2.3 制取氧气同步学与练-2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题3 ( 钠及其化合物 )制取氧气 【考点清单】 考点1 氧气的工业制法 1．方法：分离液态空气法 2．原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 3．具体过程：在低温下加压，使空气液化，然后升温，液态氮的沸点比液态氧的沸点低，氮气先蒸发出来，剩下主要是液氧。 【特别提醒】分离液态空气制取氧气利用的是氮气和氧气的沸点不同，故为物理变化。 考点2 氧气的实验室制法 在实验室中，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。 实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素： ①制氧气的原料须是含氧的物质； ②利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气； ③生成的气体成分单一，便于收集。 （一）加热高锰酸钾制氧气 1．药品：高锰酸钾（暗紫色固体） 2．原理： 文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 符号表达式：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 3．装置： （1）发生装置：固体加热型装置 （2）收集装置： ①排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。 ②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。 【特别提醒】排水法收集的氧气较纯，但不干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但不纯。 4．主要实验步骤： ① 查：连接好装置并检查装置气密性。 ② 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。 ③ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂） 铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。 ④ 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。 ⑤ 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。 向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 ⑥离：将导管撤离水槽 ⑦熄：熄灭酒精灯停止加热，先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。 可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。 5．验满方法 （1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。多功能瓶在出气口验满。 （二）过氧化氢分解制取氧气 1．药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2） 过氧化氢溶液俗名 “双氧水”，是一种无色溶液，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气；二氧化锰是黑色粉末。 2．原理： 文字表达式：过氧化氢水+氧气 符号表达式：H2O2 H2O + O2 3．实验装置： 发生装置：固液不加热型装置（固体与液体反应类型，不需加热） 收集装置：排水法、向上排空气法 4．实验步骤 (1)检查装置的气密性。 (2)向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 (3)塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。 (4)向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。 (5)用排水法(或向上排空气法)收集气体。 【特别提醒】 ①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； ( C A B )②导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出； ③装药品时，先装固体后装液体； ④固液不加热型不同装置的优点： a.装置A简单，所用仪器少 b.装置B方便添加液体药品 c.装置C可以控制液体药品的滴加速度，从而产生平稳的气流；其中分液漏斗可以用注射器代替。 考点3 催化剂与催化作用 1．催化剂 （1）定义：在化学反应中能 改变 其他物质的化学反应速率，而本身的 质量 和 化学性质 在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）特点：“一变两不变” 一变： 其他物质的化学反应速率（可以加快也可以减慢）； 两不变： 本身的质量和化学性质 （物理性质可以改变）。 【特别提醒】 （1）催化剂是“改变”其他物质的化学反应速率，而不是“加快”其他物质的化学反应速率； （2）催化剂 不能 改变生成物的质量； （3）催化剂不是反应物也不是生成物； （4）催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中会变化； （5）同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用； （6）某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）。 2．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 3．探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路： （1）改变反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。 （2）反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 （3）化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 拓展：影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 考点4 分解反应 1.定义：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。 2.与化合反应比较 分解反应 化合反应 概念 由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 A→B + C + … A +B + … → C 两者关系 都是化学反应的基本类型之一，二者是并列关系 【题组精炼】 题组一　工业制取氧气 1．（2024上海一模）如图是工业上用分离空气法制取氧气的流程，下列说法错误的是（　　） A．此方法制取氧气的原料来源广泛 B．该分离过程属于物理变化 C．液态氧的沸点高于液态氮 D．最终得到的液体是纯净物 2．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） 。 题组二　加热高锰酸钾制氧气 3．实验室用高锰酸钾制取氧气，不需要使用的仪器是（　　） A．酒精灯 B．漏斗 C．试管 D．集气瓶 4．实验室用排水法收集完氧气后，正确的操作顺序是（　　） ①撤去并熄灭酒精灯 ②从水槽中移出导管 ③从铁架台上拆下试管 ④清洗仪器并放回指定位置 A．②①③④ B．③②④① C．①③②④ D．①②③④ 5．如图是实验室用高锰酸钾制取氧气并验证其性质的相关操作，其中正确的是（　　） A．制取气体 B．收集气体 C．检验气体 D．性质验证 6．若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置是（　　） A． B． C． D． 7．（2023秋芜湖月考）下列实验室用高锰酸钾制取氧气的操作中，有一项操作的目的与其他三项不同，该项操作是（　　） A．加热前将试管外壁擦干 B．在试管口放一团棉花 C．加热时试管口略向下倾斜 D．实验结束待试管冷却后再清洗 题组三　过氧化氢分解制取氧气 分解反应 8．用高锰酸钾制取氧气，反应结束后，剩余固体中含有二氧化锰，这里的二氧化锰是（　　） A．催化剂 B．氧化剂 C．反应物 D．生成物 9．（2023秋青岛期中）用过氧化氢溶液制取氧气时，若忘记加二氧化锰，其结果是（　　） A．不生成氧气 B．生成氧气的速率很慢 C．生成氧气的总量减小 D．生成氧气的纯度降低 10．（2023秋湛江期末）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，一定不会用到的仪器是（　　） A．集气瓶 B．锥形瓶 C．水槽 D．酒精灯 11．下列反应中，既不属于分解反应也不属于化合反应的是（　　） A．碳酸钙 氧化钙＋二氧化碳 B．铁＋氧气 四氧化三铁 C．甲烷＋氧气 水＋二氧化碳 D．氢气＋氧气 水 12．（家庭小实验）如图是用酵母粉催化分解过氧化氢溶液进行氧气制取和检验的家庭小实验。下列说法正确的是（　　） A. 触摸瓶身感觉烫手，说明该反应放热 B．加入酵母粉会使生成氧气的总质量增大 C．反应前后酵母粉的化学性质发生变化 D．把带有火星的木条放在瓶口检验是否有氧气生成 13．（2023上海中考）用3%过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置如图。下列说法正确的是（　　） A．加入的过氧化氢溶液需浸没分液漏斗下端 B．控制过氧化氢溶液滴加速度，能使反应较平稳地进行 C．Ⅱ中收集气体的方法是向下排空气法 D．Ⅱ中收集到的氧气非常纯净 题组四　催化剂及其探究 14．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 15．已知FeCl3与CuCl2对H2O2分解都有催化作用，为测定并比较二者的催化效率，需要控制的条件包括①实验温度；②H2O2的浓度；③催化剂质量；④FeCl3与CuCl2的颗粒大小．（　　） A．①② B．②③ C．全部 D．①②④ 16．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 。 【课后练习】 1．下列实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的相关操作中，错误的是（　　） A．先检查装置气密性，再装试剂 B．先让试管均匀受热，再对试剂所在的部位集中加热 C．当导管口连续并比较均匀地放出气泡时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶 D．集满氧气后，先取出集气瓶并正放在实验台上，再用玻璃片盖住瓶口 2．小科根据所学知识，自制一台“制氧器”，其装置如图所示。 下列有关说法错误的是 A．反应仓中的液体药品可以是过氧化氢溶液 B．过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润 C．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 D．该装置可以随时调控产生氧气的速率 3．下列变化属于分解反应的是 A．蒸发食盐水得到水和食盐 B．酒精在空气中燃烧生成水和二氧化碳 C．加热高锰酸钾 D．铁丝在氧气中燃烧 4．在双氧水制取氧气的实验中，某些变量与时间的变化关系如图所示，纵坐标y随时间的变化趋势如下，纵坐标表示的是 A．试管中液体的质量 B．过氧化氢的质量 C．试管中MnO2的质量 D．氧气的质量 5．变压吸附法制取氧气的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气的能力差异，在吸附塔中通过增压与减压的交替循环，将二者进行分离（如图）。下列相关说法错误的是（　　） A．制取的氧气中含有稀有气体 B．制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛吸附过程属于物理变化 D．分子筛对氮气的吸附能力与塔内压强有关 6．加热一定质量的高锰酸钾，下列各量随反应时间的变化曲线不合理的是（　　） A． B． C． D． 7．（思维拓展）实验室需收集一瓶约混有 体积空气的氧气，下列操作正确的是（　　） A.导管伸到集气瓶体积的 处 B.导管伸到集气瓶体积的 处 C.集气瓶中盛 体积的水 D.集气瓶中盛 体积的水 8．（2023秋成都期末）为比较二氧化锰和氧化铜的催化效果，用图1装置进行实验，倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液和催化剂接触，瓶内压强随时间的变化情况如图2所示。下列说法错误的是（　　） A．二氧化锰的催化效果比氧化铜好 B．对比ac或bd均可比较催化剂的催化效果 C．化学反应速率与催化剂的种类有关 D．最终两瓶中产生氧气的质量不同 9．实验室制取氧气的装置中，有关几个“口”的位置错误的是（　　） A．试管内的导管口稍稍伸出橡胶塞即可 B．装高锰酸钾的试管口略向下倾斜 C．排水法收集时，导管口伸入集气瓶底部 D．验满时，把带有火星的木条放在集气瓶口 10．用如图装置进行制取氧气的实验。 （1）仪器a的名称是________。 （2）写出实验室用装置A制取氧气的符号表达式：__________ ____________________________。试管口略向下倾斜的原因是______________________________________________________。 （3）可以用装置B收集氧气的原因是__________________________________。 （4）用装置C收集氧气时，验满的操作是________________________________。 （5）补全木炭在空气和氧气中燃烧的实验报告。 装置 现象 结论 继续实验 木炭在空气中燃烧，发出红光；在氧气中燃烧，________（填序号） ①产生大量白烟 ②发出白光 ③发出蓝紫色火焰 物质燃烧的剧烈程度与____________有关 向反应后的集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是____________________ 11．已知A、B、C、D、E、F六种物质之间可发生如下反应： ①将黑色固体A和无色液体B混合，生成一种无色、无臭的气体C； ②加热暗紫色固体D，可同时得到A和C； ③黄色固体E在充满C的集气瓶中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，并生成一种有刺激性气味的气体F。 （1）写出下列物质的名称：A____________；D____________。 （2）反应①中，A起________作用，在反应前后A的____________和____________都不变。 （3）C的一种用途是________________________。用符号表示E在C中燃烧时发生的反应：____________________________。 （4）反应①②③中，属于分解反应的是________（填序号）。 12．实验室制取氧气常用到如图装置，请回答： （1）用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是______（填序号），检查该装置气密性的方法：将导管放入水中，________________，若导管口________________________，说明气密性良好。 （2）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的符号表达式为______________________________， 应选择的发生装置是______（填序号），依据是_______________________________________。 （3）用装置E收集氧气，集气瓶集满氧气后，应先在水面下______________________，然后一起移出水槽，________（填“正”或“倒”）放在实验台上。收集氧气还可以选择的装置是________（填序号）。 （4）检验氧气的方法是_____________________________________________________。 13．实验室有下列仪器及棉花、升降台、火柴、药匙、镊子、集气瓶等。 （1）用高锰酸钾制取氧气，反应的符号表达式为_____________________________________。 组装发生装置应选择的仪器是________（填序号），实验时棉花的作用是__________________________ ____________________________________。 （2）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，组装发生装置时应选择的仪器是G和______（填序号）。 （3）用排水法收集氧气，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，原因是______________________ ______________。 Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 【参考答案】 【题组精炼】 题组一　工业制取氧气 【答案】1.D 2.(1)做保护气 (2)氮气的沸点比氧气的沸点低 (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 题组二　加热高锰酸钾制氧气 【答案】3．B　　4.A　5.C　6.A　7.B　 题组三　过氧化氢分解制取氧气 分解反应 【答案】8．D　9.B　10.D　11.C　12.A　13.B 题组四　催化剂及其探究 【答案】14．B 15．C 16.(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 【课后练习】 【答案】1.D 2.D 3.C 4.A 5．B　6.C　7.D 8．D 　9.C 10．（1）水槽 （2）KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2 防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂 （3）氧气不易溶于水且不与水反应 （4）把带有火星的木条放在集气瓶口 （5）②　氧气浓度　澄清石灰水变浑浊 11．（1）二氧化锰　高锰酸钾　（2）催化　质量　化学性质 （3）医疗急救（或航空航天等）　S＋O2 SO2　（4）①② 12．（1）A　用手紧握试管　有气泡冒出 （2）H2O2 H2O＋O2　B 试剂是固体和液体，反应不需要加热 （3）用玻璃片盖住瓶口　正　D （4）把带有火星的木条插入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气 13．（1）KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2　ABDE　防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 （2）CF（或ACE）　（3）刚开始排出的是装置内的空气 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$