3.2 氧气的制取（同步讲义）化学科粤版2024九年级上册

第三单元 维持生命的物质——氧气、水 3.2 氧气的制取 教学目标 1. 能够准确说出实验室制取氧气的二种方法及其反应原理；熟练掌握实验室制取氧气的实验装置、实验步骤以及注意事项。 2. 了解化学反应需要一定的条件。 3. 清晰理解催化剂的概念，并能列举常见的催化剂及其在化学反应中的作用。 4. 知道工业用空气制取氧气的方法和原理。 重点和难点 重点：实验室制取氧气的二种方法及其反应原理、实验装置和实验步骤；催化剂的概念及作用。 难点：根据反应物的状态和反应条件选择合适的实验装置；理解催化剂在化学反应中的作用。以及催化剂概念的内涵和外延。 ◆知识点一 加热高锰酸钾制取氧气 （1）药品及仪器：酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、棉花、胶塞、高锰酸钾 （2）反应原理：或 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 。 （3）发生装置： 收集装置 （固固加热型） （排水法） （4）实验步骤： ① 查：检查装置 气密性 ； ② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口 放一团棉花 ，并用带导管的橡皮塞塞紧试管； ③ 定：将试管固定在铁架台上； ④ 点：点燃酒精灯，试管 均匀受热 后，就使酒精灯固定在试管底部加热； ⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法； ⑥ 移：把导管移出水槽； ⑦ 灭：熄灭酒精灯。 （5）气体验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有 较大气泡 出现，说明气体收集满了；（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的 木条复燃 ，说明氧气收集满了。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 药品要平铺在试管底部，均匀受热。 2. 试管口要略向下倾抖，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。 3. 铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。 4. 试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。 5. 集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。 6. 加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。 7. 用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。 8. 停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 9. 用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。 10. 盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。 即学即练 1．（2025•山东东营区期中）下列关于实验室制取氧气的叙述正确的是（　　） A．收集较纯净的氧气时，用排水法收集，导管口刚冒气泡时，立即开始收集 B．氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气 C．若用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶内部，木条复燃，证明氧气已经集满 D．实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 【答案】D 【解析】A、用排水法收集，导管口刚冒气泡时，不能收集气体，此时的气体主要是装置中的空气，当导管口的气泡连续均匀冒出时，才能开始收集气体，故说法错误； B、氧气不易溶于水，可用排水法收集氧气，故说法错误； C、用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶口处，若木条复燃，证明氧气已经集满，故说法错误； D、实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液，故说法正确。故选：D。 2．（2024•四川宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。回答下列问题： （1）仪器B的名称是 　 　。 （2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。 （3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。 （4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。 （5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　 。 【答案】（1）试管；（2）H；（3）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；（4）ABDGEF； （5）火柴燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持铁丝燃烧 【详解】（1）根据常见仪器名称可知仪器B是试管。 （2）锥形瓶加热时需垫陶土网，防止因受热不均匀而炸裂。 （3）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑； （4）高锰酸钾固体制取氧气应选用固固加热型发生装置，因此选ABDG，氧气密度比空气大，收集氧气可以用排水法，因此选EF。 （5）点燃火柴迅速插入盛满O2的集气瓶中，火柴剧烈燃烧，消耗了瓶中氧气，氧气不足铁丝未燃烧。 ◆知识点二 过氧化氢制氧气 （1）药品：双氧水和 二氧化锰 。 （2）反应原理：或 2H2O2 2H2O + O2↑ 。 （3）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塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 排水 集气法收集。 即学即练 3．用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 【答案】(1)带火星的木条不复燃 带火星的木条复燃 加快溶液反应速率 干燥 (2)没有证明的化学性质在反应前后不变 【详解】（1）二氧化锰是该反应的催化剂，能加快反应速率，如果不加二氧化锰，过氧化氢的分解速率很慢，观察到的现象是带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，过氧化氢的分解速率会变快，此时观察到的现象是带火星的木条复燃；说明具有能加快溶液反应速率的化学性质，充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂； （2）乙同学认为甲同学的结论不严谨，因为该实验没有证明的化学性质在反应前后不变。 ◆知识点三 催化剂 （1）概念：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的 化学性质 和 质量 在反应前后没有发生 变化 的物质。 （2）特点：一变两不变。 （3）注意事项： ①催化剂只能改变 化学反应的速率 ，不能改变化学反应的 产率 ； ②催化剂的 质量 和 化学性质 在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变； ③不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。 （氧化铁、硫酸铜、红砖粉末等也可以作催化剂） 即学即练 4．（2025·湖南株洲·期中）下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．催化剂能改变化学反应速率 B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C．二氧化锰是所有化学反应的催化剂 D．没有催化剂，化学反应就不能发生 【答案】A 【详解】A、催化剂的作用就是改变（加快或减慢）化学反应的速率，例如，在过氧化氢分解制氧气时，二氧化锰作为催化剂能加快反应速率，A正确； B、催化剂在反应前后质量不变，但“性质”不变应指化学性质不变，物理性质如状态、形状可能改变，B错误； C、二氧化锰只是某些反应（如过氧化氢分解、氯酸钾分解）的催化剂，并非所有反应的催化剂，C错误； D、许多化学反应没有催化剂也能发生，如硫在氧气中燃烧，D错误。 故选A。 ◆知识点四 工业制备氧气 1．原料：液态空气。 2．原理：利用 液态氮 的沸点比 液态氧 的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为 液 态，再将液态空气缓缓升温至左右， 氮气 首先达到沸点从 液态空气 里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在 蓝色 钢瓶中。 （1）药品：双氧水和 二氧化锰 。 （2）反应原理：或 2H2O2 2H2O + O2↑ 。 （3）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塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 排水 集气法收集。 即学即练 5. 如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 【答案】(1) 分离液态空气法 物理 (2)燃着的木条 (3)低 (4)混合物 【详解】（1）工业上制取氧气，先将空气加压变成液态空气，再利用液氮和液氧沸点不同，升温分离出氮气，从而得到液氧，这种方法是分离液态空气法； 分离液态空气法制取氧气过程中，只是利用各成分沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化。 （2）氧气具有助燃性，空气中氧气浓度较低，而氮气不能燃烧也不支持燃烧。把燃着的木条分别伸入空气、氧气和氮气中，木条在空气中正常燃烧；在氧气中燃烧更旺；在氮气中会熄灭，所以可用燃着的木条区分这三种气体。 （3）步骤②中氮气先分离出来，是因为氮气沸点比氧气低，升温时氮气先达到沸点汽化分离出去。 （4）除去氮气后，剩余液体中还含有液氧、稀有气体等多种物质，属于混合物。 一、实验室制取氧气 1．加热高锰酸钾分解制取氧气 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（向试管里装入固体药品；还要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收（氧气的收集方法）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。 2．分解过氧化氢溶液的方法制取氧气 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）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时）→收集（氧气的收集方法）。 实践应用 1．请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）A；； （3）可以随时控制反应的发生和停止；；cedfg；将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 【详解】（1）b为长颈漏斗； （2）若用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A；高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）C装置中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，所以C装置制取氧气相对于B装置的优点是：可以随时控制反应的发生和停止；该反应为固液常温型，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，从发生装置出来的气体先经过干燥装置，干燥装置要长进短出（即e管进d管出），然后进行收集，由于氧气密度比空气大，用E装置收集时，气体应该从长管f进，故CDE装置的接口正确连接顺序为：cedfg；氧气具有助燃性，验满方法为：将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 二、催化剂 这种在化学反应里，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叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用，改变反应速率，可以加快也可以减速，不能改变反应质量。 实践应用 2．（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 【答案】（2）2H2O22H2O+O2↑； （3）带火星的木条复燃；（4）加快 【问题与思考】（1）无；（2）常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少 【详解】（2）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑； （3）图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气； （4）由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快； 【问题与思考】（1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化； （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。 考点一 实验室制备氧气 【例1】请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）A；； （2） 可以随时控制反应的发生和停止；；cedfg；将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 【详解】（1）b为长颈漏斗； （2） 若用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A；高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）C装置中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，所以C装置制取氧气相对于B装置的优点是：可以随时控制反应的发生和停止；该反应为固液常温型，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，从发生装置出来的气体先经过干燥装置，干燥装置要长进短出（即e管进d管出），然后进行收集，由于氧气密度比空气大，用E装置收集时，气体应该从长管f进，故CDE装置的接口正确连接顺序为：cedfg；氧气具有助燃性，验满方法为：将带火星的小木条放在g口，若木条复燃，则说明已收集满。 【变式1-1】（2025·海南海口·期中）下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（　　） A．制备 B．收集 C．验满 D．验证性质 【答案】A 【详解】A、给试管中的固体加热时，应用外焰加热，且试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，且用高锰酸钾制取氧气，应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，图中操作正确，符合题意； B、氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集，但是导管口应伸到集气瓶底部，这样才能将集气瓶内空气排尽，图中操作错误，不符合题意； C、氧气具有助燃性，氧气验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸到集气瓶内部，图中操作错误，不符合题意； D、细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，应在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，图中操作错误，不符合题意。 故选A。 【变式1-2】用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 【答案】(1)带火星的木条不复燃 带火星的木条复燃 加快溶液反应速率 干燥 (2)没有证明的化学性质在反应前后不变 【详解】（1）二氧化锰是该反应的催化剂，能加快反应速率，如果不加二氧化锰，过氧化氢的分解速率很慢，观察到的现象是带火星的木条不复燃；加入二氧化锰后，过氧化氢的分解速率会变快，此时观察到的现象是带火星的木条复燃；说明具有能加快溶液反应速率的化学性质，充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂； （2）乙同学认为甲同学的结论不严谨，因为该实验没有证明的化学性质在反应前后不变。 考点二 过氧化氢制取氧气实验的图像问题 【例2】（2025•湖南岳阳临湘市期中）将100mL双氧水均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是（　　） A．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 B．二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关 【答案】C 【详解】A．由图象可知，反应过程中，甲溶液产生O2的速率比乙溶液的快，a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况，故正确； B．甲中加入了二氧化锰，分解的速率加快，图象体现出来了这一点，故正确； C．在此反应中，二氧化锰若充当了催化剂，其质量和化学性质在反应前后均不改变，但是此图象这一点没有体现出来，故错误； D．催化剂不能改变生成物的质量，故甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相等，此图象这一点能体现出来，故正确。 故选：C。 【变式2-1】（2025•福建福州台江区月考）已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴FeCl3溶液，充分反应（忽略水的挥发）。如所示图象正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、过氧化氢在氯化铁的催化作用下分解生成水和氧气，随着反应进行，水的质量增大，完全反应后水的质量不再变化，该选项正确； B、加入氯化铁后立即产生氧气，该选项不正确； C、氯化铁是催化剂，反应前后质量不变，该选项不正确； D、随着反应进行，过氧化氢质量不断减小直至减小到0，该选项不正确。 故选：A。 【变式2-2】在分解一定量过氧化氢制氧气的实验中，下列图像正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】A、过氧化氢溶液制氧气时加入催化剂不会增加氧气的产量，只会加快反应的速度，故A选项图像不正确； B、 分解一定量过氧化氢制氧气，当过氧化氢完全反应后，不再生成氧气，最终氧气的质量保持不变，故B选项图像不正确； C、 过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故C选项图像不正确； D、过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故D选项图像正确。故选D。 考点三 制取氧气实验的图像 【例3】某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质的质量随加热时间变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线c代表氧气 B．t1时刻高锰酸钾开始分解 C．t2时刻开始产生氧气 D．与直接加热等质量的氯酸钾相比，该操作生成氧气的质量不变 【答案】B 【详解】A、曲线c代表氧气错误，因为在t1时刻就有氧气产生，该选项不正确。 B、t1时刻，KMnO4开始分解正确，因为高锰酸钾在较低的温度下可以分解，该选项正确。 C、t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气，因为高锰酸钾在较低的温度下就可以分解，该选项不正确。 D、高锰酸钾在加热的条件下分解产生氧气，生成的二氧化锰加快了氯酸钾的分解速率，因此此混合物与直接加热等质量氯酸钾相比，该操作导致反应速率加快，生成氧气的质量不同，该选项不正确。 故选：B。 【变式3-1】下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．向一定量的过氧化氢溶液中加入MnO2 B．向一定量的过氧化氢溶液中加入MnO2 C．两份等质量的氯酸钾在有、无MnO2的情况下加热产生氧气 D．加热氯酸钾和MnO2 混合物制氧气 【答案】D 【详解】A、向一定量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，生成氧气的质量从零开始增加，即反应前氧气质量是0，待完全反应后不再变化，该选项不正确。 B、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，水的质量应逐渐增加，直到过氧化氢反应完后质量不变，不会逐渐减少，该选项不正确。 C、两份等质量的氯酸钾最后生成氧气的质量相同，该选项不正确。 D、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，一开始氯酸钾未分解，故固体的种类为氯酸钾和二氧化锰两种，当氯酸钾部分分解时，固体种类为氯酸钾、氯化钾、二氧化锰三种，当氯酸钾完全分解时，固体种类为氯化钾和二氧化锰两种，该选项正确。 故选：D。 【变式3-2】质量相等的两份氯酸钾样品，甲中混有少量二氧化锰，乙为纯净的氯酸钾，分别同时加热，放出氧气的质量与加热时间的图象如下，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】催化剂是指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不变的物质；催化剂能改变反应速率，催化剂不能使生成物的质量增加。质量相等的两份氯酸钾，其中一份混有少量二氧化锰，则最终不含二氧化锰的氯酸钾生成氧气的质量多。分别同时加热，加热一段时间才能产生氧气，单独加热所需温度较高，反应速率较慢；加入适量的二氧化锰的所需温度较低，反应速率快，至反应结束所需的时间少。观察图象，C符合变化过程。 故选：C。 考点四 与催化剂相关的探究 【例4】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 。 【答案】(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 【详解】（1）实验中A、B试管中均盛等体积等浓度的过氧化氢溶液，然后向A中加入1克红砖粉，但B中没有加入红砖粉，因此在探究过程中做的是对比实验。 （2） 通过实验②可知，A管口木条复燃，B管口木条不复燃，说明加入1克红砖粉的过氧化氢分解速率加快，得出的结论是：红砖粉能够加快过氧化氢的分解速率。 （3） 催化剂的质量和化学性质在化学反应前后保持不变，所以设计实验⑥的目的是：验证红砖粉的化学性质没有改变。 （4） 催化剂的质量和化学性质在化学反应前后保持不变，与颜色、状态无关，所以省掉步骤④能达到实验目的，理由是：不需要探究红砖粉的颜色、状态在化学反应前后是否改变； 若省掉步骤⑤不能到达实验目的，理由是：不能验证出红砖粉在化学反应前后的质量是否改变。 【变式4-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 【答案】（1）带火星的木条复燃。（2）过氧化氢水+氧气；催化作用 【详解】（1）观察到带火星的木条复燃的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，二氧化锰的作用是催化作用。 【变式4-2】实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气｡下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响｡实验装置如图 1所示｡ 实验记录：每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液，采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中，回答下列问题｡ 过氧化氢体积（mL） 过氧化氢浓度 CuO质量（g） 待测数据（mL） Ⅰ 30 5% 0.1 Ⅱ 30 5% 0.2 Ⅲ 30 5% 0.3 (1)上述实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是 ｡本实验中，图1的方框内收集装置应选用图 2中的 （填序号）｡ (2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 ｡ (3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” （填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快｡ (4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂，还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变｡ 【答案】(1) 相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积 c (2)控制变量 (3)小 (4) 质量 化学性质 【详解】（1）该实验是探究做催化剂氧化铜的用量对反应速率是否有影响，判断的依据应该是相同时间内产生的氧气体积，即实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积，故①填：相同时间内收集到的氧气（或排出水）的体积。 待测数据是相同时间内产生的氧气体积，氧气不易溶于水且氧气的密度小于水的密度，则测定氧气体积的装置中，氧气应该从短管进入，使水沿长管从瓶中排出，进而测出其体积。 （3） 对比实验需要注意控制变量，三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是为了控制变量，保证只有氧化铜质量不同这一个变量。 （4） 催化剂的用量越多，反应越快，第Ⅱ次实验中二氧化锰的质量为0.2g，第Ⅲ次实验中二氧化锰的质量为0.3g，则第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的待测数据，即相同时间内产生的氧气体积要小。 （5） （4）根据催化剂的概念可知，催化剂在化学反应前后的质量与化学性质保持不变，氧化铜作为反应的催化剂，则反应前后氧化铜的质量和化学性质不改变，故①填：质量。 考点五 工业制氧气 【例5】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） 。 【答案】（1）做保护气 （2） 氮气的沸点比氧气的沸点低 （3） （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 【解析】（1）根据空气的组成可知：流程图中空格处应填写的物质是稀有气体，化学性质稳定可用做保护气或通电发光可做电光源； （3） 工业上制取氧气是利用氧气和氮气沸点的不同，因为氮气的沸点比氧气的沸点低，所以首先蒸发出的气体是氮气； （4） “液氧”为淡蓝色液体；工业制取的液氧中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物； （4）氧气能支持燃烧，二氧化碳不能燃烧、也不能支持燃烧，故可将燃着的小木条分别伸入三瓶无色无味的气体中，若木条燃烧无明显变化，则是空气；若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体。 【变式5-1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【答案】D 【详解】A、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，描述正确； B、 分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，描述正确； C、 C、液氮的沸点低于液氧的沸点，因此先收集到的氮气，描述正确； D、 D、工业制氧气得到的氧气时空气中本来就含有的，而不是新生成的，描述错误。故选：D 【变式5-2】如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 【答案】(1) 分离液态空气法 物理 (2)燃着的木条 (3)低 (4)混合物 【详解】（1）工业上制取氧气，先将空气加压变成液态空气，再利用液氮和液氧沸点不同，升温分离出氮气，从而得到液氧，这种方法是分离液态空气法； 分离液态空气法制取氧气过程中，只是利用各成分沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化。 （2）氧气具有助燃性，空气中氧气浓度较低，而氮气不能燃烧也不支持燃烧。把燃着的木条分别伸入空气、氧气和氮气中，木条在空气中正常燃烧；在氧气中燃烧更旺；在氮气中会熄灭，所以可用燃着的木条区分这三种气体。 （3）步骤②中氮气先分离出来，是因为氮气沸点比氧气低，升温时氮气先达到沸点汽化分离出去。 （4）除去氮气后，剩余液体中还含有液氧、稀有气体等多种物质，属于混合物。 基础达标 1．（2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故采用固体加热型装置作为氧气的发生装置，为防止冷凝水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，为防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口放置一团棉花，用酒精灯的外焰给试管加热，图示操作正确； B、氧气不易溶于水，可采用排水法来收集氧气，图示操作正确； C、氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法来收集氧气，图示操作正确； D、氧气的密度比空气大，不能采用向下排空气法来收集氧气，图示操作错误。 故选：D。 2．实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，需要用到下列的一组仪器是（　　） A．试管、酒精灯、带胶塞的导管、集气瓶、铁架台 B．酒精灯、水槽、试管、集气瓶、玻璃片 C．集气瓶、铁架台、试管、带胶塞的导管、玻璃片 D．铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片 【答案】C 【详解】实验室用过氧化氢分解制取氧气，属于固液常温型，氧气不易溶于水，密度比空气的大，能用排水法、向上排空气法收集；发生装置需要装药品的试管、固定试管的铁架台；收集需要带胶塞的导管、集气瓶（带玻璃片），实验室用过氧化氢分解制取氧气必不可少的最简单的仪器是试管、铁架台、带胶塞的导管、集气瓶、玻璃片。 故选：C。 3．（2025·四川成都·中考真题）高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是 A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 【答案】B 【详解】A、将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞，容易使试管底部破碎，选项错误； B、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管炸裂，选项正确； C、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管引起试管炸裂，选项错误； D、加热后的试管，不能立即用冷水清洗，否则会引起试管炸裂，选项错误。故选B。 4. 下列有关高锰酸钾制氧气实验中有关实验操作叙述不正确的是 A．实验时，要先检查装置气密性 B．试管口要塞棉花，防止高锰酸钾粉末通过导管进入水槽 C．试管口略向上倾斜 D．加热时，要先预热，再集中加热 【答案】C 【详解】A、为了防止装置漏气影响实验，实验时应该先检查装置的气密性，说法正确； B、 实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口要塞一团棉花，这是为了防止固体粉末进入导管，说法正确； C、 实验室用高锰酸钾制取氧气时需要加热，为了确保实验成功，试管口应该略向下倾斜，这是为了防止水蒸气冷凝、回流，把试管炸裂，说法错误； D、加热试管先预热再对准有药品的部位集中加热，防止局部受热炸裂试管，说法正确。故选C。 5．工业制取氧气主要有下列步骤，将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： 下列有关说法正确的是（　　） A．以上步骤①②③涉及有化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点高 C．上述变化中，气体分子结构没变 D．蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 【答案】C 【详解】A、以上步骤①②③均没有新物质生成，没有发生化学变化，说法错误； B、由图示信息可知，氮气首先从液态空气中汽化分离出来，氮气的沸点比氧气的沸点低，说法错误； C、上述变化均为物理变化，分子种类没有改变，即气体分子结构没变，说法正确； D、蓝色钢瓶里的“工业液氧”的主要成分是液氧，还含有少量液态的稀有气体等，属于混合物，说法错误。故选：C。 6．下列有关实验操作的“先”与“后”的说法正确的是（　　） A．制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 B．加热高锰酸钾并用排水法收集氧气结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管 C．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热 D．排水集气法收集氧气结束时，先把集气瓶拿出水面，后盖上玻璃片 【答案】C 【详解】A．实验室制取气体时，要先检查装置的气密性，后装药品，故A选项不正确； B．加热高锰酸钾并用排水法收集氧气结束时，要先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，故B选项不正确； C．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，故C选项正确； D．排水集气法收集氧气结束时，先盖上玻璃片，后把集气瓶拿出水面，故D选项不正确。 故选：C。 7．下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．在化学反应中，催化剂的质量和性质都不改变 B．对一个反应来说催化剂具有唯一性 C．在氯酸钾分解过程中加入高锰酸钾能够加快反应，所以高锰酸钾是此反应的催化剂 D．同一个反应可以有不同的催化剂 【答案】D 【详解】A、催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不发生改变，物理性质有可能发生改变，故选项说法错误。 B、对一个反应来说催化剂不具有唯一性，如二氧化锰、氧化铜都能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。 C、在氯酸钾分解过程中加入高锰酸钾能够加快反应，是因为高锰酸钾分解生成的二氧化锰作氯酸钾分解的催化剂，而不是高锰酸钾是此反应的催化剂，故选项说法错误。 D、同一个化学反应可以有多种催化剂，如二氧化锰、氧化铜都能催化过氧化氢分解，故选项说法正确。 故选：D。 8．实验室常利用高锰酸钾制取氧气。下列各物理量随加热时间的变化关系图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、高锰酸钾需要加热一段时间达到分解的温度时才开始分解产生氧气，并不是开始加热就产生氧气，故A图像错误； B、加热一段时间后，高锰酸钾开始分解，固体质量开始减少，一直到高锰酸钾完全分解，反应结束后固体不再改变，最后剩余固体的质量不为零，故B图像错误； C、刚开始加热高锰酸钾未分解时，固体只有高锰酸钾这一种物质，当高锰酸钾开始分解后，固体为高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰三种固体物质，当高锰酸钾完全分解会，固体为锰酸钾和二氧化锰两种固体物质，故C图像正确； D、在加热的条件下，高锰酸钾分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，由质量守恒定律可知，锰元素的质量保持不变，但随着高锰酸钾的分解，固体质量在减少，因此固体中锰元素的质量分数随着高锰酸钾的分解而增大，当高锰酸钾完全分解后，固体中锰元素的质量分数不再改变，但开始前，固体中锰元素的质量分数不为零，故D图像错误。故选：C。 9．现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，下列图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、分析图像可知，甲产生的氧气多，并是在乙产生氧气一段时间后生成，故正确； B、分析图像可知，甲、乙反应产生的氧气一样多，故错误； C、分析图像可知，甲反应从一开始就有氧气产生，比乙要先得到氧气，故错误。 D、分析图像可知，甲产生的氧气多，但却是从一开始就有氧气生成是不正确的，应加热一段时间后再有氧气生成，故错误。 故选：A。 10．（2024•临沂）如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是 　 　（填序号），该反应的化学方程式是 　 　。 【答案】（1）锥形瓶；（2）AE；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 【详解】（1）仪器a的名称是锥形瓶； （2）固体与固体混合加热反应制备气体，选用装置A；氧气的密度大于空气，采用向上排空气法进行收集，选用装置E；因此若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，需要选用装置A和装置E；该反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。 11．如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （1）除去灰尘后的洁净空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）流程中横线上应填写的物质是 　 　。 （3）利用液氧和液氮的 　 　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）写出工业制氧气的优点 　 　（写一条）。 【答案】（1）混合物；（2）稀有气体；（3）沸点；（4）原料廉价易得（合理即可） 【详解】（1）除去灰尘后的洁净空气中含有氮气、氧气、稀有气体等其他成分，属于混合物。 （2）根据空气成分分析，可知横线上应填写的物质是稀有气体。 （3）可以利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却，加压，蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得等。 12．（2025·四川南充·期中）实验课上，同学们利用如图所示装置进行气体制备。 (1)写出图中仪器b的名称： 。 (2)实验室用A装置制取氧气的符号表达式为 。 (3)用F装置排气法收集氧气，则检验氧气是否收集满的方法： 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) (3)将带火星的木条放于②端口，若木条复燃，则氧气集满 【详解】（1）仪器b是长颈漏斗； （2）A装置是固体加热型发生装置，且试管口有一团棉花，所以是用高锰酸钾制取氧气；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为 ； （3）氧气的密度大于空气，若用F装置收集氧气，氧气应从①端通入，当②端有氧气逸出，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验其收集满的方法是将带火星的木条放于②端口，若木条复燃，则氧气集满。 综合应用 1.（2024•四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 【答案】B 【详解】A、采用过氧化氢和二氧化锰来制氧气属于固液常温型，图示装置正确； B、 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气时，为防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，需要将试管口略向下倾斜，图示装置错误； C、 浓硫酸具有吸水性，用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图示装置正确； D、 D、氧气具有助燃性，验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已满，图示装置正确。故选：B。 2. 下列关于二氧化锰的说法正确的是（　　）。 A．如果不加二氧化锰，过氧化氢不会分解 B．只有二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加二氧化锰，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气量不变 D．在所有的化学反应前后，二氧化锰的质量和性质都保持不变 【答案】C 【详解】A、如果不加二氧化锰，过氧化氢也会分解，只是分解速率较慢，故选项说法错误； B、 不仅二氧化锰能加快加快过氧化氢分解反应的速度，其他物质如碎瓷片也能加快过氧化氢分解反应的速度，故选项说法错误； C、 二氧化锰可加快过氧化氢受热分解的速度，但产生的氧气量不变，故选项说法正确； D、只有二氧化锰在作催化剂时，其质量和化学性质都不变，故选项说法错误。故选C。 3．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】D 【详解】A、检查装置气密性时，先将导管放入水中，再用手握住试管，观察导管口是否冒出气泡，故A说法错误； B、先检查装置气密性，再向大试管中加入高锰酸钾固体，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故B说法错误； C、实验时，先点燃酒精灯，待导管口的气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶口开始收集，因为导管口开始排出的是装置内的空气，故C说法错误； D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D说法正确。 故选：D。 4．下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 【答案】D 【详解】氧气的密度比空气的密度大，可选择向上排空气法收集；氧气不易溶于水，可选择排水法收集。①②是排水法；故可以；③④是向上排空气法，故可以；⑤⑥是向下排空气法，故不可以。 故选：D。 5．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】D 【详解】A、检查装置气密性时，先将导管放入水中，再用手握住试管，观察导管口是否冒出气泡，故A说法错误； B、先检查装置气密性，再向大试管中加入高锰酸钾固体，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故B说法错误； C、实验时，先点燃酒精灯，待导管口的气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶口开始收集，因为导管口开始排出的是装置内的空气，故C说法错误； D、气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管，故D说法正确。 故选：D。 6. 分别向a､b两支试管中加入等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，其中a试管加有少量二氧化锰固体（均完全反应）｡下列关于两支试管中产生氧气的质量与反应时间的关系图正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，由于反应物是等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误； B、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误； C、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，加快了化学反应速率，两支试管中产生氧气的质量相等，此选项正确； D、 用过氧化氢溶液制取氧气时，加入的二氧化锰作催化剂，只是加快了化学反应速率，不影响生成物的质量，所以两支试管中产生氧气的质量相等，由该图像可知，表示生成氧气的质量不相等，此选项错误。故选C。 7. （2025•四川巴中期末）某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　） A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 B．对比图1、2可知，图1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率 D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 【答案】D 【详解】A、图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，以除去氧气中的水蒸气，故不符合题意； B、图1和图2实验中，唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，故不符合题意； C、图3、4中唯一的不同点是图4中将反应容器放入凉水中，温度低，反应速率平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故不符合题意； D、根据控制变量唯一的原则，图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速率，故符合题意。故选：D。 8．（2025·北京西城·期末）利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 【答案】C 【详解】A、由图2可知，a点时氧气浓度开始逐渐增大，说明a点对应的操作是推动注射器活塞，过氧化氢溶液进入锥形瓶中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气浓度增大，说法正确，不符合题意； B、由图2可知，c、e点是相同时间内收集氧气的体积分数①大于②，①②的溶液浓度不同，则对比c点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法正确，不符合题意； C、由图2可知，b、e点是收集相同体积分数氧气所需的时间①小于②，①②的溶液浓度不同，则对比b点和e点能验证反应速率与的浓度有关，说法错误，符合题意； D、该实验的变量是过氧化氢溶液的浓度，两组实验均有二氧化锰，故该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用，说法正确，不符合题意。 故选C。 9．根据如图所示装置，回答下列问题： （1）写出标有编号仪器的名称①　 　，②　 　。 （2）实验室用过氧化氢溶液制氧气时，应选用的发生装置是（填字母，下同） 　 　，收集装置是 　 　。发生反应的文字表达式为 　 　，该反应的基本反应类型是 　 　。 （3）如果用高锰酸钾制氧气时在试管口放一团棉花的作用是 　 　。 （4）加热氯酸钾用排水法开始收集氧气的适宜时刻是 　 　；当看到 　 　时证明氧气收集满了。 （5）停止加热时应先 　 　，然后 　 　，原因是 　 。 【答案】（1）酒精灯；锥形瓶； （2）B；C或D；过氧化氢水+氧气；分解反应； （3）防止加热时，试管内的粉末状物质进入导管； （4）集气瓶口气泡连续均匀的冒出时；集气瓶口有大量气泡冒出； （5）撤导管；熄灭酒精灯；防止水槽中的水倒流，炸裂试管 【详解】（1）通过分析题中所指仪器的名称和原子可知，①是酒精灯，②是锥形瓶； （2）过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，氧气密度比空气大，不易溶于水，应选用的发生装置是B，收集装置是C或D；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢水+氧气，该反应的基本反应类型是分解反应； （3）如果用高锰酸钾制氧气时在试管口放一团棉花的作用是：防止加热时，试管内的粉末状物质进入导管； （4）加热氯酸钾用排水法开始收集氧气的适宜时刻是集气瓶口气泡连续均匀的冒出时；当看到集气瓶口有大量气泡冒出时证明氧气收集满了； （5）玻璃是热的不良导体，受热不均，会发生炸裂，所以停止加热时应先撤导管，然后熄灭酒精灯，原因是防止水槽中的水倒流，炸裂试管。 10．（2025·广东广州·期中）请根据下列实验装置图回答问题： (1)写出指定仪器的名称：b 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气时应选用 (填字母标号)做气体发生装置，还需对装置进行的改进是 ；写出该方法制取氧气的化学反应方程式 。 (3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，该反应的发生装置可以选择B或C，装置B与C相比，B的优点是 。该方法制取氧气的化学反应方程式为 。 (4)若用E装置采用排空气法收集氧气，则氧气从 口(填c或d)进入。 (5)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)。常温下氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气(NH3)极易溶于水。制取并收集氨气(NH3)，应该从图中选择的发生装置和收集装置是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2)A 在试管口放一团棉花 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ (3)可以控制反应速率 2H2O22H2O+O2↑ (4)c (5)AE/AG 【详解】（1）据图可知，仪器b的名称是长颈漏斗； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固、固加热型，适合用装置A作发生装置；为了防止加热时粉末状物质进入导管，要在试管口放一团棉花；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应化学方程式为：； （3）与装置C相比，装置B可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率；过氧化氢在二氧化锰催化剂催化下分解生成水和氧气，化学方程式为 （4）用E装置采用排空气法收集氧气，氧气密度比空气大，则氧气从c口进入； （5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气（NH3），属于“固固加热”反应，所以发生装置要选A；又因氨气（NH3）密度比空气小，极易溶于水，可用向下排空气法收集，可选E或G。 拓展培优 1．（2025·江苏扬州·中考真题）某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是 A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响 B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行 C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利 D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解 【答案】D 【详解】A、保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，变量为温度，则目的是探究温度对该催化反应的影响，故A不符合题意； B、由图可知，20℃，在0~3h内，H2O2的产量随着时间的增加，说明该催化反应持续进行，故B不符合题意； C、由图可知，0~3h内，40℃的H2O2产量始终高于20℃，说明在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利，故C不符合题意； D、实验③（60℃）在2h后H2O2产量不再增加，不能说明生成的H2O2开始分解，可能是高温下催化剂活性降低或失活，导致反应速率显著下降，故D符合题意。故选D。 2．（2025·河北保定·期中）某化学兴趣小组的同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾，开展氧气的实验室制取的研究。请结合下列实验装置，回答有关问题。 【查阅资料】浓硫酸具有很强的吸水性，能吸收氧气中的水蒸气从而得到干燥的氧气。 (1)写出图中标有序号①的仪器名称： 。 (2)根据所给的试剂，在实验室里选择一种节能环保、操作简便的方法制取氧气，应选用的发生装置是 (填 “甲”或“乙”)。 (3)若选择乙、丙、丁装置组合制取并收集一瓶干燥的氧气，则正确的连接顺序为a接 ， 接 。验满的操作为 。 (4)实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 。 (5)通过查阅资料得知：实验室用固体石灰石和液体稀盐酸在常温下制取二氧化碳，则发生装置应选择 。 【答案】(1)锥形瓶 (2)乙 (3)c b e 将带火星的木条放在d口，木条复燃，则说明已收集满 (4) (5)乙 【详解】（1）由图可知，图中标有序号①的仪器名称：锥形瓶； （2）根据所给的试剂，在实验室里选择一种节能环保、操作简便的方法制取氧气，应选择过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，该反应在常温下进行，可以节约能源，且操作简单，该反应属于固液不加热反应，发生装置可选乙； （3）若选择乙、丙、丁装置组合制取并收集一瓶干燥的氧气，乙装置是发生装置，浓硫酸具有吸水性，且与氧气不反应，用于干燥氧气，洗气应“长进短出”，这样干燥的比较充分，氧气的密度比空气略大，用丁装置收集氧气，应从e端通入，故正确的连接顺序为a接c，b接e； 氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在d口，木条复燃，则说明已收集满； （4）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：； （5）实验室用固体石灰石和液体稀盐酸在常温下制取二氧化碳，属于固液不加热反应，则发生装置应选择乙。 3．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。 (1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。 (2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2g氧化铁 7.0mL 560s ② 2g土豆 7.0mL 180s ③ 2g生姜 5.1mL 180s (3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。 A．食品在冰箱中保存不易变质 B．燃煤发电时，把煤块粉碎 C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧 【答案】(1)反应物的浓度(或氧气的浓度) (2) 木条复燃 质量 土豆 (3)BC 【详解】（1）在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈。空气中氧气体积分数约为21%，集气瓶中是纯氧，氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应速率，故填：反应物的浓度(或氧气的浓度) 。 （2）MnO2可加快H2O2分解速率，产生更多氧气，所以图 3 中的现象为带火星的木条复燃。 催化剂的特点是 “一变两不变”，即能改变反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变；所以若反应前后MnO2的质量和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂 。 分析表中数据，收集相同体积（7.0mL ）气体时，土豆作催化剂所用时间（180s ）比氧化铁（560s ）短；收集气体时土豆和生姜所用时间相同，但土豆收集气体体积更大，所以催化效果最好的物质是土豆。 （3）A、食品在冰箱中保存不易变质，是利用低温减慢化学反应速率，调控方法是改变温度。 B、燃煤发电时把煤块粉碎，增大了煤与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。 C、汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧，增大了汽油与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。 所以调控方法相同的是BC。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三单元 维持生命的物质——氧气、水 3.2 氧气的制取 教学目标 1. 能够准确说出实验室制取氧气的二种方法及其反应原理；熟练掌握实验室制取氧气的实验装置、实验步骤以及注意事项。 2. 了解化学反应需要一定的条件。 3. 清晰理解催化剂的概念，并能列举常见的催化剂及其在化学反应中的作用。 4. 知道工业用空气制取氧气的方法和原理。 重点和难点 重点：实验室制取氧气的二种方法及其反应原理、实验装置和实验步骤；催化剂的概念及作用。 难点：根据反应物的状态和反应条件选择合适的实验装置；理解催化剂在化学反应中的作用。以及催化剂概念的内涵和外延。 ◆知识点一 加热高锰酸钾制取氧气 （1）药品及仪器：酒精灯、试管、铁架台、水槽、集气瓶、玻璃导管、棉花、胶塞、高锰酸钾 （2）反应原理：或 。 （3）发生装置： 收集装置 （固固加热型） （排水法） （4）实验步骤： ① 查：检查装置 ； ② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口 ，并用带导管的橡皮塞塞紧试管； ③ 定：将试管固定在铁架台上； ④ 点：点燃酒精灯，试管 后，就使酒精灯固定在试管底部加热； ⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法； ⑥ 移：把导管移出水槽； ⑦ 灭：熄灭酒精灯。 （5）气体验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有 出现，说明气体收集满了；（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的 ，说明氧气收集满了。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 药品要平铺在试管底部，均匀受热。 2. 试管口要略向下倾抖，防止冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。 3. 铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。 4. 试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。 5. 集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。 6. 加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。 7. 用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口较大气泡冒出时，证明已收集满。 8. 停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。 9. 用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。 10. 盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。 即学即练 1．（2025•山东东营区期中）下列关于实验室制取氧气的叙述正确的是（　　） A．收集较纯净的氧气时，用排水法收集，导管口刚冒气泡时，立即开始收集 B．氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气 C．若用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条伸入集气瓶内部，木条复燃，证明氧气已经集满 D．实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入MnO2，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 2．（2024•四川宜宾）化学是一门以实验为基础的科学。选择如图中的部分仪器完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。回答下列问题： （1）仪器B的名称是 　 　。 （2）加热时需垫陶土网（或石棉网）的仪器是 　 　（填字母标号）。 （3）高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式是 　 　。 （4）该实验应选择的仪器有 　 　（填字母标号，不重复选用仪器）。 （5）用制取的O2进行铁丝燃烧实验：点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅速插入盛满O2的集气瓶中，观察到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是 　 。 ◆知识点二 过氧化氢制氧气 （1）药品：双氧水和 。 （2）反应原理：或 。 （3）步骤：①检查装置的 。 ②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 集气法收集。 即学即练 3．用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 ◆知识点三 催化剂 （1）概念：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但本身的 和 在反应前后没有发生 的物质。 （2）特点：一变两不变。 （3）注意事项： ①催化剂只能改变 ，不能改变化学反应的 ； ②催化剂的 和 在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变； ③不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。 （氧化铁、硫酸铜、红砖粉末等也可以作催化剂） 即学即练 4．（2025·湖南株洲·期中）下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．催化剂能改变化学反应速率 B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C．二氧化锰是所有化学反应的催化剂 D．没有催化剂，化学反应就不能发生 ◆知识点四 工业制备氧气 1．原料：液态空气。 2．原理：利用 的沸点比 的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为 态，再将液态空气缓缓升温至左右， 首先达到沸点从 里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。 3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下： 4．贮存：氧气贮存在 钢瓶中。 （1）药品：双氧水和 。 （2）反应原理：或 。 （3）步骤：①检查装置的 。 ②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 ③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。 ④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。 ⑤用 集气法收集。 即学即练 5. 如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 一、实验室制取氧气 1．加热高锰酸钾分解制取氧气 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（向试管里装入固体药品；还要注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置；固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热；注意要用外焰，先预热，再固定在有药品的部位加热）→收（氧气的收集方法）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯）。 2．分解过氧化氢溶液的方法制取氧气 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）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时）→收集（氧气的收集方法）。 实践应用 1．请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 二、催化剂 这种在化学反应里，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叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用，改变反应速率，可以加快也可以减速，不能改变反应质量。 实践应用 2．（2024•山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。 （2）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 　 　。 （4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 　 　。 【问题与思考】 （1）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？ （2）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 考点一 实验室制备氧气 【例1】请结合下列实验装置，回答有关问题： （1）写出图中标有字母b的仪器名称：　 　。 （2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 　 　（填“A”“B”或“C”），反应的化学方程式是 　 　。 （3）如用C装置制取氧气相对于B装置的优点是 　 　，反应的化学方程为 　 　。如果在D装置装有干燥用的浓硫酸，则用装置CDE的组合可以达到干燥和收集氧气的目的，CDE装置的接口正确连接顺序为 　 　（填小写字母顺序），验证此组合装置氧气已经集满的操作是 　 。 【变式1-1】（2025·海南海口·期中）下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（　　） A．制备 B．收集 C．验满 D．验证性质 【变式1-2】用溶液和来制氧气，为证明的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验： (1) 图1中加入溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是 。再通过漏斗加入，如图3所示，此时观察到的现象是 ，说明具有能 的化学性质。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、 、称量，固体仍为，甲同学认为是催化剂。 (2)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请帮乙同学说出理由： 。 考点二 过氧化氢制取氧气实验的图像问题 【例2】（2025•湖南岳阳临湘市期中）将100mL双氧水均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是（　　） A．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 B．二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关 【变式2-1】（2025•福建福州台江区月考）已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴FeCl3溶液，充分反应（忽略水的挥发）。如所示图象正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式2-2】在分解一定量过氧化氢制氧气的实验中，下列图像正确的是（　　） A．B．C．D． 考点三 制取氧气实验的图像 【例3】某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质的质量随加热时间变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线c代表氧气 B．t1时刻高锰酸钾开始分解 C．t2时刻开始产生氧气 D．与直接加热等质量的氯酸钾相比，该操作生成氧气的质量不变 【变式3-1】下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．向一定量的过氧化氢溶液中加入MnO2 B．向一定量的过氧化氢溶液中加入MnO2 C．两份等质量的氯酸钾在有、无MnO2的情况下加热产生氧气 D．加热氯酸钾和MnO2 混合物制氧气 【变式3-2】质量相等的两份氯酸钾样品，甲中混有少量二氧化锰，乙为纯净的氯酸钾，分别同时加热，放出氧气的质量与加热时间的图象如下，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 考点四 与催化剂相关的探究 【例4】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 。 【变式4-1】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。 （1）观察到 　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。 （2）实验③中产生氧气的文字表达式为 　 　，二氧化锰的作用为：　 　。 【变式4-2】实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气｡下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响｡实验装置如图 1所示｡ 实验记录：每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液，采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中，回答下列问题｡ 过氧化氢体积（mL） 过氧化氢浓度 CuO质量（g） 待测数据（mL） Ⅰ 30 5% 0.1 Ⅱ 30 5% 0.2 Ⅲ 30 5% 0.3 (1)上述实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是 ｡本实验中，图1的方框内收集装置应选用图 2中的 （填序号）｡ (2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 ｡ (3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” （填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快｡ (4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂，还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变｡ 考点五 工业制氧气 【例5】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） 。 【变式5-1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【变式5-2】如下是工业制取氧气的流程图，请回答下面问题。 (1)工业制取氧气，方法是 ，属于 变化。 (2)用 可以来区分空气、氧气和氮气。 (3)从步骤②中可以看出氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点 (“低”或“高”)。 (4)氮气出去之后剩余的液体为 (“纯净物”或“混合物”) 基础达标 1．（2024•福建）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是（　　） A． B． C． D． 2．实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，需要用到下列的一组仪器是（　　） A．试管、酒精灯、带胶塞的导管、集气瓶、铁架台 B．酒精灯、水槽、试管、集气瓶、玻璃片 C．集气瓶、铁架台、试管、带胶塞的导管、玻璃片 D．铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片 3．（2025·四川成都·中考真题）高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是 A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 4. 下列有关高锰酸钾制氧气实验中有关实验操作叙述不正确的是 A．实验时，要先检查装置气密性 B．试管口要塞棉花，防止高锰酸钾粉末通过导管进入水槽 C．试管口略向上倾斜 D．加热时，要先预热，再集中加热 5．工业制取氧气主要有下列步骤，将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： 下列有关说法正确的是（　　） A．以上步骤①②③涉及有化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点高 C．上述变化中，气体分子结构没变 D．蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 6．下列有关实验操作的“先”与“后”的说法正确的是（　　） A．制取气体时，先装药品，后检查装置气密性 B．加热高锰酸钾并用排水法收集氧气结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管 C．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热 D．排水集气法收集氧气结束时，先把集气瓶拿出水面，后盖上玻璃片 7．下列关于催化剂的说法中，正确的是（　　） A．在化学反应中，催化剂的质量和性质都不改变 B．对一个反应来说催化剂具有唯一性 C．在氯酸钾分解过程中加入高锰酸钾能够加快反应，所以高锰酸钾是此反应的催化剂 D．同一个反应可以有不同的催化剂 8．实验室常利用高锰酸钾制取氧气。下列各物理量随加热时间的变化关系图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 9．现有甲、乙两种质量相等的固体，其中甲是纯净的氯酸钾，乙是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将甲、乙固体分别放入试管中，并在两个相同规格的酒精灯上同时加热制取氧气。当甲、乙均完全反应后，下列图像能正确反映得到氧气的质量m与所用时间t的关系的是（　　） A． B． C． D． 10．（2024•临沂）如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是 　 　（填序号），该反应的化学方程式是 　 　。 11．如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 （1）除去灰尘后的洁净空气属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）流程中横线上应填写的物质是 　 　。 （3）利用液氧和液氮的 　 　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 （4）写出工业制氧气的优点 　 　（写一条）。 12．（2025·四川南充·期中）实验课上，同学们利用如图所示装置进行气体制备。 (1)写出图中仪器b的名称： 。 (2)实验室用A装置制取氧气的符号表达式为 。 (3)用F装置排气法收集氧气，则检验氧气是否收集满的方法： 。 综合应用 1.（2024•四川乐山）氧气是人类活动必需的物质之一，下列与实验室制取氧气有关的装置或操作错误的是（　　） A．分解过氧化氢制取 B．加热氯酸钾制取 C．干燥 D．验满 2. 下列关于二氧化锰的说法正确的是（　　）。 A．如果不加二氧化锰，过氧化氢不会分解 B．只有二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂 C．如果不加二氧化锰，过氧化氢分解的速率很慢，产生的氧气量不变 D．在所有的化学反应前后，二氧化锰的质量和性质都保持不变 3．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 4．下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　） A．①③⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．①②③④ 5．（2024•扬州）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是（　　） A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 6. 分别向a､b两支试管中加入等体积､等质量分数的过氧化氢溶液，其中a试管加有少量二氧化锰固体（均完全反应）｡下列关于两支试管中产生氧气的质量与反应时间的关系图正确的是 A． B． C． D． 7. （2025•四川巴中期末）某兴趣小组用15%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（　　） A．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 B．对比图1、2可知，图1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 C．对比图3、4可知，温度会影响化学反应速率 D．对比图1、4可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 8．（2025·北京西城·期末）利用下图1装置研究过氧化氢的反应，所得结果如下图2所示，下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．对比c点利e点可以验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 C．对比b点和e点不能验证反应速率与过氧化氢溶液的浓度有关 D．该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 9．根据如图所示装置，回答下列问题： （1）写出标有编号仪器的名称①　 　，②　 　。 （2）实验室用过氧化氢溶液制氧气时，应选用的发生装置是（填字母，下同） 　 　，收集装置是 　 　。发生反应的文字表达式为 　 　，该反应的基本反应类型是 　 　。 （3）如果用高锰酸钾制氧气时在试管口放一团棉花的作用是 　 　。 （4）加热氯酸钾用排水法开始收集氧气的适宜时刻是 　 　；当看到 　 　时证明氧气收集满了。 （5）停止加热时应先 　 　，然后 　 　，原因是 　 。 10．（2025·广东广州·期中）请根据下列实验装置图回答问题： (1)写出指定仪器的名称：b 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气时应选用 (填字母标号)做气体发生装置，还需对装置进行的改进是 ；写出该方法制取氧气的化学反应方程式 。 (3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，该反应的发生装置可以选择B或C，装置B与C相比，B的优点是 。该方法制取氧气的化学反应方程式为 。 (4)若用E装置采用排空气法收集氧气，则氧气从 口(填c或d)进入。 (5)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)。常温下氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气(NH3)极易溶于水。制取并收集氨气(NH3)，应该从图中选择的发生装置和收集装置是 。 拓展培优 1．（2025·江苏扬州·中考真题）某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是 A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响 B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行 C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利 D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解 2．（2025·河北保定·期中）某化学兴趣小组的同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾，开展氧气的实验室制取的研究。请结合下列实验装置，回答有关问题。 【查阅资料】浓硫酸具有很强的吸水性，能吸收氧气中的水蒸气从而得到干燥的氧气。 (1)写出图中标有序号①的仪器名称： 。 (2)根据所给的试剂，在实验室里选择一种节能环保、操作简便的方法制取氧气，应选用的发生装置是 (填 “甲”或“乙”)。 (3)若选择乙、丙、丁装置组合制取并收集一瓶干燥的氧气，则正确的连接顺序为a接 ， 接 。验满的操作为 。 (4)实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 。 (5)通过查阅资料得知：实验室用固体石灰石和液体稀盐酸在常温下制取二氧化碳，则发生装置应选择 。 3．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。 (1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。 (2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2g氧化铁 7.0mL 560s ② 2g土豆 7.0mL 180s ③ 2g生姜 5.1mL 180s (3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。 A．食品在冰箱中保存不易变质 B．燃煤发电时，把煤块粉碎 C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$