第3节 氧气的制备 第1课时（分层作业）化学沪教版2024九年级上册

第3节 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 分层作业 1．下列关于催化剂的认识正确的是（ ） A．二氧化锰在任何反应中都是催化剂，都起催化作用 B．催化剂在反应中会逐渐消耗，需要不断添加 C．催化剂能改变化学反应的速率，不能决定反应是否发生和生成物的质量 D．化学反应前后催化剂的化学性质会改变 2．下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是（ ） A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 3．用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是（ ） A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯 C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢 4．化学实验中需要牢固树立安全和规范意识。下列说法正确的是（ ） A．及时将实验产生的废液倒入水池 B．用实验室里的蔗糖泡水喝 C．实验室里过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜保存 D．实验室制取气体时，先加药品，再检查气密性 5．（2025·安徽合肥·模拟预测）下列实验操作正确的是（ ） A．塞紧橡胶塞 B．检查气密性 C．倾倒液体药品 D．氧气验满 6．（2025·广东广州·一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法不正确的是（ ） A．空气中的N2可以用于工业合成氨 B．分离液态空气制取O2属于物理变化 C．新能源汽车有助于减少温室气体的排放 D．稀有气体性质不活泼，不与任何物质发生反应 7．（2025·江苏徐州·三模）下列实验中对水的作用解释不正确的是（ ） 空气中O2含量测定 铁丝在氧气中燃烧 A．通过量筒中水体积变化得出O2体积 B．防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶 检查气密性 收集氧气 C．降温，便于气密性检查 D．排净空气，便于观察何时集满 8．工业上采用分离液态空气法制取氧气。下表是液态空气中常见气体成分的沸点。 物质 二氧化碳 氮气 氧气 沸点/℃ -78.5 -195.8 -183.0 分离液态空气制氧气是依据液氮和液氧的 不同。分析上表数据，控制温度在至 ℃时，可以将氮气从液态空气中分离出来。 1．（2025·内蒙古鄂尔多斯·二模）如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是（ ） A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 C．输出的氧气可作为燃料 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 2．下列实验操作不正确的是（ ） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和氧气 将带火星的木条伸入集气瓶 B 收集较纯净的氧气 用排水法，若导管口冒气泡连续均匀开始收集 C 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物 用燃着的火柴去点白烟 D 鉴别过氧化氢溶液和水 观察颜色 3．某同学在实验室进行 “探究影响过氧化氢分解速率的因素” 实验，相关记录如下： 实验数据表 实验编号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 /mL 温度 /℃ 催化剂及用量 收集氧气的体积 /mL 反应所需时间 /s ① 5% 10 20 无 10 300 ② 10% 10 20 无 10 150 ③ 5% 10 20 二氧化锰 0.1g 10 25 ④ 5% 10 40 无 10 120 （1）通过实验①和②对比，可得出的结论是： 。 （2）通过实验①和③对比，可得出的结论是： 。 （3）通过实验①和④对比，可得出的结论是： 。 （4）如果要证明二氧化锰在反应前后化学性质不变，可采取的实验操作是： 。 4．某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂，化学反应就无法发生 B．在化学反应前后，催化剂的质量、化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质，不可能是其他反应的反应物或生成物 D．加入催化剂后，生成物的质量会迅速增加 【任务二】探究催化剂：查阅资料知道氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （2）填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条 。 氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂。 （3）步骤⑦的实验目的是 。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 （4）对比图2中的 点(填字母)，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （5）请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。 1．（2025·安徽安庆·二模）小明进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时意外发现铁丝未燃烧，为达到实验目的，他重新设计了如图所示的改进装置，下列说法错误的是（ ） A．铁丝未燃烧可能是氧气含量不足 B．可利用过氧化氢制氧气 C．玻璃瓶中铁丝剧烈燃烧，生成氧化铁 D．玻璃瓶代替集气瓶实现了废物利用 2．（2025·辽宁阜新·二模）兴趣小组按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是（ ） A．产生的泡沫可以被点燃 B．反应前后催化剂质量减小 C．不使用催化剂也可得到“大象牙膏” D．实验后应将废液倒入指定容器内 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 分层作业 1．下列关于催化剂的认识正确的是（ ） A．二氧化锰在任何反应中都是催化剂，都起催化作用 B．催化剂在反应中会逐渐消耗，需要不断添加 C．催化剂能改变化学反应的速率，不能决定反应是否发生和生成物的质量 D．化学反应前后催化剂的化学性质会改变 【答案】C 【解析】A、二氧化锰不是在任何反应中都是催化剂，一些反应中可以作反应物或者生成物，故选项说法错误； B、催化剂在反应中质量不变，不需要不断添加，故选项说法错误； C、催化剂的作用是改变反应速率（加快或减慢），但不能改变生成物的质量，故选项说法正确； D、化学反应前后催化剂的化学性质不变，故选项说法错误。 故选C。 2．下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是（ ） A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 【答案】D 【解析】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故A错误； B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故B错误； C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意，故C错误； D、该反应既不符合“多变一”的特点，也不符合“一变多”的特点，因此该反应既不属于化合反应也不属于分解反应，符合题意，故D正确。 故选D。 3．用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是（ ） A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯 C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢 【答案】D 【解析】A、过氧化氢在常温下会缓慢分解，即使没有催化剂，仍能产生氧气，不符合题意； B、用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰，过氧化氢仍然能分解，只是分解速率较慢，而氧气纯度与反应速率无关，故不会导致制取的氧气不纯，不符合题意； C、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，不会导致产生氧气的总质量减少，不符合题意； D、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，会导致产生氧气的速率慢，符合题意。 故选D。 4．化学实验中需要牢固树立安全和规范意识。下列说法正确的是（ ） A．及时将实验产生的废液倒入水池 B．用实验室里的蔗糖泡水喝 C．实验室里过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜保存 D．实验室制取气体时，先加药品，再检查气密性 【答案】C 【解析】A、实验产生的废液应倒入指定容器中统一处理，不能倒入水池中，说法错误，不符合题意； B、实验室中的任何试剂都不能品尝，说法错误，不符合题意； C、实验室中液体试剂和固体试剂分开保存，故将过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜中保存，说法正确，符合题意； D、实验室制取气体时，应先检查装置的气密性，再加入药品，防止装置漏气造成药品浪费，说法错误，不符合题意。 故选：C。 5．（2025·安徽合肥·模拟预测）下列实验操作正确的是（ ） A．塞紧橡胶塞 B．检查气密性 C．倾倒液体药品 D．氧气验满 【答案】B 【解析】A、塞橡胶塞时，不能将试管放在桌面上，用力塞上橡胶塞，该选项操作不正确； B、检查该装置气密性时，先把导管放在水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该选项操作正确； C、倾倒液体时，试管倾斜，试剂瓶紧挨试管口，标签向手心，瓶塞倒放，该选项操作不正确； D、氧气验满时，带火星的木条应该放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中，该选项操作不正确。 故选：B。 6．（2025·广东广州·一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法不正确的是（ ） A．空气中的N2可以用于工业合成氨 B．分离液态空气制取O2属于物理变化 C．新能源汽车有助于减少温室气体的排放 D．稀有气体性质不活泼，不与任何物质发生反应 【答案】D 【解析】A、氮气含有氮元素，是工业合成氨的重要原料，说法正确，不符合题意； B、分离液态空气制取氧气的过程中，只是利用氧气和氮气等成分沸点的差异将它们分离，没有新物质生成，属于物理变化，说法正确，不符合题意； C、新能源汽车不使用传统燃油，减少了二氧化碳等温室气体的排放，有助于减少温室气体的排放，说法正确，不符合题意； D、稀有气体性质不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生反应，如在一定条件下，氙气能与氟气反应生成XeF2等，说法错误，不符合题意。 故选D。 7．（2025·江苏徐州·三模）下列实验中对水的作用解释不正确的是（ ） 空气中O2含量测定 铁丝在氧气中燃烧 A．通过量筒中水体积变化得出O2体积 B．防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶 检查气密性 收集氧气 C．降温，便于气密性检查 D．排净空气，便于观察何时集满 【答案】C 【解析】A、该实验中红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，故可通过量筒中水体积变化得出氧气体积，不符合题意； B、铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，集气瓶底部的水可以防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，不符合题意； C、检查装置的气密性：将导管置于水中，形成密闭系统，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，故水的作用是：形成密闭系统，通过导管口是否产生气泡来判断装置是否漏气，不能降温，符合题意； D、该装置中，集气瓶中装满水，可将集气瓶内空气排尽，且可通过集气瓶中水的体积变化判断氧气何时集满，不符合题意。 故选C。 8．工业上采用分离液态空气法制取氧气。下表是液态空气中常见气体成分的沸点。 物质 二氧化碳 氮气 氧气 沸点/℃ -78.5 -195.8 -183.0 分离液态空气制氧气是依据液氮和液氧的 不同。分析上表数据，控制温度在至 ℃时，可以将氮气从液态空气中分离出来。 【答案】 沸点 -183.0 【解析】工业上分离液态空气制氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同。液氮的沸点为-195.8℃，液氧的沸点为-183.0℃。由于沸点差异，当温度升高时，沸点较低的氮气会先气化，而氧气仍保持液态，从而实现分离。 分离氮气时，需控制温度在氮气沸点至氧气沸点之间，即-195.8℃至-183.0℃。原因是： 当温度达到-195.8℃时，氮气开始气化（因其沸点最低），在-195.8℃至-183.0℃范围内，氮气完全气化并被分离，而氧气未达到沸点，仍为液态。因此，温度上限是氧气的沸点-183.0℃。 1．（2025·内蒙古鄂尔多斯·二模）如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是（ ） A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 C．输出的氧气可作为燃料 D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气 【答案】C 【解析】A、反应仓中发生产生氧气的反应，相当于实验室制取氧气的发生装置，故选项说法正确； B、氧气通过过滤仓中的水时会产生气泡，气泡的多少可以反映氧气排出的快慢 ，故选项说法正确； C、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作为燃料，故选项说法错误； D、该装置产生的氧气可以通入鱼缸中，给鱼缸中的鱼供氧气，故选项说法正确； 故选：C。 2．下列实验操作不正确的是（ ） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和氧气 将带火星的木条伸入集气瓶 B 收集较纯净的氧气 用排水法，若导管口冒气泡连续均匀开始收集 C 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物 用燃着的火柴去点白烟 D 鉴别过氧化氢溶液和水 观察颜色 【答案】D 【解析】A、氧气支持燃烧，能使带火星的木条复燃；氮气不支持燃烧，会使带火星的木条熄灭，可以鉴别，故选项不符合题意； B、排水法收集氧气时，初始气泡可能混有空气（不纯），需等待气泡连续均匀冒出时再收集，以确保收集到较纯净的氧气，故选项不符合题意； C、检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物，用燃着的火柴去点白烟，根据白烟能否燃烧，可以确定白烟是否为可燃物，故选项不符合题意； D、过氧化氢溶液和水均为无色液体，用观察颜色的方法不能鉴别，故选项符合题意； 故选：D。 3．某同学在实验室进行 “探究影响过氧化氢分解速率的因素” 实验，相关记录如下： 实验数据表 实验编号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 /mL 温度 /℃ 催化剂及用量 收集氧气的体积 /mL 反应所需时间 /s ① 5% 10 20 无 10 300 ② 10% 10 20 无 10 150 ③ 5% 10 20 二氧化锰 0.1g 10 25 ④ 5% 10 40 无 10 120 （1）通过实验①和②对比，可得出的结论是： 。 （2）通过实验①和③对比，可得出的结论是： 。 （3）通过实验①和④对比，可得出的结论是： 。 （4）如果要证明二氧化锰在反应前后化学性质不变，可采取的实验操作是： 。 【答案】（1）在其他条件相同的情况下，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快 （2）在其他条件相同的情况下，使用二氧化锰作催化剂能加快过氧化氢分解速率 （3）在其他条件相同的情况下，温度越高，过氧化氢分解速率越快 （4）待实验③反应结束后，过滤出二氧化锰，洗涤、干燥，再将其加入到新的过氧化氢溶液中，观察过氧化氢溶液的分解速率是否依然加快 【解析】（1）实验①和②中，过氧化氢溶液的浓度不同，其他因素相同，且过氧化氢溶液的浓度越大，收集相同体积的氧气所需时间越短，故可得出结论：在其他条件相同的情况下，过氧化氢溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快； （2）实验①和③中，实验①中未加二氧化锰，实验③中加入了二氧化锰，其他因素相同，且加入二氧化锰后，收集等体积氧气所需时间较短，故可得出结论：在其他条件相同的情况下，使用二氧化锰作催化剂能加快过氧化氢分解速率； （3）实验①和④中，温度不同，其他因素相同，且温度越高，收集等体积氧气所需时间越短，故可得出结论：在其他条件相同的情况下，温度越高，过氧化氢分解速率越快； （4）证明二氧化锰在反应前后化学性质不变，可采取的实验操作是：待实验③反应结束后，过滤出二氧化锰，洗涤、干燥，再将其加入到新的过氧化氢溶液中，观察过氧化氢溶液的分解速率是否依然加快，如果其仍然能加快过氧化氢的分解速率，则化学反应前后二氧化锰的化学性质不变。 4．某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂，化学反应就无法发生 B．在化学反应前后，催化剂的质量、化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质，不可能是其他反应的反应物或生成物 D．加入催化剂后，生成物的质量会迅速增加 【任务二】探究催化剂：查阅资料知道氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。 （2）填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 无明显现象 试管中有大量气泡产生，带火星的木条 。 氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂。 （3）步骤⑦的实验目的是 。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 （4）对比图2中的 点(填字母)，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （5）请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。 【答案】（1）B （2）复燃 0.2g （3）探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变 （4）b、d（或a、c） （5）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量 【解析】（1）A、不加入催化剂，化学反应也能发生，只是有些反应速率可能较慢，不符合题意； B、催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，符合题意； C、用作催化剂的物质，可能是其他反应的反应物或生成物，如在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，而在加热高锰酸钾制取氧气的反应中，二氧化锰是生成物，不符合题意； D、催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，故加入催化剂后，生成物的质量不会增加，不符合题意。 故选B； （2）结论为氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，步骤①中未加催化剂，无明显现象，步骤②中加入了氧化铜，故步骤③试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率，步骤⑥氧化铜的质量为0.2g，说明化学反应前后氧化铜的质量不变； （3）步骤⑦中重复步骤②③，目的是：探究化学反应前后氧化铜的化学性质是否改变； （4）对比图2中ac点，产生相同体积气体，所需时间不同；或bd点时间相同，产生气体体积不同，可知化学反应速率与催化剂的种类有关； （5）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同。 1．（2025·安徽安庆·二模）小明进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验时意外发现铁丝未燃烧，为达到实验目的，他重新设计了如图所示的改进装置，下列说法错误的是（ ） A．铁丝未燃烧可能是氧气含量不足 B．可利用过氧化氢制氧气 C．玻璃瓶中铁丝剧烈燃烧，生成氧化铁 D．玻璃瓶代替集气瓶实现了废物利用 【答案】C 【解析】A、铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧中能燃烧，则铁丝未燃烧可能是氧气含量不足，该选项说法正确； B、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，该选项说法正确； C、铁丝燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，该选项说法错误； D、用玻璃瓶代替集气瓶，能实现废物利用，该选项说法正确。 故选C。 2．（2025·辽宁阜新·二模）兴趣小组按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是（ ） A．产生的泡沫可以被点燃 B．反应前后催化剂质量减小 C．不使用催化剂也可得到“大象牙膏” D．实验后应将废液倒入指定容器内 【答案】D 【解析】A、过氧化氢可以分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能被点燃，故选项说法错误； B、反应后，催化剂的质量不变，故选项说法错误； C、过氧化氢在常温下分解速率很慢，不使用催化剂时，很难得到"大象牙膏"这样的大量泡沫现象，故选项说法错误； D、实验后的废液可能含有有害物质，应倒入指定容器内进行处理，以防止污染环境等，故选项说法正确。 故选：D。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$