第3节 氧气的制备 第2课时（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第2章 空气与水资源 第3节 氧气的制备 第2课时 氧气的实验制取 教学目标 1.能认识实验室制取氧气的思路和方法; 2.掌握实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等； 3.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步形成实验室制备气体的一般思路。 重点和难点 重点：加热高锰酸钾制取氧气；实验室制取气体装置的选择方法。 难点：学生实验——氧气的实验室制法。 ◆知识点一 加热高锰酸钾制氧气 1.药品：高锰酸钾（紫黑色固体，化学式：KMnO4） 2.反应原理：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 + Mn O2 + O2 3.反应装置（固体加热型）： 4. 实验步骤： 操作步骤 口诀 操作方法 检查装置的气密性 查（茶） 连接好装置，先将导管末端放入水中，再用手紧握试管，若观察到导管口有气泡冒出，移开手后过一段时间，导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好 将试剂装入试管 装（庄） 将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一小团棉花，用单孔橡皮塞塞紧 把试管固定在铁架台上 定（定） 铁夹夹在试管的中上部（或距试管口1/4~1/3 处），并使试管口略向下倾斜  点燃酒精灯 点（点） 点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后对准试剂部位加热 收集氧气 收（收） 若用排水法收集气体，集气瓶内装满水，倒扣在水槽中（瓶口在水面下），当导管口有气泡连续均匀地冒出时，开始收集。当有气泡从瓶口向外冒时表明瓶内已经集满氧气，在水下盖好玻璃片取出，正放在桌面上； 若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 撤离导管 离（利） 实验结束后，先将导管从水槽中撤离，后熄灭酒精灯 熄灭酒精灯 熄（息） 注意事项： 选择试剂需考虑的因素： 1.制氧气的原料须是含氧的物质。 2.利用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。 即学即练 1.用高锰酸钾取氧气有下面一些操作：①加热；②收集氧气；③向试管中装入药品，并固定在铁架台上；④检查装置的气密性；⑤停止加热；⑥将导管从水槽中取出。正确操作的顺序是 A．①②③④⑤⑥ B．④③⑥⑤①② C．③②①④⑥⑤ D．④③①②⑥⑤ 2.实验课上，同学们利用下列装置完成了氧气的制取和性质实验。 (1)图1中，仪器a的名称是 。 (2)图1装置中，制取氧气的文字表达式为 ，试管口棉花的作用是 ；实验结束后，发现试管有裂缝，可能的原因是 （写1条）。 (3)图2中，集气瓶中水的作用是 。 ◆知识点二 加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气 1. 药品：氯酸钾（白色固体，化学式KClO3）与二氧化锰（黑色粉末，化学式MnO2） 2.反应原理： 文字表达式：文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧 气 符号表达式：Cl 3.反应装置：固体加热型 4.实验步骤： ①检查装置的气密性； ②加入试剂并固定仪器； ③点燃酒精灯并收集气体； ④从水槽中撤出导管； ⑤熄灭酒精灯。 注意事项： 1.二氧化锰在氯酸钾制取氧气实验中是作催化剂，有催化作用； 2.二氧化锰在高锰酸钾制取氧气实验中是生成物。 即学即练 1.实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，进行的相关操作如下，其中正确的是 A．试管口放棉花 B．用酒精灯内焰加热 C．导管口有气泡冒出时开始收集 D．实验结束时，先撤导管，后灭酒精灯 2.（22-23九年级上·湖北武汉·期中）氯酸钾为白色固体，熔点为 356℃，受热分解会释放氧气。李明同学利用图 1 所示装置（夹持装置略）探究氯酸钾的热分解温度，所得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系如图 2 所示。下列说法不正确的是 A．因为加热后氯酸钾慢慢变成液态，故图 1 试管口略向上倾 B．该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解产生氧气 C．由图 2 可知氯酸钾在 356℃时就开始大量分解产生氧气 D．图 2 表示氧气体积分数的曲线为乙 ◆知识点三 实验室制取气体的装置选择 1. 反应装置的选择 （1）发生装置选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）。 （2）常见的发生装置 固体加热型 固液常温型 2. 收集装置的选择 （1） 收集装置选择依据：气体的溶解性，气体的密度。 （2） 常见的收集装置 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法 适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体 注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 即学即练 1.下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是 A． B． C． D． 2.在实验室里，化学小组用如图所示的装置进行有关实验。 请回答下列问题： (1)用加热高锰酸钾的方法制取氧气，组装发生装置应选择 （填写字母标号，下同），反应的文字表达式为 。 (2)用过氧化氢和二氧化锰混合物制取一瓶纯净的氧气。应选择的收集装置是 ，反应中二氧化锰的作用是 。 1、 实验室加热高锰酸钾制取氧气时操作的注意事项 1. 试剂平铺在试管底部：增大受热面积，便于均匀受热； 2. 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管； 3. 试管口应略向下倾斜：防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂； 4. 导管应略出试管口：便于收集气体； 5. 加热药品前，先使试管均匀受热（预热）：防止试管受热不均匀导致试管炸裂； 6. 排水法收集气体时，当气泡连续均匀冒出时开始收集：因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯； 7. 氧气收集完毕后，集气瓶正放在桌面上：氧气密度比空气大，正放可减少氧气的逸散； 8. 向上排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部：为了排尽瓶内空气； 9. 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。 2、 实验室制取氧气的三种方法对比 试剂 高锰酸钾 氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢和二氧化锰 反应原理 槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管 槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试 管∆ 槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管 试剂状态 固态 固态+固态 固态+液态 反应条件 加热 加热、催化剂 催化剂 发生装置 观念建构： 物质制备的要求 1.利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料； 2.物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集； 3.物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。 实践应用 1.下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是（ ） A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂 B．用排水法收集和用向上排空气法收集时，验满的方法一样 C．用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样 D．过氧化氢溶液和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关 2.我们了解到常用的实验室制取氧气的方法有如下图所示的三种。请回答问题。 (1)根据绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种实验室制取氧气的途径中 （填“甲”“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求。    (2)下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。    ①写出仪器的名称：a 。 ②装置A的一处明显错误是 ，改正A装置后，用固体混合物制取氧气，反应的文字表达式为 ，若收集一瓶纯净的氧气，收集装置为 ，当看到 现象时证明氧气已收集满。 ③小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 ，由此小军提醒其他同学，制取氧气前一定要先 。 3.如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。 (1)图中A、B、C所示的方法都能够制取氧气，是因为反应物都有 元素。 (2)方法B、C制取氧气时都用到了二氧化锰，二氧化锰的作用是 。 (3)从绿色环保，节约能源的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是 （填字母序号），写出用该方法制取氧气的文字表达式 。 (4)方法D是工业上制取氧气，该过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。 考点一 实验室制取氧气 【例1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，下列操作正确的是（ ） A．用酒精灯内焰加热 B．试管口无需放棉花 C．加热时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动 D．先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 【例2】氧气是人类生活不可缺少的物质，制取氧气的方法很多。请回答下列问题： （1）KMnO4分解法：该反应的文字表达式为 。 （2）KClO3分解法：应选用上图中的_______（填图中装置对应的字母）作发生装置； （3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________； （4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质； （5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为_____（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。 解题要点 : 【变式1-1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是 A．铁夹应夹在试管底部 B．加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动 C．实验结束时应先熄灭酒精灯 D．实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上 【变式2-1】下面是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置。请回答下列问题： （1）指出图中标有数字的仪器名称：①　 　；②　 　。 （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时应选用 　 　（填字母标号，下同）发生装置，写出该反应的文字表达式 　 　；若要收集较为纯净的氧气最好选用 　 　装置。 （3）利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将 　 　放在 　 　，若复燃，证明已满。 考点二 实验室制取气体的装置选择 【例3】同学们到实验室制取氧气，下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。 ①写出仪器的名称：a 。 ②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，选择装置A作为发生装置，老师提出A装置存在不足，原因是 ，该反应的文字表达式为 。若用D收集氧气，验满时，应将带火星的木条放在 (填“集气瓶中”或“集气瓶口”)，若用E收集氧气，当看到 现象时，开始收集氧气。 ③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，可以选择的发生装置为 (填序号)，该反应属于 (填基本反应类型)。 【例4】在实验室中利用如图装置，可以进行的实验是 ①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气 ②用KMnO4固体制取氧气 ③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气 A．① B．①② C．①②③ D．③ 解题要点： 1.固液常温型发生装置适合反应条件为常温的反应；固体加热型发生装置适合反应条件为加热的反应。 2.氧气不易溶于水且不与水发生反应，可选用排水法收集；氧气密度比空气大，还可选用向上排空气法收集；而向下排空气法适合密度比空气小的气体，如氢气。 【变式3-1】如图是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)用固体混合物制取氧气，选择的发生装置是 ，反应的文字表达式为 。停止加热时应 (填字母)。 a.先将导管移出水面，再熄灭酒精灯   b.先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 (3)若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是 。 【变式4-1】如图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是 A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 基础达标 1．（2025·广东梅州·三模）高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要涉及的实验图标的是 A． 护目镜 B．热烫 C．用电 D．洗手 2.（2025·安徽滁州·三模）用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是 A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．检查气体 A．A B．B C．C D．D 3．下列试管的朝向与实验项目相对应且正确的是 A．加热高锰酸钾固体   B．向试管中加入粉末状药品的初始阶段     C．向试管内加入大理石   D．给液体加热     4．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是 A．装置气密性不好 B．高锰酸钾中混有氯酸钾 C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集 5．加热下列物质不能产生氧气的是 A．高锰酸钾 B．水 C．过氧化氢 D．氧化汞 59．下列关于实验操作的“先后”描述错误的是 A．氯酸钾制氧气时，先检查装置气密性，后向试管中加入药品 B．红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹 C．高锰酸钾制氧气收集完气体时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 D．给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热 6．根据下列装置图，回答有关问题： (1)图中标示仪器的名称 (2)实验室选用装置 收集氧气或二氧化碳 95．写出下列化学反应的符号表达式，并注明反应的基本类型。 (1)铁在氧气中燃烧 ；反应类型： ； (2)加热高锰酸钾制氧气 ；反应类型： 。 7．根据下列实验装置图，回答有关问题。 (1)写出标号仪器的名称：① ；② 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式 ，以高锰酸钾为试剂利用装置制取氧气时，还要做的改进是 。 (3)用装置收集氧气的依据是 ，用装置收集氧气时，气体应从 （填“”或“”）管通入，检验氧气是否集满的方法是 。 (4)某同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，他应选用的装置组合是 。经检查气密性良好后，该同学用此装置制备并收集的氧气来完成铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，请你分析造成失败的可能的原因是 。（写出1个即可） 综合应用 8．（2025·广东东莞·一模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理是 A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 9．（24-25九年级上·山东枣庄·期中）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏，下列装置中，不能检查气密性的是 A． B． 、 C． D． 10．实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 11.氧气的制取和性质是初中化学的重要内容，根据如图所示的装置回答问题。 （1）常用仪器a的 (填“内焰”“外焰”或“焰心”)加热。 （2）实验室用高锰酸钾制取O2选用装置 作为发生装置，需要改进的是 。 （3）可以用D装置来收集O2，体现了O2 的性质。 12．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试）实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液、棉花、火柴等用品及以及下列仪器，请回答下列问题并填写相关空白： (1)上述仪器中，仪器a的名称 ；仪器b使用的注意事项为 。 (2)利用固体纯净物制取氧气时，应选择的发生装置编号为 (填字母)，发生反应的表达式为 ，若要收集比较纯净的氧气应选择收集装置为 (填字母) (3)用排水法收集氧气时，当气泡 放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。 (4)制取氧气时，需先检查装置的气密性：连接好仪器，先 ，后 (填字母)；若观察到液面下导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。 A．将导管一端浸入水中    B．用手紧握容器外壁 13.根据下列实验装置回答有关问题； (1)标出图中仪器 m 和 n 的名称：m： ；n： 。 (2)选择装置A 用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式是 ，该反应属于 反应，你认为该装置的不足之处是 ，改进后继续实验，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用的收集装置是 （填序号）。 (3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用的发生装置是 （填序号），该装置与 E 装置组合来收集氧气，检验其中是否集满氧气的方法是 。 (4)常温常压下，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，广泛应用于化工、轻工等领域。实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，发生装置应选择上图中的 （填序号），该气体应选用 法收集，若用装置F 收集 NH3，气体应从 （填    “a”或“b”）端导入。 拓展培优 14．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）绘制图像能帮助我们分析物质变化规律。下列图像量变关系错误的是 A． 在密闭装置内无其它物质加热高锰酸钾制氧气 B． 红磷燃烧测定氧气含量时，集气瓶内水的体积 C． 加热高锰酸钾制氧气前后二氧化锰质量变化 D． 测定空气中氧气含量：集气瓶内气体温度随时间的变化 A．A B．B C．C D．D 15.现有 a、b 两份质量相等的固体，其中a 为纯净的氯酸钾，b 为氯酸钾和二氧化锰的混合物，同时加热制氧气．当 a、b 完全反应后，得到的气体与时间关系是 A． B． C． D． 16．（24-25九年级上·广东深圳·期中）通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，回答问题： (1)实验室用高锰酸钾制取氧气，将用于进行“铁丝在氧气中燃烧”实验，制取装置应选用(在A-F中选) (填编号)，该装置需要改进的是 ，该反应的文字或符号表达式为： 。 (2)项目化学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂。在该实验中相关说法正确的是___________。 A．药品B可能是二氧化锰 B．注射器相当于长颈漏斗 C．根据乙中单位时间内气泡的多少，可判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 (3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不易溶于水的乙炔气体，不需加热。该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置(在A-D中选)是 ；如果用如右图所示装置收集乙炔，气体应从 (填“a”或“b”)端管口通入。 17.如图是实验室常用的实验仪器与装置，回答下列问题。    (1)图中仪器的名称：① ，② 。 (2)实验室制取并收集一瓶较为纯净的氧气，仪器的组合为（填装置序号） ，反应的化学方程式为 ；该反应属于 （基本反应类型）。 (3)实验室若用装置G收集氧气，验满的方法是 。 (4)某同学利用生活中的物品设计图C装置，该装置与B相比其优点是 。 (5)实验室常用醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制备甲烷气体，发生装置应选用 ，已知甲烷密度比空气小，如用G装置来收集，甲烷应从 （a或b）通入。 (6)丙同学用排水法收集一瓶氧气，用以做铁丝燃烧的实验，结果在实验中没有看到“火星四射”的现象，可能的原因是 （填序号）。 ①排水法收集氧气时导管口刚有气泡冒出就开始收集 ②没有除去铁丝表面的铁锈 ③铁丝燃烧时集气瓶底留的水太少 (7)如图所示装置，将若干片土豆（含过氧化氢分解的催化剂）和一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器，一段时间后搜集的气体体积和时间的关系如图中的曲线1，则曲线2是指改变丙装置中 （选填“①”、“②”或“③”）处变量后的变化情况。    18．2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ Ⅰ．从地球带下去 （1）实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的符合表达式： ；市售高锰酸钾每500克30元，航天工业需要大量的氧气，工业上选择空气为原料的主要原因是 。 （2）工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如下图所示实验模拟。    浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。由实验现象可知氮气与氧气的沸点比较低的气体是 。 （3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，从而获得高浓度的氧气。原理示意图如下图：    ①由此可知两种分子的大小： （填“>”或“<”）。 ②用分子筛吸附氮气发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。 ③分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。 ④分子筛 （填“可以”或“不可以”）重复使用。 19．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。 I.实验室制取氧气 (1)写出上述装置中标号仪器的名称：① ；② 。 (2)实验室中常用装置A制取氧气，试管口放一小团棉花的作用是 ，该反应的符号表达式为 。实验前，应先 (选填“加药品”或“检查装置的气密性”)。加热试管时，应使用酒精灯的 加热。 (3)用装置F采用向上排空气法收集氧气时，验满的方法为 。对装置F改进后可用作家庭制氧机上的湿化瓶(装置G)。下列关于该装置说法正确的是 (填字母序号)。 A、b导管连接制氧机 B、b导管连接人吸氧气的塑料管 C、可以判断是否有氧气输出 D、可以观测氧气输出的速率 Ⅱ.绿色植物制造氧气 (4)绿色植物通过光合作用将X与水转化为葡萄糖(C₆H₁₂O₆)与氧气，X可能是 。 A．N₂ B．Ar C．CO₂ D．SO₂ Ⅲ.自制“制氧机” 兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”，如图所示。甲是过碳酸钠(2Na₂CO₃·3H₂O₂)白色固体，过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。乙是二氧化锰黑色粉末。制氧时，在反应仓中加入适量水，再依次加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (5)反应仓中过氧化氢生成氧气的符号表达式为 。 (6)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气，气体发生装置可选用 (从A~E中选择，填字母序号)，收集装置是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 空气与水资源 第3节 氧气的制备 第2课时 氧气的实验制取 教学目标 1.能认识实验室制取氧气的思路和方法; 2.掌握实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等； 3.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步形成实验室制备气体的一般思路。 重点和难点 重点：加热高锰酸钾制取氧气；实验室制取气体装置的选择方法。 难点：学生实验——氧气的实验室制法。 ◆知识点一 加热高锰酸钾制氧气 1.药品：高锰酸钾（紫黑色固体，化学式：KMnO4） 2.反应原理：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.反应装置（固体加热型）： 4. 实验步骤： 操作步骤 口诀 操作方法 检查装置的气密性 查（茶） 连接好装置，先将导管末端放入水中，再用手紧握试管，若观察到导管口有气泡冒出，移开手后过一段时间，导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好 将试剂装入试管 装（庄） 将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一小团棉花，用单孔橡皮塞塞紧 把试管固定在铁架台上 定（定） 铁夹夹在试管的中上部（或距试管口1/4~1/3 处），并使试管口略向下倾斜  点燃酒精灯 点（点） 点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后对准试剂部位加热 收集氧气 收（收） 若用排水法收集气体，集气瓶内装满水，倒扣在水槽中（瓶口在水面下），当导管口有气泡连续均匀地冒出时，开始收集。当有气泡从瓶口向外冒时表明瓶内已经集满氧气，在水下盖好玻璃片取出，正放在桌面上； 若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 撤离导管 离（利） 实验结束后，先将导管从水槽中撤离，后熄灭酒精灯 熄灭酒精灯 熄（息） 注意事项： 选择试剂需考虑的因素： 1.制氧气的原料须是含氧的物质。 2.利用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。 即学即练 1.用高锰酸钾取氧气有下面一些操作：①加热；②收集氧气；③向试管中装入药品，并固定在铁架台上；④检查装置的气密性；⑤停止加热；⑥将导管从水槽中取出。正确操作的顺序是 A．①②③④⑤⑥ B．④③⑥⑤①② C．③②①④⑥⑤ D．④③①②⑥⑤ 【答案】D 【详解】实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意点分别是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品，注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），则正确操作的顺序是④③①②⑥⑤； 故选D。 2.实验课上，同学们利用下列装置完成了氧气的制取和性质实验。 (1)图1中，仪器a的名称是 。 (2)图1装置中，制取氧气的文字表达式为 ，试管口棉花的作用是 ；实验结束后，发现试管有裂缝，可能的原因是 （写1条）。 (3)图2中，集气瓶中水的作用是 。 【答案】(1)铁架台 (2) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 防止固体粉末末进入导管 没有预热/加热时试管口没有略向下倾斜等 (3)吸收二氧化硫防止污染空气 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是铁架台，故填铁架台。 （2）由图可知，该装置为固体受热发生装置，且试管口放有棉花，则图1装置中，制取氧气的反应是高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故反应的文字表达式写为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气； 试管口棉花的作用是防止固体粉末进入导管； 实验结束后，发现试管有裂缝，可能的原因是没有预热或加热时试管口没有略向下倾斜等，导致试管受热不匀发生炸裂。 （3）图2中，硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，能溶于水且可以和水反应，所以图2中，集气瓶中水的作用是吸收二氧化硫防止污染空气。 ◆知识点二 加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气 1. 药品：氯酸钾（白色固体，化学式KClO3）与二氧化锰（黑色粉末，化学式MnO2） 2.反应原理： 文字表达式：文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气； 符号表达式：KClO3 KCl + O2 3.反应装置：固体加热型 4.实验步骤： ①检查装置的气密性； ②加入试剂并固定仪器； ③点燃酒精灯并收集气体； ④从水槽中撤出导管； ⑤熄灭酒精灯。 注意事项： 1.二氧化锰在氯酸钾制取氧气实验中是作催化剂，有催化作用； 2.二氧化锰在高锰酸钾制取氧气实验中是生成物。 即学即练 1.实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，进行的相关操作如下，其中正确的是 A．试管口放棉花 B．用酒精灯内焰加热 C．导管口有气泡冒出时开始收集 D．实验结束时，先撤导管，后灭酒精灯 【答案】D 【详解】A、实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，试管口不需要放棉花，故A错误； B、酒精灯的外焰温度最高，用外焰加热，故B错误； C、刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气，不能立即收集，应该待导管口有连续均匀的气泡冒出时，才开始收集，以防收集的气体不纯，故C错误； D、实验结束时，先撤导管，后灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸炸裂试管，故D正确； 故选：D。 2.（22-23九年级上·湖北武汉·期中）氯酸钾为白色固体，熔点为 356℃，受热分解会释放氧气。李明同学利用图 1 所示装置（夹持装置略）探究氯酸钾的热分解温度，所得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系如图 2 所示。下列说法不正确的是 A．因为加热后氯酸钾慢慢变成液态，故图 1 试管口略向上倾 B．该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解产生氧气 C．由图 2 可知氯酸钾在 356℃时就开始大量分解产生氧气 D．图 2 表示氧气体积分数的曲线为乙 【答案】C 【详解】A、氯酸钾的熔点为 356℃，由图2可知温度加热到400℃,所以氯酸钾会熔化变为液体，所以图 1 试管口略向上倾，此选项正确； B、该实验是直接加热氯酸钾生成氧气，所以该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解产生氧气，此选项正确； C、空气中氧气约占空气体积的21％,图2中曲线乙的起始体积分数为21％，所以曲线乙表示氧气的体积分数，由曲线乙可以看出在200℃时曲线变陡，说明开始大量分解产生氧气，此选项错误。 D、空气中氧气约占空气体积的21％,所以氧气的起始体积分数为21％,所以由图2中起点可以看出表示氧气体积分数的曲线为乙，此选项正确； ◆知识点三 实验室制取气体的装置选择 1. 反应装置的选择 （1）发生装置选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）。 （2）常见的发生装置 固体加热型 固液常温型 2. 收集装置的选择 （1） 收集装置选择依据：气体的溶解性，气体的密度。 （2） 常见的收集装置 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法 适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体 注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 即学即练 1.下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，由于反应需要加热，所以发生装置应选A；实验室用高锰酸钾制取氧气时，固体粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团，故正确； B、属于固液常温型，故错误； C、属于固液常温型，故错误； D、属于固液常温型，故错误。 故选A。 2.在实验室里，化学小组用如图所示的装置进行有关实验。 请回答下列问题： (1)用加热高锰酸钾的方法制取氧气，组装发生装置应选择 （填写字母标号，下同），反应的文字表达式为 。 (2)用过氧化氢和二氧化锰混合物制取一瓶纯净的氧气。应选择的收集装置是 ，反应中二氧化锰的作用是 。 【答案】(1) BD 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (2) F 催化作用 【详解】（1）加热高锰酸钾制取氧气，属于固固加热型制取气体的反应，发生装置应选择BD； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 （2）用过氧化氢和二氧化锰混合物制取纯净的氧气，氧气的密度略大于空气，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，而排水法收集的气体更纯，故选择F装置； 反应中二氧化锰为催化剂，起催化作用，能加快过氧化氢分解。 1、 实验室加热高锰酸钾制取氧气时操作的注意事项 1. 试剂平铺在试管底部：增大受热面积，便于均匀受热； 2. 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管； 3. 试管口应略向下倾斜：防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂； 4. 导管应略出试管口：便于收集气体； 5. 加热药品前，先使试管均匀受热（预热）：防止试管受热不均匀导致试管炸裂； 6. 排水法收集气体时，当气泡连续均匀冒出时开始收集：因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯； 7. 氧气收集完毕后，集气瓶正放在桌面上：氧气密度比空气大，正放可减少氧气的逸散； 8. 向上排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部：为了排尽瓶内空气； 9. 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。 2、 实验室制取氧气的三种方法对比 试剂 高锰酸钾 氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢和二氧化锰 反应原理 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 氯酸钾氯化钾+氧气∆ 过氧化氢 水+氧气 试剂状态 固态 固态+固态 固态+液态 反应条件 加热 加热、催化剂 催化剂 发生装置 观念建构： 物质制备的要求 1.利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料； 2.物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集； 3.物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。 实践应用 1.下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是（ ） A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂 B．用排水法收集和用向上排空气法收集时，验满的方法一样 C．用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样 D．过氧化氢溶液和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关 【答案】C 【解析】A、实验室中用高锰酸钾制取氧气时不需要催化剂，故错误；B、排水法收集氧气的验满时是看瓶口有气泡冒出，说明氧气已经收集满，而用向上排空气法收集氧气的验满方法是用带火星的木条置于瓶口，如木条复燃，说明氧气已经收集满，故错误；C、用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样，故正确；D、过氧化氢制取氧气的过程中二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变反应的速率，不能改变生成物的质量，故错误；故选C。 2.我们了解到常用的实验室制取氧气的方法有如下图所示的三种。请回答问题。 (1)根据绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种实验室制取氧气的途径中 （填“甲”“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求。    (2)下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。    ①写出仪器的名称：a 。 ②装置A的一处明显错误是 ，改正A装置后，用固体混合物制取氧气，反应的文字表达式为 ，若收集一瓶纯净的氧气，收集装置为 ，当看到 现象时证明氧气已收集满。 ③小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 ，由此小军提醒其他同学，制取氧气前一定要先 。 【答案】(1)乙 (2) 酒精灯 试管口未略向下倾斜或试管口向上倾斜 E 大气泡从集气瓶口冒出 发生装置漏气或集气瓶破损 检验装置的气密性 【详解】（1）过氧化氢制取氧气为常温下的反应，但高锰酸钾、氯酸钾制取氧气需要加热，则过氧化氢制取氧气更能体现化学实验的绿色化追求，故填乙。 （2）①由图可知，仪器a为酒精灯。 ②装置A为加热固体的反应，为了防止冷凝水倒流，则试管口应向下倾斜，而A装置中试管口向上倾斜； 实验室用固体混合物制取氧气，适用于氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：； 氧气密度比空气大，且不易溶于水，可选向上排空气法或排水法收集，排水法收集的气体较纯，故选E； 排水法收集时，当观察到大气泡从集气瓶口冒出，则说明氧气已收集满。 ③若小木条不复燃，说明收集的氧气较少，则可能原因为发生装置漏气或集气瓶破损等； 制取气体时，应先检验装置的气密性。 3.如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。 (1)图中A、B、C所示的方法都能够制取氧气，是因为反应物都有 元素。 (2)方法B、C制取氧气时都用到了二氧化锰，二氧化锰的作用是 。 (3)从绿色环保，节约能源的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是 （填字母序号），写出用该方法制取氧气的文字表达式 。 (4)方法D是工业上制取氧气，该过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。 【答案】(1)氧 (2)催化作用 (3) B 过氧化氢水+氧气 (4)物理 【详解】（1）KMnO4、KClO3、H2O2中都含有氧元素，则都可以用作制取氧气的药品； （2）实验B为过氧化氢分解制氧气，C为氯酸钾受热分解制氧气，其中的二氧化锰都起催化作用，加快反应的速率； （3）高锰酸钾受热分解产生锰酸钾、二氧化锰与氧气；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解产生氯化钾与氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水与氧气，则用B方式过氧化氢制取氧气较环保且节约能源；反应文字表达式为：过氧化氢水+氧气； （4）工业制氧气原理为利用空气中各成分的沸点不同，通过控制温度从液态空气中分离出氧气，过程中没有新物质生成，则发生物理变化。 考点一 实验室制取氧气 【例1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，下列操作正确的是（ ） A．用酒精灯内焰加热 B．试管口无需放棉花 C．加热时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动 D．先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 【答案】C 【解析】A、加热时，要用酒精灯外焰，故操作错误； B、实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，试管口应该塞一团棉花，以防止加热时粉末状物质进入导管，故操作错误； C、对试管中的物体加热时，应先来回均匀受热再定点加热，故操作正确； D、实验室用高锰酸钾加热制取氧气时，反应完毕后，应先从水槽中取出导气管，再撤去酒精灯，故操作错误。 故选C。 【例2】氧气是人类生活不可缺少的物质，制取氧气的方法很多。请回答下列问题： （1）KMnO4分解法：该反应的文字表达式为 。 （2）KClO3分解法：应选用上图中的_______（填图中装置对应的字母）作发生装置； （3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________； （4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质； （5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为_____（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。 【答案】（1）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 （2）A （3）催化作用 （4）不易溶于水 （5）后 【解析】（1）高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为： 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 （2）氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故选择A作为发生装置。 （3）过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用。 （4）能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质。 （5）因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。 【变式1-1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是解题要点 : A．铁夹应夹在试管底部 B．加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动 C．实验结束时应先熄灭酒精灯 D．实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上 【答案】B 【详解】A、铁夹应夹在距试管口 处，错误； B、加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动，对试管进行预热，防止试管因受热不均而炸裂，正确； C、实验结束时应先撤导管后熄灭酒精灯，防止因先熄灭酒精灯，试管内气压降低，水槽中的水倒流到试管内，引起试管的炸裂，错误； D、氧气的密度比空气大，实验结束后集气瓶应盖好玻璃片，正放在桌面上，错误。 故选B。 【变式2-1】下面是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置。请回答下列问题： （1）指出图中标有数字的仪器名称：①　 　；②　 　。 （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时应选用 　 　（填字母标号，下同）发生装置，写出该反应的文字表达式 　 　；若要收集较为纯净的氧气最好选用 　 　装置。 （3）利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将 　 　放在 　 　，若复燃，证明已满。 【答案】（1）酒精灯 集气瓶 （2）B 过氧化氢水+氧气 D （3）带火星的木条 集气瓶口 【解析】（1）①是酒精灯；②是集气瓶； （2）过氧化氢分解制取氧气属于固、液常温型，适合用装置B作发生装置；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气；氧气不易溶于水，要收集较纯的氧气最好选用D装置； （3）氧气的密度比空气大，具有助燃性，利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将带火星的木条放到集气瓶口，若木条复燃，则集满。 考点二 实验室制取气体的装置选择 【例3】同学们到实验室制取氧气，下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。 ①写出仪器的名称：a 。 ②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，选择装置A作为发生装置，老师提出A装置存在不足，原因是 ，该反应的文字表达式为 。若用D收集氧气，验满时，应将带火星的木条放在 (填“集气瓶中”或“集气瓶口”)，若用E收集氧气，当看到 现象时，开始收集氧气。 ③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，可以选择的发生装置为 (填序号)，该反应属于 (填基本反应类型)。 【答案】 酒精灯 试管口缺少一团棉花 集气瓶口 有连续气泡冒出 B、C 分解反应 【详解】①仪器a的名称是酒精灯； ②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，即加热高锰酸钾制取氧气，选择装置A作为发生装置，老师提出A装置存在不足，是因为试管口缺少一团棉花，棉花的作用是防止固体粉末进入导管，堵塞导管； 加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为； 若用D装置通过向上排空气法收集氧气，验满时应将带火星的木条放在集气瓶口处，若带火星的木条复燃证明氧气已收集满； 若用E装置通过排水法收集氧气，当看到有连续气泡冒出时，开始收集氧气； ③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，因此可以选择固液常温型的发生装置，即装置B或装置C；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水，该反应符合“一变多”的特点，因此该反应的基本反应类型是分解反应； 【例4】在实验室中利用如图装置，可以进行的实验是 ①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气 ②用KMnO4固体制取氧气 ③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气 A．① B．①② C．①②③ D．③ 【答案】A 【解析】①用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应是固液常温型，氧气密度比空气略大，可采用向上排空气法收集，符合题意，②用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热型，不符合题意，③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气，属于固体加热型，不符合题意，故选：A。　　　　　　　 解题要点： 1.固液常温型发生装置适合反应条件为常温的反应；固体加热型发生装置适合反应条件为加热的反应。 2.氧气不易溶于水且不与水发生反应，可选用排水法收集；氧气密度比空气大，还可选用向上排空气法收集；而向下排空气法适合密度比空气小的气体，如氢气。 【变式3-1】如图是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)用固体混合物制取氧气，选择的发生装置是 ，反应的文字表达式为 。停止加热时应 (填字母)。 a.先将导管移出水面，再熄灭酒精灯   b.先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 (3)若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是 。 【答案】(1)集气瓶 (2) A 氯酸钾氯化钾+氧气 a (3) C 不易溶于水 【详解】（1）由图可知仪器a是集气瓶； （2）①用固体混合物制取氧气，即加热氯酸钾和二氧化锰的混合物反应制取氧气，需要选择固固加热装置，故选A； ②加热氯酸钾和二氧化锰生成氯化钾和氧气：氯酸钾氯化钾+氧气； ③若用排水法收集氧气，停止加热时，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸入热的试管中使试管炸裂，故选a； （3）①用排水法收集气体可以收集较纯净的氧气，故选C； ②用排水法收集氧气是因为氧气具有的物理性质是不易溶于水。 【变式4-1】如图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是 A．①④ B．①③ C．②④ D．②③ 【答案】B 【详解】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置①，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法③或向上排空气法收集。故选B。 基础达标 1．（2025·广东梅州·三模）高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要涉及的实验图标的是 A． 护目镜 B．热烫 C．用电 D．洗手 【答案】C 【详解】A、该图标是“护目镜”，该实验过程中需要佩戴护目镜，从而保护眼睛，不符合题意； B、该图标是“热烫”，用高锰酸钾制取氧气，需要加热，需要防止热烫，不符合题意； C、该图标是“用电”，该实验不需要用电，不涉及该图标，符合题意； D、该图标是“洗手”，实验结束后需要及时洗手，养成良好的卫生习惯，不符合题意。 故选C。 2.（2025·安徽滁州·三模）用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是 A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．检查气体 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、检查装置气密性时，用手紧握试管，若导管口产生气泡，且松开手后导管口上升一段稳定的液柱，说明装置气密性良好，操作正确； B、用高锰酸钾酸钾制取氧气时，为防止加热时试管内固体粉末进入导管，试管口应放一团棉花，图中缺少棉花，操作错误； C、氧气不易溶于水且不与水反应，可用排水法收集，操作正确； D、氧气具有助燃性，检验氧气可将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气，操作正确。 故选B。 3．下列试管的朝向与实验项目相对应且正确的是 A．加热高锰酸钾固体   B．向试管中加入粉末状药品的初始阶段     C．向试管内加入大理石   D．给液体加热     【答案】B 【详解】A、加热高锰酸钾固体，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，图中错误，不符合题意； B、向试管中加入粉末状药品，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，图中正确，符合题意； C、向试管内加入大理石，应该先把容器横放，把药品放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品滑到容器底部，以免打破容器，图中错误，不符合题意； D、给试管中的液体加热，试管与桌面呈45°角，图中错误，不符合题意。 故选B。 4．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是 A．装置气密性不好 B．高锰酸钾中混有氯酸钾 C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集 【答案】D 【详解】A、装置气密性不好会导致收集不到氧气，不会导致氧气不纯，不符合题意； B、加热氯酸钾也会产生氧气，不会产生其他气体，故不会导致氧气不纯，不符合题意； C、收集完成时，集气瓶中仍有少量水，也不会影响氧气的纯度，不符合题意； D、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集，此时收集的气体中会混有装置内的空气，导致所收集的氧气不纯，符合题意； 故选D。 5．加热下列物质不能产生氧气的是 A．高锰酸钾 B．水 C．过氧化氢 D．氧化汞 【答案】B 【详解】A、高锰酸钾加热会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成物中有氧气，故选项错误； B、水加热不能发生化学反应，不能生成氧气，故选项正确； C、过氧化氢加热生成水和氧气，生成物中有氧气，故选项错误； D、氧化汞加热生成汞和氧气，生成物中有氧气，故选项错误。 故选：B。 59．下列关于实验操作的“先后”描述错误的是 A．氯酸钾制氧气时，先检查装置气密性，后向试管中加入药品 B．红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹 C．高锰酸钾制氧气收集完气体时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 D．给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热 【答案】C 【详解】A、氯酸钾制氧气时，先检查装置气密性，后向试管中加入药品，防止装置漏气，浪费药品，选项正确，不符合题意； B、红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹，防止气体受热膨胀，占据了一定的体积，导致测定结果偏小，选项正确，不符合题意； C、高锰酸钾制氧气收集完气体时，先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，选项不正确，符合题意； D、给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热，防止试管受热不均，炸裂，选项正确，不符合题意。 故选C。 6．根据下列装置图，回答有关问题： (1)图中标示仪器的名称 (2)实验室选用装置 收集氧气或二氧化碳 【答案】(1)酒精灯 (2)C 【详解】（1）根据仪器形状可知，图中标示仪器的名称为酒精灯。 （2）氧气和二氧化碳的密度均大于空气，都可以用向下排空气法收集，所以选择装置C。 95．写出下列化学反应的符号表达式，并注明反应的基本类型。 (1)铁在氧气中燃烧 ；反应类型： ； (2)加热高锰酸钾制氧气 ；反应类型： 。 【答案】(1) 化合反应 (2) 分解反应 【详解】（1）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符合“多变一”规律，属于化合反应； （2）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符合“一变多”规律，属于分解反应。 7．根据下列实验装置图，回答有关问题。 (1)写出标号仪器的名称：① ；② 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式 ，以高锰酸钾为试剂利用装置制取氧气时，还要做的改进是 。 (3)用装置收集氧气的依据是 ，用装置收集氧气时，气体应从 （填“”或“”）管通入，检验氧气是否集满的方法是 。 (4)某同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，他应选用的装置组合是 。经检查气密性良好后，该同学用此装置制备并收集的氧气来完成铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，请你分析造成失败的可能的原因是 。（写出1个即可） 【答案】(1) 铁架台 水槽 (2) 试管口应塞一团棉花 (3) 氧气密度大于空气 a 把带火星的小木条放在F的b口 (4) BC 铁丝没有除锈 【详解】（1）仪器的名称：①铁架台，②水槽； （2）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：；加热高锰酸钾时，为了防止固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应塞一团棉花； （3）用D置收集氧气的依据是氧气密度大于空气，可以选择向上排空气法收集；若用F装置收氧气时，氧气密度大于空气，气体应长进短出，气体应从a管通入，氧气具有助燃性，检险氧气足否集满的方法是把带火星的小木条放在F的b口，木条复燃说明满了； （4）用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，反应为固液不加热反应，发生装置选择B，氧气密度大于空气、不易溶于水，排水法收集的气体较为纯净，则收集装置选择C，故选用的装置组合是BC；铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，造成失败的原因可能是铁丝没有除锈等。 综合应用 8．（2025·广东东莞·一模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理是 A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 【答案】C 【详解】A．在给试管中的固体加热时，为了防止试管口产生的冷凝水倒流，炸裂试管底部，要让试管口略向下倾斜；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，不会生成水，故选项A错误； B．二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中是催化剂，反应前后质量和化学性质不会改变，用装置乙分解双氧水制取氧气时，不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末，故选项B错误； C．关闭止水夹a，向下压装置丙中注射器的活塞，若装置不漏气的话，活塞就会回到原处，故选项C正确； D．装置丁中二氧化锰粉末与双氧水不能彻底分开，不能实现“随开随用、随关随停”的操作，故选项D错误。 故选C。 9．（24-25九年级上·山东枣庄·期中）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏，下列装置中，不能检查气密性的是 A． B． 、 C． D． 【答案】A 【详解】A、检验装置气密性的原理是构成封闭体系，改变体系内压强，装置中右边的导管未封口，没有构成封闭体系，不能检查气密性，故A错误； B、该装置构成封闭体系，推动左边的注射器，若气密性良好，可以观察到长颈漏斗内液面上升，能检查气密性，故B正确； C、该装置构成封闭体系，紧握试管，导管口冒出气泡，放开试管，水进入导管并形成一段稳定液柱，即表明装置气密性良好，能检查气密性，故C正确； D、该装置构成封闭体系，关闭止水夹，向长颈漏斗中注液，液面稳定不下降，即表明装置气密性良好，能检查气密性，故D正确。 故选A。 10．实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 【答案】D 【详解】A、M点时高锰酸钾没有分解，导管口会冒出的气泡是受热膨胀逸出的空气，故选项不正确。 B、在图1的N点时刻，高锰酸钾正在分解生成氧气等物质，导管口有气泡放出，故选项不正确。 C、P点得到的固体中含有锰酸钾和二氧化锰，是混合物，故选项不正确。 D、图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，故选项正确。 故选：D． 11.氧气的制取和性质是初中化学的重要内容，根据如图所示的装置回答问题。 （1）常用仪器a的 (填“内焰”“外焰”或“焰心”)加热。 （2）实验室用高锰酸钾制取O2选用装置 作为发生装置，需要改进的是 。 （3）可以用D装置来收集O2，体现了O2 的性质。 【答案】（1）外焰 （2）A 试管口放一团棉花 （3）不易溶于水 【解析】（1）仪器a为酒精灯，酒精灯外焰温度最高，应用外焰加热； （2）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型装置，故发生装置应选A； A中试管口应放一团棉花，防止粉末状物质进入导管； （3）D装置是排水法收集氧气，体现了氧气不易溶于水的性质。 12．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试）实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液、棉花、火柴等用品及以及下列仪器，请回答下列问题并填写相关空白： (1)上述仪器中，仪器a的名称 ；仪器b使用的注意事项为 。 (2)利用固体纯净物制取氧气时，应选择的发生装置编号为 (填字母)，发生反应的表达式为 ，若要收集比较纯净的氧气应选择收集装置为 (填字母) (3)用排水法收集氧气时，当气泡 放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。 (4)制取氧气时，需先检查装置的气密性：连接好仪器，先 ，后 (填字母)；若观察到液面下导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。 A．将导管一端浸入水中    B．用手紧握容器外壁 【答案】(1) 铁架台 不能加热 (2) A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 E (3)连续并比较均匀 (4) A B 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称为铁架台，仪器b为集气瓶，用于收集和贮存少量气体，不能加热，故填：铁架台；不能加热； （2）实验室用固体纯净物制取氧气，说明是用高锰酸钾制取氧气，属于固-固加热型，应选择的发生装置编号为A；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，采用排水法收集气体较纯净，选择的收集装置为E，故填：A；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；E； （3）用排水法收集氧气时，当气泡连续并比较均匀放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶，以确保收集到的氧气纯净，故填：连续并比较均匀； （4）制取氧气时，需先检查装置的气密性：连接好仪器，先将导管一端浸入水中，后用手紧握容器外壁，若观察到液面下导管口有气泡冒出，说明装置不漏气，故填：A；B。 13.根据下列实验装置回答有关问题； (1)标出图中仪器 m 和 n 的名称：m： ；n： 。 (2)选择装置A 用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式是 ，该反应属于 反应，你认为该装置的不足之处是 ，改进后继续实验，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用的收集装置是 （填序号）。 (3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用的发生装置是 （填序号），该装置与 E 装置组合来收集氧气，检验其中是否集满氧气的方法是 。 (4)常温常压下，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，广泛应用于化工、轻工等领域。实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，发生装置应选择上图中的 （填序号），该气体应选用 法收集，若用装置F 收集 NH3，气体应从 （填    “a”或“b”）端导入。 【答案】(1) 铁架台 集气瓶 (2) 分解 试管口没有塞一团棉花 C (3) B 将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，说明已收集满 (4) A 向下排空气 a 【详解】（1）m为铁架台；n为集气瓶； （2）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；该装置需要在试管口塞一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，则该装置的不足之处是试管口没有塞一团棉花；改进后继续实验，排水法收集的气体较排空气法纯净，氧气不易溶于水，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用的收集装置是C排水法；　 （3）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，该反应为固液常温型，选用的发生装置是B；该装置与 E 装置组合来收集氧气，氧气具有助燃性，检验其中是否集满氧气的方法是将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，说明已收集满； （4）实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，该反应为固体加热型，发生装置应选择上图中的A；该气体密度比空气小，极易溶于水，应选用向下排空气法收集；若用装置F 收集 NH3，氨气密度比空气小，则气体应从短管a端导入。 拓展培优 14．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）绘制图像能帮助我们分析物质变化规律。下列图像量变关系错误的是 A． 在密闭装置内无其它物质加热高锰酸钾制氧气 B． 红磷燃烧测定氧气含量时，集气瓶内水的体积 C． 加热高锰酸钾制氧气前后二氧化锰质量变化 D． 测定空气中氧气含量：集气瓶内气体温度随时间的变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，一开始高锰酸钾还未分解，试管中只含高锰酸钾一种物质；加热到一定温度高锰酸钾才能分解，随着反应的进行，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，当高锰酸钾部分分解时，试管内含高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氧气四种固体物质；待高锰酸钾完全反应后，试管内含锰酸钾、二氧化锰、氧气三种固体物质，故选项图像正确。 B、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，随着反应的进行氧气被消耗，压强逐渐减小，冷却至室温，当打开弹簧夹时，在瓶内外压强差的作用下，水就会被压入瓶中，进入集气瓶的水的体积即为氧气在瓶内空气中的体积，进入的水约占集气瓶容积的五分之一；开始，瓶内先装入水来吸收热量吸收白烟；故选项图像正确。 C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾需要加热到一定温度才开始分解，达到分解温度后，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰的质量从0开始逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误。 D、红磷燃烧放出大量的热，温度升高，随着反应结束，温度逐渐恢复至常温，故选项图像正确。 故选C。 15.现有 a、b 两份质量相等的固体，其中a 为纯净的氯酸钾，b 为氯酸钾和二氧化锰的混合物，同时加热制氧气．当 a、b 完全反应后，得到的气体与时间关系是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】a、b 两份质量相等的固体，其中a 为纯净的氯酸钾，b 为氯酸钾和二氧化锰的混合物，则a中氯酸钾的质量多余b中的氯酸钾的质量，两份固体完全反应后，a固体生成的氧气的质量多，b中有催化剂二氧化锰，可以使氯酸钾在较低温度下生成氧气，而a为纯净的氯酸钾，不含催化剂二氧化锰，需要在较高的温度下生成氧气，则b先得到氧气，a后得到氧气。 【详解】A、由图可知，a生成的氧气多，一开始就有氧气生成，应加热一段时间才能够生成氧气，选项错误； B、加热氯酸钾制取氧气时，无论有无催化剂，都需要加热一段时间才能够生成氧气，选项错误； C、由分析可知，a固体生成的氧气的质量多，选项错误； D、由分析可知，应加热一段时间才能够生成氧气，a固体生成的氧气的质量多， b先得到氧气，a后得到氧气，选项正确，故选D。 16．（24-25九年级上·广东深圳·期中）通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，回答问题： (1)实验室用高锰酸钾制取氧气，将用于进行“铁丝在氧气中燃烧”实验，制取装置应选用(在A-F中选) (填编号)，该装置需要改进的是 ，该反应的文字或符号表达式为： 。 (2)项目化学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂。在该实验中相关说法正确的是___________。 A．药品B可能是二氧化锰 B．注射器相当于长颈漏斗 C．根据乙中单位时间内气泡的多少，可判断氧气排出的快慢 D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧 (3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不易溶于水的乙炔气体，不需加热。该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置(在A-D中选)是 ；如果用如右图所示装置收集乙炔，气体应从 (填“a”或“b”)端管口通入。 【答案】(1) DF 在试管口塞一团棉花 / (2)ACD (3) B b 【详解】（1）实验室用高锰酸钾制取氧气，需要加热，所以发生装置选D；“铁丝在氧气中燃烧” 实验需要较纯净的氧气且集气瓶底部需铺一层细沙或放置少量水，则收集装置选F，则装置组合为DF； 为防止加热时试管内固体粉末进入导管，需要在试管口塞一团棉花； 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：，符号表达式为。 （2）A、药品 B 是黑色粉末状催化剂，二氧化锰是黑色粉末，可作过氧化氢分解的催化剂，该选项正确； B、注射器可以控制液体的滴加速度，而长颈漏斗不能控制液体的滴加速度，该选项错误； C、氧气不易溶于水，经过水会形成气泡，根据乙中单位时间内气泡的多少，可判断氧气排出的快慢，该选项正确； D、该简易供氧器能产生氧气，夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，该选项正确。 故选ACD。 （3）实验室制取乙炔，是在常温下用块状电石与水反应，不需要加热，且要严格控制加水速度，B 中分液漏斗可控制滴加液体的速率，所以发生装置选 B； 乙炔不易溶于水、密度比水小，用图示装置收集时，气体应从 b 端管口通入，将水从 a 端管口排出。 17.如图是实验室常用的实验仪器与装置，回答下列问题。    (1)图中仪器的名称：① ，② 。 (2)实验室制取并收集一瓶较为纯净的氧气，仪器的组合为（填装置序号） ，反应的化学方程式为 ；该反应属于 （基本反应类型）。 (3)实验室若用装置G收集氧气，验满的方法是 。 (4)某同学利用生活中的物品设计图C装置，该装置与B相比其优点是 。 (5)实验室常用醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制备甲烷气体，发生装置应选用 ，已知甲烷密度比空气小，如用G装置来收集，甲烷应从 （a或b）通入。 (6)丙同学用排水法收集一瓶氧气，用以做铁丝燃烧的实验，结果在实验中没有看到“火星四射”的现象，可能的原因是 （填序号）。 ①排水法收集氧气时导管口刚有气泡冒出就开始收集 ②没有除去铁丝表面的铁锈 ③铁丝燃烧时集气瓶底留的水太少 (7)如图所示装置，将若干片土豆（含过氧化氢分解的催化剂）和一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器，一段时间后搜集的气体体积和时间的关系如图中的曲线1，则曲线2是指改变丙装置中 （选填“①”、“②”或“③”）处变量后的变化情况。    【答案】(1) 锥形瓶 水槽 (2) BF或CF 分解反应 (3)将带火星木条放在b端，若复燃，则已满 (4)控制反应速率 (5) A b (6)①② (7)① 【详解】（1）由图中可知仪器的名称：①锥形瓶，②水槽，故填：锥形瓶；水槽； （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是常温、催化剂，所以实验室制取并收集较纯净的氧气时，应选用的发生装置是B或C，收集装置是F，化学方程式为，符合一变多，该反应的基本反应类型为分解反应，故填：BF或CF；；分解反应； （3）氧气的密度比空气大，若用装置G收集氧气，氧气应从长管进入，氧气具有助燃性，验满的方法是将带火星木条放在b端，若复燃，则已满，故填：将带火星木条放在b端，若复燃，则已满； （4）C装置与B相比其优点是：注射器可以控制液体药品的滴加，从而控制反应的速率，故填：控制反应速率； （5）实验室制取甲烷为加热固体的反应，则发生装置选A，由于甲烷密度比空气小，应选用向上排空气法，则用G装置来收集，甲烷应从b端通入，故填：A；b； （6）①排水法收集氧气时导管口刚有气泡冒出就开始收集会导致收集到的氧气不纯，铁丝可能无法燃烧，会导致反应中没有看到“火星四射”的现象，①符合题意； ②没有除去铁丝表面的铁锈，铁锈阻止了铁与氧气的接触，会导致反应中没有看到“火星四射”的现象，②符合题意； ③铁丝燃烧时集气瓶中留有水的量不影响铁丝的燃烧，不会导致铁丝不能燃烧，③不符合题意； 故填：①②； （7）①改变过氧化氢溶液的量，会改变化学反应的平衡点，图中曲线2的平衡点下降，①正确； ②酶浓度会影响酶促反应速率，如果增加土豆片，即增加了过氧化氢酶的量，可提高反应速率，但不改变化学反应的平衡点，而图中曲线2的平面点下，②错误； ③温度能影响酶的活性，改变温度能改变酶活性，进而改变化学反应速率，但不改变化学反应的平衡点，而图中曲线2的平衡点下降，③错误； 故填：①。 18．2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ Ⅰ．从地球带下去 （1）实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的符合表达式： ；市售高锰酸钾每500克30元，航天工业需要大量的氧气，工业上选择空气为原料的主要原因是 。 （2）工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如下图所示实验模拟。    浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。由实验现象可知氮气与氧气的沸点比较低的气体是 。 （3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，从而获得高浓度的氧气。原理示意图如下图：    ①由此可知两种分子的大小： （填“>”或“<”）。 ②用分子筛吸附氮气发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。 ③分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。 ④分子筛 （填“可以”或“不可以”）重复使用。 【答案】（1）KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 氧气占空气体积的21%，空气是制氧廉价易得的原料 （2）氮气/N2 （3）＞ 物理 压强 可以 【解析】（1）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2；由于氧气占空气体积的21%，空气是制氧廉价易得的原料，所以工业上选择空气为原料制取氧气； （2）氮气的沸点比氧气低，则刚开始气化的气体为氮气，氮气不能燃烧且不支持燃烧，会使燃着的木条熄灭，由实验现象可知氮气与氧气的沸点比较低的气体是氮气； （3）①利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气，由图可知，除去了大分子的氮气，所以氮气分子大于氧气分子； ②用分子筛吸附氮气，没有新物质生成，发生的是物理变化； ③由“变压吸附法”通过增压与减压的交替循环可知，分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的压强有关； ④由“变压吸附法”是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离可知分子筛自身的性质没有发生变化，所以分子筛可以重复利用。 19．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）氧气是一种重要的气体，人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。 I.实验室制取氧气 (1)写出上述装置中标号仪器的名称：① ；② 。 (2)实验室中常用装置A制取氧气，试管口放一小团棉花的作用是 ，该反应的符号表达式为 。实验前，应先 (选填“加药品”或“检查装置的气密性”)。加热试管时，应使用酒精灯的 加热。 (3)用装置F采用向上排空气法收集氧气时，验满的方法为 。对装置F改进后可用作家庭制氧机上的湿化瓶(装置G)。下列关于该装置说法正确的是 (填字母序号)。 A、b导管连接制氧机 B、b导管连接人吸氧气的塑料管 C、可以判断是否有氧气输出 D、可以观测氧气输出的速率 Ⅱ.绿色植物制造氧气 (4)绿色植物通过光合作用将X与水转化为葡萄糖(C₆H₁₂O₆)与氧气，X可能是 。 A．N₂ B．Ar C．CO₂ D．SO₂ Ⅲ.自制“制氧机” 兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”，如图所示。甲是过碳酸钠(2Na₂CO₃·3H₂O₂)白色固体，过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。乙是二氧化锰黑色粉末。制氧时，在反应仓中加入适量水，再依次加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (5)反应仓中过氧化氢生成氧气的符号表达式为 。 (6)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气，气体发生装置可选用 (从A~E中选择，填字母序号)，收集装置是 。 【答案】(1) 长颈漏斗 集气瓶 (2) 防止固体粉末进入导管 检查装置气密性 外焰 (3) 将带火星的木条放在导管口n处，木条复燃，证明己满 BCD (4)C (5) (6) B E 【详解】（1）标号仪器的名称分别为：①长颈漏斗；②集气瓶； （2）图中装置为固固加热型装置，且试管口有棉花，故反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，放一团棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管；反应的符号表达式为；实验前，应先检查装置的气密性，避免因装置气密性不好而浪费药品；加热试管时，应使用酒精灯的外焰加热，因为外焰温度最高； （3）氧气具有助燃性，将带火星的木条放在导管口n处，木条复燃，证明己满； A、若b导管连接制氧机，制氧机产生氧气使得G中压强增大，水会从a口流出，不符合题意； B、a导管连接制氧机，氧气密度小于水，氧气会从b口出，b导管连接人吸氧气的塑料管，符合题意； C、通过观察G中是否有气泡冒出，可以判断是否有氧气输出，符合题意； D、通过观察G中气泡的生成速率，可以观测氧气输出的速率，符合题意； 故选BCD。 （4）生成物葡萄糖和氧气中含有C、H、O三种元素，反应物水中含有H、O两种元素，根据质量守恒定律，故X中应至少含有碳元素，选项中仅有二氧化碳含有碳元素，故选C； （5）反应仓中H2O2在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，反应的符号表达式为：； （6）实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气，反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选B固液反应常温型装置，因为氧气密度比空气大，且不易溶于水，制取较纯净氧气，不能使用排空气法收集，所以收集装置可以是E。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$