃，D错误。 一种元素是氧元素的化合物，因此氧气不属 11.(1)催化作用 于氧化物，而是一种单质，A错误：由分子结 (2)过氧化氢M水十氧气 构模型可知，反应前后分子的种类发生改变，B (3)反应物浓度越大，反应速率越快 错误；由微观反应示意图可知，在化学变化中12.(1)酒精灯不易溶于水 原子是最小的粒子，C正确；该反应是由一种 (2)过氧化氢三氧化锰水十氧气将导管伸 物质生成两种新物质，属于分解反应，D错误。 入集气瓶底部 6.C7.A8.C (3)丙 9.(1)3 13.(1)过氧化氢溶液二氧化锰 (2)碳 (2)E (3)原子 (3)装置漏气（或药品的量太少） (4)分子间的间隔大小不同 14.(1)都是化合反应都放热 (5)H,0+C0催化剂H,+C0, (2)吸收二氧化硫，防止污染空气防止集 气瓶炸裂 第三节 氧气的实验室制取 (3)澄清石灰水验证反应生成二氧化碳 【通教材】 (4)①增大铁丝受热面积②铁丝含碳量小 一、1.过氧化氢溶液二氧化锰 【通素养】 2.过氧化氢二氧化锰水十氧气 15.(1)时间(2)小 3.(2)排水法向上排空气法 (3)质量 化学性质 4.(1)集气瓶复燃 (4)能过氧化氢氧化假水十氧气 (2)较大气泡连续从集气瓶口冒出集气 (5)氧化铜和二氧化锰的催化效果(6)B 11 跨学科实践活动2基于特定需求设计 变化都遵循质量守恒定律，C错误：通过化学 和制作简易供氧器 变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变 物质的总质量，D正确。 1.(1)将带火星的木条伸到导管口处 3.D4.D5.D6.A (2)①过碳酸钠②三 7.B解析：某可燃物2.3g在足量的氧气中完 2.(1)观察是否有气泡和产生气体的快慢 全燃烧，生成4.4g二氧化碳和2.7g水。氧 (2)使氧气具有一定的湿度 气中含有氧元素，二氧化碳中含有碳、氧元 (3)将注射器活塞拉动到一定位置，松开手 素，水中含有氢、氧元素，则该可燃物中一定 后，活塞回到原位置，说明装置不漏气 含有碳、氢元素；4.4g二氧化碳中碳元素的 (4)反应放出大量热，使反应物减少 质量为1.2g,2.7g水中氢元素的质量为 (5)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而 0.3g,因为1.2g十0.3g=1.5g<2.3g,则 增大 该可燃物中还含有氧元素，氧元素的质量为 (6)过碳酸钠是固体，便于携带，能持续平稳 0.8g;该可燃物中碳、氢、氧原子个数比为 地提供氧气 (7)A 1.2g:03g:0.8g=2:6:1:该物质可 12 16 单元总结 以表示为C,HO。 【通能力】 【通中考】 8.D 1.B2.D3.C4.C5.D 9.D解析：根据表中数据可知，“”和“M”的 MnO. 6.(1)H202 H2O+O2AB 质量比为32-8-32，解得x:y=3:4,A正 (2)在导管口放一根带火星的木条，若木条复 燃，证明为氧气 确：由微观图可知，“●”为HS,“●●”为 (3)BC或E O2,“●”为H2O,且根据表中数据可知，该 第五单元定量研究化学反应 反应为HS和O2反应生成M和H2O,由于 生成水的质量为37g一1g=36g,则其中氧 第一节化学反应中的质量守恒 16 元素的质量为36g×1×2+16 ×100%= 【通教材】 32g,而反应物中氧元素质量也为32g,则M 1.质量总和质量总和 中一定不含氧元素，B正确；根据表中数据可 2.种类数日质量 68-m68 3.化学 知，“●”和“0”的质量比为28一92解 【通基础】 得m=17,C正确；由于H2S的相对分子质 1.D 量为34，O2的相对分子质量为32，则H,S和 2.D解析：质量守恒定律是指参加化学反应 0,的分子个数之比为688：32g=2:1,D 的各物质的质量总和等于反应后生成的各物 3432 质的质量总和，A错误；质量守恒定律揭示了 不正确。 化学变化中宏观物质之间的质量关系，是微10.A11.A 观过程的外在反映，B错误；自然界中的化学12.B解析：8.8g二氧化碳中含碳元素质量为 12