第二单元空气和氧气复习：氧气的制取---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

氧气的制取 思维导图 知识要点： 1. 制取氧气的实验原理。 2. 实验室制取氧气的发生装置、收集方法及实验的主要步骤。 3. 化合反应与分解反应的区分。 一、氧气的制取 氧气的实验室制取及检验方法。 实验原 理 高锰酸钾锰酸钾+二氧化 锰+氧气 过氧化氢水+氧气 发生装 置 收集方 法 操作步 骤 ①查（检查装置气密性）；② 装（装入试剂）；③定（将试 管固定在铁架台上，试管口要 略向下倾斜）；④点（点燃酒 精灯）；⑤收（收集氧气）； ⑥离（将导管撤离水槽）；⑦ 熄（熄灭酒精灯） ①查（检查装置气密性）；② 装（将二氧化锰加入锥形瓶， 向分液漏斗中加入过氧化氢溶 液）；③收（将分液漏斗的活 塞打开，让过氧化氢溶液从分 液漏斗中滴入锥形瓶并收集氧 气）；④正（给收集满氧气的 集气瓶盖上毛玻璃片，正放在 桌面上） 检验方 法 将带火星的木条插入集气瓶中，若木条复燃，则证明收集到的气体是氧气 续表 难点解析：（1）排水法收集的氧气较纯净，但不够干燥，特殊用 途时需要进行干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但纯度相对较 低。（2）排空气法收集气体时，导管必须伸到接近集气瓶底部，便于 排尽集气瓶内的空气。（3）氧气的检验和验满方法的区别：检验氧气 时，将带火星的木条插入集气瓶中，观察是否复燃；用向上排空气法收 集氧气进行验满时，将带火星的木条放在集气瓶口即可。（4）固体加 热型发生装置制取并利用排水法收集氧气时，收集氧气完毕后，必须先 将导管撤离水槽，然后再熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入试管， 引起试管炸裂。 二、催化剂和工业制氧 1. 催化剂在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量 和化学性质在化学反应前后都没有改变。催化剂在化学反应中的特点是 “一变二不变”。 2. 工业上常采用分离空气的方法制取氧气（利用液态氮和液态氧的 沸点不同）。 三、化合反应和分解反应 反应类型 分解反应 化合反应 定义 由一种物质生成两种或两种 以上其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成 另一种物质的反应 反应物种 类 一种 两种或两种以上 通式 A→B+C+…… A+B+……→C 知识点一：氧气的制取 　【聊城】实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲 利用如图所示的装置进行相关气体制取的探究，请分析并回答下列问 题： （1）图中标号a的仪器名称是 　　　　　　。  （2）若用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集一瓶氧气，可选用的装 置组合是 　　　　（填字母）。  （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的主要步骤有：①检 查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。正确 的操作顺序是 　　　　（填序号）。  （4）装置F是密封性良好、充满空气的单气阀充气袋。现用装置F收集 一袋较纯净的氧气，则连接导管口b、c之前需进行的一项操作 是 　　　　　　　　　　　　。 　根据加热高锰酸钾固体制取氧气为固体加热型，以及氧气 的性质进行分析。 　（1）标号a的仪器名称是分液漏斗。（2）加热高锰酸钾 制取氧气属于固体加热型，发生装置可选A；氧气不易溶于水，密度比 空气大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选C或E。（3） 实验时的主要步骤为④组装仪器、①检查装置的气密性、③装入药品、 ②收集并验满气体。（4）用装置F收集一袋较纯净的氧气，则在连接导 管口b、c之前需排尽充气袋内的空气。 　（1）分液漏斗　（2）AC或AE　（3）④①③②　（4）排 尽充气袋内的空气 　本题考查实验室制取氧气，掌握氧气的制取原理是解题的 关键。气体发生装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体收 集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。 　取四份等质量的氯酸钾，向其中三份中分别加入少量等质 量的高锰酸钾、二氧化锰和锰，分别在某温度下加热至质量不再改变， 测定产生的氧气的质量，然后将剩余固体溶于足量水中，添加过物质的 组别中均有相同组成的不溶物。测定结果如下表所示：（氯酸钾发生反 应的文字表达式为氯酸钾氯化钾+氧气） 组别 ① ② ③ ④ 加入物质 无 高锰酸钾 二氧化锰 锰 产生的氧气的质量 /g 0 m1 m2 m3 不溶物的质量/g 0 w1 w2 w3 已知m1>m2>m3，下列关于此实验的说法中一定不正确的是（　C　） C A. 三种物质的加入都有利于氯酸钾分解放出氧气 B. 残留不溶物的质量关系为w1<w2<w3 C. 高锰酸钾是氯酸钾分解制氧气效果最好的催化剂 D. 不加入其他物质时，氯酸钾也可以发生分解反应 【解析】观察表格可知，三种物质的加入都有利于氯酸钾分解制氧气； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰是氯酸钾分 解的催化剂，金属锰会与生成的氧气反应生成二氧化锰，二氧化锰不溶 于水；加入等质量的高锰酸钾、二氧化锰和锰，高锰酸钾除了分解生成 二氧化锰，还生成其他物质，而③中二氧化锰的质量不变，④中锰反应 生成二氧化锰，质量增大，故残留不溶物的质量关系为w1<w2<w3；高 锰酸钾加热分解产生部分氧气而质量减小，生成的二氧化锰用作了氯酸 钾分解的催化剂，而催化剂的质量和化学性质在反应前后均不变，所以 高锰酸钾不是催化剂；加热到一定温度时，氯酸钾也会分解产生氧气， 所以不加入其他物质时，氯酸钾也会分解。 知识点二：催化剂 　催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。氯化铁 对过氧化氢的分解也有催化作用。为比较二氧化锰和氯化铁对过氧化氢 分解快慢的不同影响，用如图甲所示的装置进行实验，启动传感器，注 入过氧化氢溶液。氧气的体积分数随时间变化的情况如图乙所示。 （1）初始时氧气的体积分数不为0，原因是 　　 　　。 （2）使过氧化氢分解得较快的催化剂是 　　　 　（填“二氧化锰”或“氯化铁”），判断依据是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）用5%的过氧化氢溶液制取氧气，若采用如图甲所示的装置进行实 验，则上述两种催化剂中较为合适的是 　　　　。  　（1）根据装置内空气中含有氧气分析即可。（2）比较二 氧化锰和氯化铁对过氧化氢分解快慢的曲线图进行分析。（3）结合实 验装置可知，实验中需控制过氧化氢的分解速率，以得到平稳的氧气 流，据此进行分析。 　（1）由于装置内空气中含有氧气，所以初始时氧气的体 积分数不为0。（2）比较图乙中的两曲线可知，当氧气体积分数都达到 32%时，用二氧化锰作催化剂所需的时间为9 s，用氯化铁作催化剂所需 的时间大于60 s，所以使过氧化氢分解得较快的催化剂是二氧化锰。 （3）用如图甲所示的装置制取氧气不能控制反应速率，由（2）中的分 析可知，用二氧化锰作催化剂时过氧化氢分解得更快，所以选择氯化铁 作催化剂可以使过氧化氢的分解速率适中，以得到平稳的氧气流。 　（1）装置中含有空气，空气中约含21%氧气　（2）二氧 化锰　因为二氧化锰作催化剂时，产生等量氧气所需的时间比氯化铁更 短　（3）氯化铁 　理解催化剂的特点和作用，学会分析图像，结合所学知识 进行解答。 　兴趣小组的同学用图甲所示的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10 mL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，得到曲线如图乙所示。下列说法中不正确的是 （　C　） C A. 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猪肝块 B. 从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是放热反应 C. 加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120 s D. 曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂只能改变化学反应速率， 不能改变生成物的质量 知识点三：化合反应与分解反应 　《天工开物》中有“石灰经火焚炼为用”的记载，主要反应为碳酸钙 氧化钙+二氧化碳。该反应 （ ） A. 属于化合反应 B. 属于分解反应 C. 属于氧化反应 D. 既属于分解反应，又属于氧化反应 　化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反 应，其特点可总结为“多变一”；分解反应是由一种物质生成两种或两种 以上其他物质的反应，其特点可总结为“一变多”；物质与氧气发生的反 应属于氧化反应。 碳酸钙氧化钙+二氧化碳，该反应的反应物是一种，生 成物是两种，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应；该反应不是 物质和氧气发生的反应，不属于氧化反应。 B 了解化合反应、氧化反应、分解反应的特征是解答本题的关 键。 　下列说法中正确的是（　A　） A. 红磷在空气中燃烧既属于化合反应，又属于氧化反应 B. 糖和水混合制成糖水是化合反应 C. 氧化反应一定是化合反应 D. 凡生成两种或两种以上其他物质的反应都属于分解反应 A 　小明发现混入部分空气的氧气也能使带火星的木条复燃，可见并 非只有纯氧才能使带火星的木条复燃。将不同比例的氧气和空气混合， 再将带火星的木条伸入其中，结果可能不同。 （1）小明往100 mL集气瓶中加入50 mL水，用排水法收集氧气，集气瓶 内的氧气约占总体积的 　　　　%，实验后发现该瓶气体不能使带火星 的木条复燃，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）为了研究氧气的体积分数对木条复燃的影响，小明用如图所示的 装置制取氧气并进行相关实验。选择下列器材，写出本实验的步骤（建 议将实验分成4个步骤）。实验材料：溶质质量分数为7.5%的过氧化氢 溶液、二氧化锰粉末、水、量筒、木条、100 mL的集气瓶若干个及其他 需要的实验器材。 　（1）集气瓶中氧气的体积由空气中氧气的体积和收集到 的氧气体积两部分组成，再根据氧气的体积分数=×100% 进行计算即可。带火星的木条不能复燃与氧气的体积分数有关。（2） 根据实验室中制取氧气与收集氧气的步骤来设计实验。 　（1）集气瓶内的氧气约占总体积的体积分数为×100%=60.5%。发现该瓶气体不能使带火星的木条复燃，其原因是氧气的体积分数过低。（2）设计实验时要注意装置的组装及气密性检查、用水的体积控制氧气体积设置分组、正确用排水法收集气体、重复实验、数据处理。 　（1）60.5　氧气的体积分数过低　（2）①按如图所示的 装置装搭仪器，检查装置的气密性；②取100 mL的集气瓶4个，分别加 入60 mL、70 mL、80 mL、90 mL的水；③将导管末端放入水中，往装置中装入试剂，打开活塞，待气泡连续、均匀冒出后，用排水法将各集气瓶中的水恰好排尽；④将带火星的木条伸入集气瓶中，观察带火星的木条是否复燃；⑤分析数据，得出氧气的体积分数对带火星木条复燃的影响的结论。 　掌握氧气的体积分数的计算方法以及实验室制取氧气的发 生装置和收集装置是解题的关键。 1. 从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方案 是（　B　） 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 B 2. 下列反应中，既不属于化合反应，也不属于分解反应的是（　D　） A. 铁+氧气四氧化三铁 B. 铝+氧气氧化铝 C. 过氧化氢水+氧气 D. 石蜡+氧气二氧化碳+水 D 3. 下列收集装置中可以用来收集氧气的是（　D　） A. ①③ B. ①②③⑥ C. ①⑤⑥ D. ①②③④ D 4. 加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气时，下列图像中能正确反映其 对应变化关系的是（　C　） A. B. C. D. C 5. 如图所示，将过氧化氢溶液滴入集气瓶中可观察到的现象是 （　C　） A. 气球胀大，红墨水左移 B. 气球缩小，红墨水右移 C. 气球缩小，红墨水左移 D. 气球胀大，红墨水右移 C 6. 如图所示为便携式制氧器原理示意图，下列关于便携式制氧器的说法 中不正确的是（　C　） A. 加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的性质来保持氧气湿润 B. 这个仪器可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降 C. 此仪器可用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属 D. 可根据加湿过滤仓中气泡的多少来说明氧气排出的快慢 C 7. 工业制取氧气主要有如图所示的步骤，请据图回答下列问题： （1）工业制取氧气属于 （填“物理”或“化学”）变化。  （2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或 “低”）。  （3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混 合物”）。  物理　 低　 混合物　 8. 小金为了探究温度对过氧化氢分解反应速率的影响，借助如图所示的 实验装置（夹持装置略去）进行了两次实验，两次实验的部分设计如下 表所示： 实验1 实验2 二氧化锰的质量/g 0.5 0.5 5%的过氧化氢溶液的体积/mL 40 水浴温度/℃ 20 80 （1）实验2中应加入5%的过氧化氢溶液 mL。  （2）在两次实验中，可通过 ⁠来 比较过氧化氢分解反应速率的大小。 （3）实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏 大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有 ⁠ 。  40　 相同的时间内注射器内气体的体积　 温度较高时水蒸发成水 蒸气　 9. 如图所示，用“W”形玻璃管进行微型实验，将注射器中的过氧化氢溶 液推入管中与二氧化锰接触。下列说法中错误的是（　A　） A. 二氧化锰可以增大过氧化氢分解生成的氧气的质 量 B. 若a处粉末是木炭粉，则能看到有白光产生 C. 若a处粉末是硫粉，则b处应接有尾气处理装置 D. 用“W”形玻璃管进行微型实验可以节约药品、减 少污染 A 10. 如图所示装置的气密性检查中，气密性不好（漏气）的是（　D　） A. 装置①，用手捂住试管一段时间，放开手后一会儿，导管中水面高于烧杯内水面 B. 装置②，通过长颈漏斗加一定量的水，液面高度保持图示位置不变 C. 装置③，用双手捂住烧瓶一段时间，长导管A内形成一段水柱 D. 装置④，向上移动a管后，a、b两管内的液面始终保持相平 D 11. 用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析中不 正确的是（　D　） A. 用如图甲所示的装置制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下 B. 如图乙所示的实验，A处带火星的木条不复燃，C处带火星的木条复燃 C. 如图乙所示的实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 D. 图乙所示实验的图像如图丙所示 D 【解析】为了避免气体外逸，长颈漏斗的末端应伸到液面以下，以保持 装置的气密性；A内过氧化氢反应速率小，产生氧气少，不足以使木条 复燃，C内过氧化氢反应速率大，产生氧气多，可以使木条复燃；催化 剂还需验证反应前后的质量和化学性质是否改变，因此题图乙所示的实 验无法得出二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂；过氧化氢反应后生成 水，反应结束后过氧化氢的质量为零。 12. 二氧化锰可以催化过氧化氢分解产生氧 气和水，重复使用的二氧化 锰是否会影响催化效率呢？小明按如图甲 所示的装置进行实验，将二氧 化锰放在“茶叶袋”中，用铜丝悬挂在容器里， 拉动铜丝可以调节“茶叶袋”的高度（“茶叶袋”仅液体和气体能通过）。实验步骤如下：①取0.5 g二氧化锰放在“茶叶袋”里，用注射器吸取20 mL 15%的过氧化氢溶液，往容器里加入20 mL蒸馏水，连接装置，如图甲所示。②将过氧化氢溶液全部注入容器中，固定注射器活塞，使“茶叶袋”浸没在溶液里。采集 数据，绘制实验曲线如图乙所示。③取出“茶叶袋”，反复用水冲洗，烘 干。用冲洗并烘干过的二氧化锰和等量的试剂重复实验步骤①和②。④ 比较二氧化锰的使用次数和气压变化快慢的关系，得出结论。 （1）写出第一次实验时可观察到的一个现象： ⁠ ⁠。 （2）小明认为步骤③中的操作“反复用水冲洗，烘干”是多余的，你对 小明观点的评价及理由是 ⁠ ⁠ ⁠。 溶液中有气泡冒 出　 小明的观点错误，实验目的是探究重复使用 的二氧化锰是否会影响催化效率，所以步骤③中的操作“反复用水冲 洗，烘干”是有必要的　 （3）若二氧化锰的使用次数越多，催化效率越低，请在图乙中画 出第二次实验的大致图形。 【答案】如图所示。 13. 下列图像中与对应的描述相符的是（　D　） A. 图甲表示用高锰酸钾制取氧气时，随着反应的进行，二氧化锰质量的变化情况 B. 图乙表示a、b两试管中分别装有等质量的过氧化氢溶液，并向a试管 中放入催化剂后，随着反应的进行，生成的氧气质量的变化情况 C. 图丙表示用高锰酸钾制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余固体 质量的变化情况 D. 图丁表示用过氧化氢溶液制取氧气时，随着加入过氧化氢溶液的质量的变化，生成的氧气质量的变化情况 √ 14. 某兴趣小组想探究红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂。请你一 起参与他们的探究过程，回答下列问题： 【提出问题】 ⁠？ 【猜想】红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 红砖粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂 实验步骤 实验现象 实验结论 实验一 ⁠ ⁠ ⁠ 木条不复燃 常温下过氧化氢分解速率 很慢 实验二 在装有5 mL过氧化氢 溶液的试管中加入红 砖粉末，然后将带火 星的木条伸入试管中 木条复燃 ⁠ ⁠ 将带火星的木条伸入 装有5 mL过氧化氢溶 液的试管中 常温下红砖粉末能加快过 氧化氢的分解速率 【结论】红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，故红砖粉末能作过氧化 氢分解的催化剂。 【讨论与反思】有同学认为：仅凭上述两个实验还不能证明红砖粉末能 作过氧化氢分解的催化剂，还需要增加探究实验三： 【实验目的】探究 ⁠。 【实验步骤】①准确称量红砖粉末的质量；②完成实验二；③待反应结 束，将实验二试管中的物质进行过滤、洗涤、干燥、 ；④对比 反应前后红砖粉末的质量。 红砖粉末在反应前后质量有没有变化 称量 【分析】若红砖粉末在反应前后质量不变，则说明红砖粉末可以作过氧 化氢分解的催化剂。但也有同学认为：要证明猜想，上述三个实验还是 不够，还需要再补充一个探究实验。你认为还需要探究 ⁠ ⁠。 红砖粉末的化 学性质在反应前后是否改变 $$