课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时（同步讲义）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

专题3 空气、氧气、二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 怎样获得氧气 教学目标 1．了解工业制取氧气和实验室制取氧气的方法。 2．学会仪器的连接和装置气密性的检查。 3．了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用； 4．掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、注意事项等。 5．初步了解实验室制取气体的一般思路。 重点和难点 重点：实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。催化剂和催化作用。 难点：催化剂和催化作用。 ◆知识点一 工业制备氧气 1．要求：要考虑原料是否 、成本是否 、能否 以及对环境的影响等 2．方法： 3．原理：利用 不同。 4．过程：在低温和高压条件下，使空气转变为液态再蒸发。气 ，然后 ，液态氮的沸点比液态氧的沸点 ， 先蒸发出来，余下主要是 。 5．贮存：通常将氧气压缩贮存在 中。 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。 即学即练 1．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是 A．液态空气是混合物 B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 C．步骤②属于化学变化 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 ◆知识点二 仪器的连接和装置气密性检查 1.连接仪器 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 操作 玻璃管一端 ， 插入 玻璃管一端 ， 插入 塞入 图示 2.装置气密性检查 步骤：连接好装置，先将导管的 中，再用手 ，一段时间后导管口 ，且松手后，导管内形成 ，则装置气密性良好。 特别提醒： 1． 连接仪器，关键掌握两个字“润、转”，即玻璃管口要用水润湿减小阻力，玻璃管或橡皮塞应转动插入。 2． 仪器组装的顺序是：从左到右，由下而上。 3． 装置气密性检查时，一定要先将导管浸入水中，再握住试管，切记步骤不能反，否则导管口会看不到气泡。 即学即练 1．如图检查装置气密性的操作，其正确操作的顺序是 (用数字序号填空)。 ①把装置连接好；②两手紧贴容器的外壁；③导管口有气泡冒出；④把导管的一端浸在水里；⑤如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀 ◆知识点三 分解过氧化氢制取氧气 实验探究：过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 实验步骤 （1）用量筒量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶 液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。 （2）另取一支试管，加入少量二氧化锰， 再量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管 中，然后将带火星的木条伸入试管。 实验现象 步骤（1）中木条不复燃，步骤（2）中木条复燃 实验结论 1．试剂：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2） 过氧化氢溶液俗名 “ ”，是一种 色溶液，过氧化氢在 下可以分解放出氧气；实验室用过氧化氢溶液分解制取氧气时，通常会加入少量 ，二氧化锰是 色粉末。 2．原理： 文字表达式： 符号表达式： 3．催化剂和催化作用： （1）定义：在化学反应中能够 化学反应的速率，而本身的 和 在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做 。 （2）特点：“一变两不变” “一变”： ； “两不变”：本身的 和 （3）如何证明催化剂在反应前后质量和化学性质不变？ ①证明反应前后质量不变：实验前先称量催化剂质量，实验后分离出催化剂再称量， ，质量相等说明催化剂在反应前后的质量不变。 ②证明反应前后化学性质不变：进行 ，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 特别提醒： 1.催化剂不能改变生成物的质量； 2.催化剂不是反应物也不是生成物； 3.催化剂的物理性质在化学反应前后可能会变化。 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中可能会变化； 即学即练 1. 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 ◆知识点四 加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气 1. 试剂和反应原理 方法 高锰酸钾制取氧气 氯酸钾制取氧气 试剂 高锰酸钾： 色固体 氯酸钾： 色固体 反应表达式 2. 实验探究：加热高锰酸钾制取氧气 （1）查：连接仪器装置，检查 ； （2）装：在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口 ； （3）定：以 的顺序搭建装置，将试管固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热； （先在试管底部来回移动 ，然后集中加热高锰酸钾）； （5）收：待导管口出现 后，将导管伸入集气瓶，用排水法收集氧气； （6）移：集气瓶中水全部排出后，用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶放于桌面，将导管移出水槽（防止 ）； （7）熄：熄灭酒精灯。 “查、装、定、点、收、移、熄”七个步骤可谐音记忆为：“茶庄定点收利息”（每个字对应一个步骤）。 3. 氧气的收集方法： （1） ：依据氧气的密度比空气略大，且不与空气反应。 （2） ：依据氧气不易溶于水，且不与水反应。 4. 氧气的验满： （1）用排水法收集：集气瓶中的水排完，瓶口有气泡往外冒出，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将 木条放在 ，木条复燃，证明已收集满。 特别提醒： 高锰酸钾制取氧气注意点： 1.试管口 ，目的是防止加热时 ，堵塞导管。氯酸钾制取氧气时试管口不需要放玻璃棉。 2.试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。 3.导管口开始冒气泡时不能收集，因为开始时排出的是装置内的 ，需待导管口出现稳定气流后收集。 4.实验结束时先将导气管移出水面，再熄灭酒精灯，防止 。 即学即练 1．规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 2．实验是学习化学的重要途径。根据下列装置回答问题： (1)仪器①的名称是 。 (2)检查装置气密性是在添加药品 (填“前”或“后”)。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气，其反应的符号表达式是 ，可选用的发生装置是 (填装置序号)。 (4)若用D装置收集O2，验满的方法是 。若用C装置收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有 ；实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是 。 一、连接仪器、检查装置气密性 1.玻璃管插入橡胶管或橡皮塞时，玻璃管一端 ，转动插入； 2.橡胶塞塞入试管时，需 塞入。 3. 检查装置的气密性： 装置 示意图 操作方法 简单装置 连接好仪器，将 ，用手 ，一段时间后导管口 ，且松手后，导管内会形成 ，说明装置气密性良好。 带长颈漏斗的装置 连接好仪器，向长颈漏斗中 ， ，当缓慢 活塞时，长颈漏斗的下端管口处有 ，当缓慢 时，长颈漏斗中 ，说明装置气密性良好。 连接好仪器，向长颈漏斗内加水 ，用 ， 向长颈漏斗中 ，一段时间后，长颈漏斗中 ，说明装置气密性良好。 带分液漏斗的装置 在右侧导管口连接乳胶管，用弹簧夹夹住乳胶管，关闭分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入少量水，打开活塞， ，说明装置气密性良好。 实践应用 1．检查装置气密性时，应先完成的操作是 （填序号）。 A．双手捂住容器外壁 B．导管一端伸入水中，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是 （填序号，下同），过一会松手后可观察到的现象是 。 选项 A B C 现象较大图 2．用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到 A．瓶中液面明显上升 B．长颈漏斗内液面上升 C．瓶内气体分子间的间隔变小 D．长颈漏斗下端管口产生气泡 二、催化剂和催化作用 1．催化剂：在化学反应中能改变化学反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。 2．“一变两不变”： 改变， 、 不变； 3．设计实验证明某物质是某反应的催化剂 （1）证明 ： 相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验； （2）证明本身 在反应前后没有改变： 实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次，比较两次称量的质量相等； （2）证明本身 在反应前后没有改变： 将分离出来的物质再进行重复实验（1）的操作，观察是否还能改变反应速率。 实践应用 1．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 2．结合下图实验，下列说法不正确的是 A．该实验证明O2可以支持燃烧 B．实验③带火星的木条复燃且MnO2质量不变 C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量 D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度 三、实验室制取氧气 1．实验室制取氧气的方法 （1）分解过氧化氢制取氧气 （2）加热高锰酸钾制氧气 （3）加热氯酸钾制氧气 2. 高锰酸钾制取氧气 （1）实验步骤：查、装、定、点、收、移、熄 （2）注意点： ①试管口 ，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管破裂。 ②插入试管内的导管只能微露出橡皮塞，不能伸入太长，便于 。 ③试管口 ，防止试管内固体粉末进入导管。 ④等导管口出现 后开始收集。 ⑤实验结束， 把导气管从水槽中移出， 熄灭酒精灯。（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂） （3）氧气收集方法： （氧气不易溶于水）； （氧气密度比空气略大） （3）检验和验满： 检验：用带火星的木条伸入集气瓶 ，若木条复燃，说明是氧气； 验满：用带火星的木条放在集气瓶 ，若木条复燃，证明已满。 实践应用 1．如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 2．如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出仪器名称：① ② ③ ④ 。 (2)实验室采用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是 （填序号，下同），试管口还要塞一团棉花，目的是 。 (3)收集一瓶较为干燥的氧气应选用的收集装置为 （填代号），收集满氧气的集气瓶应 （填“正”或“倒”）放在桌面上，检验氧气是否收集满的方法是 。若用排水法收集氧气时，当观察到气泡 时才开始收集，否则收集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先 ，再 ，其目的是 。 考点一 工业制取氧气 【例1】关于工业制氧气的说法不正确的是 A．利用的是氧气和氮气的密度不同 B．物理变化 C．工业上用蒸发分离液态空气法获得氧气，在实验室不适用 D．过程中先蒸发出的是液氮 解题要点 工业上制取氧气采用分离液态空气的方法，利用液态氧和液态氮的沸点不同（液态氮的沸点比液态氧的沸点低），是物理变化。 【变式1-1】工业上制取氧气主要有下列步骤： (1)从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)工业上采用该方法制氧气，这一变化属于 变化(填“物理”或“化学”)。 【变式1-2】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： 下列有关说法不正确的是 A．以上步骤①②③不涉及化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点低 C．步骤②得到的剩余液体为淡蓝色 D．储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 考点二 连接仪器、检查装置气密性 【例2】在实验室中进行化学实验，在仪器、装置连接的过程中操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 A．A B．B C．C D．D 解题要点 连接仪器时，关键在于湿润和旋转插入，玻璃管口一定要沾水湿润，减小阻力。检查气密性时，一定要先将导管浸入水中，再用手握紧试管，否则看不到气泡，松手后，导管口有一段水柱，证明气密性良好。 【变式2-1】实验室制取气体前需检查装置气密性，操作如图。下列实验过程中的现象不能确定装置气密性好的是 A． B． C． D． 【变式2-2】下图实验操作错误的是 A．玻璃管插入胶塞 B．玻璃管套上乳胶管 C．检查装置气密性 D．橡胶塞塞住试管 考点三 实验室制取氧气 【例3】实验室拟用下列装置来制取气体： (1)写出有标号仪器的名称：① ，② ； (2)用过氧化氢和二氧化锰制氧气的符号表达式为 ，发生装置选择 。要收集纯度较高的氧气，宜选用的收集装置是 ；检验该气体的方法是 。 (3)用高锰酸钾制氧气的符号表达式为 ，若选A装置应该改进的地方为 ，其目的是 。 (4)在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，同时生成硫酸钠和水。实验时应选用的发生装置是 ；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用 收集 解题要点 1. 书写文字表达式和符号表达式时条件不能忘记，切不可将“加热”写成“点燃”； 2. 过氧化氢制取氧气用固液不加热型发生装置，高锰酸钾和氯酸钾制氧气用固体加热型装置； 3. 高锰酸钾制取氧气时试管口塞一团玻璃棉，而氯酸钾制氧气则不需要； 4. 重点关注实验操作中的先后顺序：先检查装置气密性后加药品；先预热后固定加热；实验结束先从水中移出导管后熄灭酒精灯。 【变式3-1】如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【变式3-2】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 考点四 催化剂和催化作用 【例4】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 解题要点 1. 抓住催化剂的特点“一变二不变”，改变“化学反应速率”，“自身的质量和化学性质”不变。 2．催化剂的化学性质在反应前后不变，物理性质可能会改变。 3．催化剂的质量和化学性质是在“反应前后”不变，反应过程中会发生改变。 【变式4-1】下列有关催化剂的说法正确的是 A．催化剂一定加快反应速率 B．一种催化剂只能催化一种反应 C．使用催化剂可以增加产量 D．催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用 【变式4-2】某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是 A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解 B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解 C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变 D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量 基础达标 1．一氧化氮气体是一种无色气体，密度比空气大，能与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体，难溶于水，实验室收集一氧化氮可采用的方法是 A．向上排空气法 B．向下排空气法 C．排水法 D．向上排空气法和排水法 2．（2025·吉林长春·二模）正确连接仪器、装置是进行化学实验的重要环节。下列仪器、装置连接的过程中，操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 3．下列有关化学反应速率和催化剂的说法错误的是 A．MnO2是催化剂，催化剂都能加快化学反应速率 B．某些化学反应可以有多种催化剂 C．相同质量的木炭粉和块状木炭分别在氧气中燃烧，前者反应更快 D．催化剂在反应前后本身质量和化学性质不变 4．（23-24九年级上·上海杨浦·期中）用3%双氧水与二氧化锰制取氧气，装置如图，下列说法正确的是 A．加入的双氧水应浸没分液漏斗下端 B．控制双氧水水滴加速率，能使反应较平稳进行 C．此收集方法是向下排空气法 D．在导气管上添加弹簧夹，便于收集气体 5．（23-24九年级上·上海奉贤·期中）实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有 ①反应都需加热 ②采用均可改变其反应速率 ③两种方法所需仪器相同 ④都利用含氧化合物分解来达到目的。 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 6．实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作正确的是 A．加热KMnO4制O2    B．排水法收集O2    C．O2与铁丝反应   D．O2与硫反应   7. 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，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 8．实验室制取某些气体的装置如图，下列说法错误的是    A．装置①和④组合可以用于高锰酸钾制取氧气 B．装置②和⑤组合可以用于过氧化氢溶液制取氧气 C．装置①和③组合可以用于氯酸钾制取氧气 D．装置②可以随时添加液体药品 9．实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。      (1)若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，可选用 装置。反应的文字表达式是 ；二氧化锰是反应的 。若用高锰酸钾制氧气则A如何改进 。 (2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，反应的文字表达式是 ，在加试剂之前的操作是 。 (3)若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体收集装置中的 (填装置序号)。 10．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”) 11．常用实验室制取氧气的方法有：a．加热氯酸钾和二氧化锰粉末；b．加热高锰酸钾固体；c．用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢溶液分解产生氧气。 (1)写出如图中指定仪器的名称：① ；② ；③ 。 (2)请仔细分析上图中装置A的特点，推测该装置可用于上述制氧气方法的有 （填a、b或c）。 (3)采用方法c制取氧气应该选用的气体发生装置是上图中的 （填“A”或“B”）。 (4)利用装置A制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是 ；利用装置B制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是 ；若将装置B中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗其优点是 。 (5)用装置A方法收集氧气时，当气泡 再开始收集，收集满氧气后，应用玻璃片盖住集气瓶口，并且应 （填“正放”或“倒放”）在桌上。 (6)分别写出用A装置制取氧气的符号表达式① ；② 。 综合应用 12．（23-24九年级上·上海浦东新·期中）下列检验装置气密性实验中漏气的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 13. 如图为初中化学常见气体的发生和收集装置，有关这些装置用途的说法正确的是 查阅资料：a.二氧化碳密度比空气大，实验室制取二氧化碳可用块状大理石与稀盐酸反应。 b.氢气难溶于水，氧气不易溶于水，氨气极易溶于水 A．装置I、V的组合可作为实验室利用氯酸钾制取氧气的装置 B．装置Ⅱ、V的组合可作为实验室制取二氧化碳的装置 C．能否选用装置Ⅲ或IV来收集气体，只需要考虑气体的密度 D．装置V可以用于收集氢气、氧气、氨气等气体 14. 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．（　　） ①② B．②③ C．全部 D．①②④ 15．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”，下列说法正确的是    A．反应产生的氧气支持燃烧，可以作燃料 B．加发泡剂和催化剂后反应减缓了 C．反应前后催化剂的质量不变 D．没有催化剂过氧化氢不会分解 16．下图是实验室制取氧气的部分装置，回答下列问题。 (1)实验室可以用加热高锰酸钾固体制取氧气，气体发生装置如图A所示，试管口略向下倾斜的原因是 。在试管口放一小团棉花的原因是 。小刚同学用AC装置制取一瓶氧气，给试管加热，当导管口产生 气泡时，再把导管伸入集气瓶口。待瓶口有 冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，移出水槽， 放在实验台上，将导管从水下移出，再停止加热。 (2)用BD装置制取一瓶氧气，反应的化学方程式为 。D装置中导管口伸到瓶底的目的是 ，验满的方法是 。 (3)用E装置收集某气体，则该气体具有的性质是 。 拓展培优 17．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 18．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 (1)实验原理：图2中发生反应的文字表达为 。 (2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。 (3)实验结论：二氧化锰能 过氧化氢分解的速率。 (4)某小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 常温 持续产生气泡，速率较慢， 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 ① 对过氧化氢溶液分解催化效果更好。若要证明红砖粉能作过氧化氢分解的催化剂还需验证在反应前后红砖粉的 和 不变。 ②能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 ③在一定温度下，另取1g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因 。 19. 化学探究小组对“ 分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”及“有没有其它物质在此反应中有没有相同作用”产生了兴趣。 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果是否比二氧化锰好呢? 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥后送到化学研究所测定。 所得固体质量为ag，成分为氧化铁。 Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 【实验结论】 (1)A中产生的气体是 。 (2)实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂； 【实验评价】 (3)实验设计Ⅳ的目的是 。 (4)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 。 【实验拓展】 (5)查阅资料得知，CuO、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 A．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂只能加快化学反应的速率 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 19 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 空气、氧气、二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 怎样获得氧气 教学目标 1．了解工业制取氧气和实验室制取氧气的方法。 2．学会仪器的连接和装置气密性的检查。 3．了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用； 4．掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、注意事项等。 重点和难点 重点：实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。催化剂和催化作用。 难点：催化剂和催化作用。 ◆知识点一 工业制备氧气 1．要求：要考虑原料是否易得、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等 2．方法：分离液态空气法 3．原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 4．过程：在低温和高压条件下，使空气转变为液态再蒸发。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，余下主要是液态氧。 5．贮存：通常将氧气压缩贮存在蓝色的钢瓶中。 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。 即学即练 1．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是 A．液态空气是混合物 B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 C．步骤②属于化学变化 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 【答案】C 【详解】A、液态空气中含有液态氧气、液态氮气、液态二氧化碳等，属于混合物，故A不符合题意； B、氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，故B不符合题意； C、步骤②中是从液态空气中蒸发出氮气，没有新物质生成，属于物理变化，故C符合题意； D、得到的剩余液体大部分为液氧，液氧呈淡蓝色，故D不符合题意。 故选C。 ◆知识点二 仪器的连接和装置气密性检查 1.连接仪器 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 操作 玻璃管一端用水湿润，转动插入 玻璃管一端用水湿润，转动插入 旋转塞入 图示 2.装置气密性检查 步骤：连接好装置，先将导管的一端浸入水中，再用手握紧试管，一段时间后导管口冒出气泡，且松手后，导管内形成一段水柱，则装置气密性良好。 特别提醒： 1．连接仪器，关键掌握两个字“润、转”，即玻璃管口要用水润湿减小阻力，玻璃管或橡皮塞应转动插入。 2．仪器组装的顺序是：从左到右，由下而上。 3．装置气密性检查时，一定要先将导管浸入水中，再握住试管，切记步骤不能反，否则导管口会看不到气泡。 即学即练 1．如图检查装置气密性的操作，其正确操作的顺序是 (用数字序号填空)。 ①把装置连接好；②两手紧贴容器的外壁；③导管口有气泡冒出；④把导管的一端浸在水里；⑤如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀 【答案】①④②⑤③ 【详解】检查装置气密性的操作为把装置连接好，然后把导管的一端浸在水里，再用两手紧贴容器外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，浸没在水里的导管口有气泡冒出，因此正确的顺序是：①④②⑤③。 ◆知识点三 分解过氧化氢制取氧气 实验探究：过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 实验步骤 （1）用量筒量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶 液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。 （2）另取一支试管，加入少量二氧化锰， 再量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管 中，然后将带火星的木条伸入试管。 实验现象 步骤（1）中木条不复燃，步骤（2）中木条复燃 实验结论 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 1．试剂：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；实验室用过氧化氢溶液分解制取氧气时，通常会加入少量二氧化锰，二氧化锰是黑色粉末。 2．原理： 文字表达式：过氧化氢 水+ 氧气二氧化锰 MnO2 符号表达式： H2O2 H2O + O2↑ 3．催化剂和催化作用： （1）定义：在化学反应中能够改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 （2）特点：“一变两不变” “一变”：化学反应的速率； “两不变”：本身的质量和化学性质 （3）如何证明催化剂在反应前后质量和化学性质不变？ ①证明反应前后质量不变：实验前先称量催化剂质量，实验后分离出催化剂再称量，比较实验前后两次称量的质量，质量相等说明催化剂在反应前后的质量不变。 ②证明反应前后化学性质不变：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。 特别提醒： 1.催化剂不能改变生成物的质量； 2.催化剂不是反应物也不是生成物； 3.催化剂的物理性质在化学反应前后可能会变化。 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中可能会变化； 即学即练 1. 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 【答案】B 【解析】A、催化剂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没有发生变化，故选项说法正确； B、在化学反应中一个化学反应可能有几种催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气的催化剂可以是二氧化锰，也可以是硫酸铜、氧化铁等，故选项说法不正确； C、根据催化剂的特点“一变两不变”，在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变，故选项说法正确； D、催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故选项说法正确。 故选B。 ◆知识点四 加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气 1. 试剂和反应原理 方法 高锰酸钾制取氧气 氯酸钾制取氧气 试剂 高锰酸钾：暗紫色固体 氯酸钾：白色固体 反应表达式 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气△ 加热 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 二氧化锰 加热 氯酸钾 氯化钾 +氧气 MnO2 △ KClO3 KCl + O2 2. 实验探究：加热高锰酸钾制取氧气 （1）查：连接仪器装置，检查装置的气密性； （2）装：在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放一团玻璃棉； （3）定：以从下到上、从左到右的顺序搭建装置，将试管固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热； （先在试管底部来回移动预热，然后集中加热高锰酸钾）； （5）收：待导管口出现稳定气流后，将导管伸入集气瓶，用排水法收集氧气； （6）移：集气瓶中水全部排出后，用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶放于桌面，将导管移出水槽（防止水倒吸进热的试管，使试管炸裂）； （7）熄：熄灭酒精灯。 “查、装、定、点、收、移、熄”七个步骤可谐音记忆为：“茶庄定点收利息”（每个字对应一个步骤）。 3. 氧气的收集方法： （1）向上排空气法：依据氧气的密度比空气略大，且不与空气反应。 （2）排水法：依据氧气不易溶于水，且不与水反应。 4. 氧气的验满： （1）用排水法收集：集气瓶中的水排完，瓶口有气泡往外冒出，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，木条复燃，证明已收集满。 特别提醒： 高锰酸钾制取氧气注意点： 1.试管口放一团玻璃棉，目的是防止加热时粉末进入导管，堵塞导管。氯酸钾制取氧气时试管口不需要放玻璃棉。 2.试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。 3.导管口开始冒气泡时不能收集，因为开始时排出的是装置内的空气，需待导管口出现稳定气流后收集。 4.实验结束时先将导气管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流炸裂试管。 即学即练 1．规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【答案】B 【详解】A、先检查装置的气密性，再将药品装入试管，防止因装置漏气而浪费药品，故说法不正确； B、加热时，先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热，防止试管因受热不均而炸裂，故说法正确； C、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故说法不正确； D、实验完毕，应先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，可防止水倒吸，炸裂试管，故说法不正确。 故选B。 2．实验是学习化学的重要途径。根据下列装置回答问题： (1)仪器①的名称是 。 (2)检查装置气密性是在添加药品 (填“前”或“后”)。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气，其反应的符号表达式是 ，可选用的发生装置是 (填装置序号)。 (4)若用D装置收集O2，验满的方法是 。若用C装置收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有 ；实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是 。 【答案】(1)集气瓶 (2)前 (3) A (4) 将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃 水蒸气 防止水倒吸入试管中，使试管炸裂 【详解】（1）仪器①的名称是集气瓶； （2）检查装置气密性是在添加药品前，以免装置漏气浪费药品； （3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：，该反应需要加热，可选用的发生装置是A； （4）氧气具有助燃性，且密度比空气大，用D装置收集O2，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃；C装置是排水法收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有水蒸气，实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是防止水倒吸入试管中，使试管炸裂。 一、连接仪器、检查装置气密性 1.玻璃管插入橡胶管或橡皮塞时，玻璃管一端用水润湿，转动插入； 2.橡胶塞塞入试管时，需旋转塞入。 3. 检查装置的气密性： 装置 示意图 操作方法 简单装置 连接好仪器，将导管一端放入水中，用手握紧试管，一段时间后导管口冒出气泡，且松手后，导管内会形成一段水柱，说明装置气密性良好。 带长颈漏斗的装置 连接好仪器，向长颈漏斗中注水，没过下端管口，当缓慢拉注射器活塞时，长颈漏斗的下端管口处有气泡冒出，当缓慢推注射器时，长颈漏斗中液面上升，说明装置气密性良好。 连接好仪器，向长颈漏斗内加水至漏斗下端管口浸没在水中，用弹簧夹夹紧乳胶管，继续向长颈漏斗中加水，一段时间后，长颈漏斗中液面不下降，说明装置气密性良好。 带分液漏斗的装置 在右侧导管口连接乳胶管，用弹簧夹夹住乳胶管，关闭分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入少量水，打开活塞，水不往下流，说明装置气密性良好。 实践应用 1．检查装置气密性时，应先完成的操作是 （填序号）。 A．双手捂住容器外壁 B．导管一端伸入水中，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是 （填序号，下同），过一会松手后可观察到的现象是 。 选项 A B C 现象较大图 【答案】B B C 【详解】检查装置气密性时，先将导管一端伸入水中，后用双手捂住容器外壁，利用手上的热量使试管内的气体膨胀，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处有气泡冒出，即现象较大图的B，过一会松手后可观察到导管末端上升一段水柱，且不下降，即现象较大图的C；故答案为：B；B；C。 2．用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到 A．瓶中液面明显上升 B．长颈漏斗内液面上升 C．瓶内气体分子间的间隔变小 D．长颈漏斗下端管口产生气泡 【答案】B 【详解】如果装置气密性良好，当缓慢推动活塞时，瓶内压强大于外界大气压，故长颈漏斗内的液面上升。瓶内气体分子间隔变小，但分子很小，观察不到。 故选B。 二、催化剂和催化作用 1．催化剂：在化学反应中能改变化学反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。 2．“一变两不变”：反应速率改变，质量、化学性质不变； 3．设计实验证明某物质是某反应的催化剂 （1）证明能否改变化学反应速率： 相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验； （2）证明本身质量在反应前后没有改变： 实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次，比较两次称量的质量相等； （2）证明本身化学性质在反应前后没有改变： 将分离出来的物质再进行重复实验（1）的操作，观察是否还能改变反应速率。 实践应用 1．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 【答案】B 【解析】A、催化剂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没有发生变化，故选项说法正确； B、在化学反应中一个化学反应可能有几种催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气的催化剂可以是二氧化锰，也可以是硫酸铜、氧化铁等，故选项说法不正确； C、根据催化剂的特点“一变两不变”，在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变，故选项说法正确； D、催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故选项说法正确。 故选B。 2．结合下图实验，下列说法不正确的是 A．该实验证明O2可以支持燃烧 B．实验③带火星的木条复燃且MnO2质量不变 C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量 D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度 【答案】C 【详解】A、带火星的木条复燃，说明氧气可以支持燃烧，故A正确； B、实验③中过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加快了过氧化氢的分解，产生的氧气使带火星的木条复燃，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，故B正确； C、该实验能说明二氧化锰能加快过氧化氢分解，但无法说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量，故C错误； D、实验①带火星的木条不复燃，实验③带火星的木条复燃，实验①的反应速率比实验③的慢，从而说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度，故D正确。 故选C。 三、实验室制取氧气 1．实验室制取氧气的方法 （1）分解过氧化氢制取氧气 过氧化氢水＋氧气； H2O2 H2O + O2↑ （2）加热高锰酸钾制氧气 高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气； KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （3）加热氯酸钾制氧气 氯酸钾 氯化钾 + 氧气；KClO3 KCl + O2二氧化锰 △ MnO2 △ 2. 高锰酸钾制取氧气 （1）实验步骤：查、装、定、点、收、移、熄 （2）注意点： ①试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管破裂。 ②插入试管内的导管只能微露出橡皮塞，不能伸入太长，便于气体的导出。 ③试管口塞一团玻璃棉，防止试管内固体粉末进入导管。 ④等导管口出现稳定气流后开始收集。 ⑤实验结束，先把导气管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂） （3）氧气收集方法：排水法（氧气不易溶于水）；向上排空气法（氧气密度比空气略大） （3）检验和验满： 检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气； 验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 实践应用 1．如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【答案】D 【详解】A、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确； B、氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中所示操作正确； C、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； D、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误。 故选D。 2．如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出仪器名称：① ② ③ ④ 。 (2)实验室采用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是 （填序号，下同），试管口还要塞一团棉花，目的是 。 (3)收集一瓶较为干燥的氧气应选用的收集装置为 （填代号），收集满氧气的集气瓶应 （填“正”或“倒”）放在桌面上，检验氧气是否收集满的方法是 。若用排水法收集氧气时，当观察到气泡 时才开始收集，否则收集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先 ，再 ，其目的是 。 【答案】(1) 试管 酒精灯 集气瓶 水槽 (2) A 为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 (3) D 正 将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气 连续、均匀的冒出 (4) 撤离导管 熄灭酒精灯 防止水倒流引起试管炸裂 【详解】（1）仪器①是试管，仪器②是酒精灯，仪器③是集气瓶，仪器④是水槽； （2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，由于反应需要加热且反应物是固体，所以发生装置应选：A； 实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口还要塞一团棉花，目的是为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管； （3）氧气的密度比空气大且不溶于水，可用向上排空气法和排水法收集氧气，收集一瓶较为干燥的氧气应选用的收集装置为向上排空气法，故选：D； 由于氧气的密度比空气大，收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上；检验氧气是否集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气； 若用排水法收集氧气时，当观察到气泡连续、均匀的冒出时才开始收集，否则收集的氧气不纯； （4）在结束实验时应先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是防止水倒流引起试管炸裂。 考点一 工业制取氧气 【例1】关于工业制氧气的说法不正确的是 A．利用的是氧气和氮气的密度不同 B．物理变化 C．工业上用蒸发分离液态空气法获得氧气，在实验室不适用 D．过程中先蒸发出的是液氮 【答案】A 【详解】A. 工业制氧气是以空气为原料，先将空气净化、液化，然后利用氧气和氮气的沸点不同使液氮与液氧分离，此选项错误；     B. 工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化，此选项正确； C. 工业上用蒸发分离液态空气法获得氧气，实验室不具备分离液态空气法制取氧气的条件，在实验室不适用，此选项正确；     D. 氮气的沸点低，过程中先蒸发出的是液氮，此选项正确。 故选A。 解题要点 工业上制取氧气采用分离液态空气的方法，利用液态氧和液态氮的沸点不同（液态氮的沸点比液态氧的沸点低），是物理变化。 【变式1-1】工业上制取氧气主要有下列步骤： (1)从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)工业上采用该方法制氧气，这一变化属于 变化(填“物理”或“化学”)。 【答案】(1)低 (2)混合物 (3)物理 【详解】（1）步骤②中，首先蒸发出的是氮气，从液态到气态，沸点低的先气化出来，氮气先蒸发出来，所以态氮的沸点比液态氧的沸点低； （2）液态空气除去氮气得到“工业液氧”，空气中除氮气和氧气外还含有稀有气体、二氧化碳等，所以“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等，是混合物； （3）工业上制取氧气采用的分离液态空气法，是利用液态氧与液态氮的沸点不同，将氮气分离出来，由于分离过程中没有生成其他物质，属于物理变化。 【变式1-2】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： 下列有关说法不正确的是 A．以上步骤①②③不涉及化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点低 C．步骤②得到的剩余液体为淡蓝色 D．储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 【答案】D 【详解】A.工业制取氧气方法是分离液态空气法，工业制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化；正确； B.由图示可知，氮气先蒸发出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低；正确； C.氮气与氧气的沸点不同，氮气沸点低，先汽化，因此，剩余的液体主要是液氧，液氧是淡蓝色的；正确； D.储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物；错误。 故选：D。 考点二 连接仪器、检查装置气密性 【例2】在实验室中进行化学实验，在仪器、装置连接的过程中操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、连接玻璃管和乳胶管时，先把玻璃管口用水湿润，然后稍稍用力即可把玻璃管插入乳胶管，图示操作正确，不符合题意； B、把玻璃管插入带孔橡胶塞时，先把玻璃管口用水湿润，然后对准橡胶塞上的孔稍稍用力转动，将其插入，图示操作正确，不符合题意； C、用橡胶塞塞住试管时，应左手拿试管，右手拿橡胶塞，把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，图示操作错误，符合题意； D、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好，图示操作正确，不符合题意。 故选C。 解题要点 连接仪器时，关键在于湿润和旋转插入，玻璃管口一定要沾水湿润，减小阻力。检查气密性时，一定要先将导管浸入水中，再用手握紧试管，否则看不到气泡，松手后，导管口有一段水柱，证明气密性良好。 【变式2-1】实验室制取气体前需检查装置气密性，操作如图。下列实验过程中的现象不能确定装置气密性好的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、用手紧握试管壁，烧杯内有气泡产生，则证明气密性良好，故能判断气密性是否良好，故选项不符合题意； B、导管内外液面一致，试管内外气压一致，可能是装置漏气，故选项符合题意； C、表示松开手后，试管内气压变小，水倒吸入导管，表明气密性好，故选项不符合题意； D、导管内液面低于烧杯内液面，试管内的气压大于外界气压，表明气密性好，故选项不符合题意。 故选B。 【变式2-2】下图实验操作错误的是 A．玻璃管插入胶塞 B．玻璃管套上乳胶管 C．检查装置气密性 D．橡胶塞塞住试管 【答案】D 【详解】A、把玻璃管插入带孔橡皮塞时，先把玻璃管一端用水润湿，然后稍用力转动，使它插入，图示操作正确； B、在连接玻璃管和乳胶管时，先把玻璃管口用水湿润，然后稍用力把玻璃管插入乳胶管，图示操作正确； C、检查装置气密性的方法：连接装置，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，导管口有气泡冒出，说明气密性良好，图示操作正确。 D、塞紧胶塞，应该把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，图示操作错误； 故选D。 考点三 实验室制取氧气 【例3】实验室拟用下列装置来制取气体： (1)写出有标号仪器的名称：① ，② ； (2)用过氧化氢和二氧化锰制氧气的符号表达式为 ，发生装置选择 。要收集纯度较高的氧气，宜选用的收集装置是 ；检验该气体的方法是 。 (3)用高锰酸钾制氧气的符号表达式为 ，若选A装置应该改进的地方为 ，其目的是 。 (4)在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，同时生成硫酸钠和水。实验时应选用的发生装置是 ；由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体，所以应用 收集 【答案】(1) 酒精灯 集气瓶 (2) B E 带火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃则是氧气 (3) 试管口塞棉花 防止粉末堵塞导管 (4) B C 【详解】（1）由图可知，仪器①为酒精灯，仪器②为集气瓶。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为：； 该反应为固液常温反应，发生装置选B； 排水法收集的气体较纯，氧气不易溶于水，可用排水法收集，故收集装置选E； 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则检验方法为：带火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃则是氧气。 （3）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。 （4）制取二氧化硫的反应为固体和液体在常温下的反应，发生装置选B； 二氧化硫是易溶于水、密度比空气大，收集装置选C。 解题要点 1. 书写文字表达式和符号表达式时条件不能忘记，切不可将“加热”写成“点燃”； 2. 过氧化氢制取氧气用固液不加热型发生装置，高锰酸钾和氯酸钾制氧气用固体加热型装置； 3. 高锰酸钾制取氧气时试管口塞一团玻璃棉，而氯酸钾制氧气则不需要； 4. 重点关注实验操作中的先后顺序：先检查装置气密性后加药品；先预热后固定加热；实验结束先从水中移出导管后熄灭酒精灯。 【变式3-1】如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【答案】D 【详解】A、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确； B、氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中所示操作正确； C、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； D、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误。 故选D。 【变式3-2】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。 考点四 催化剂和催化作用 【例4】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 【详解】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。 解题要点 1. 抓住催化剂的特点“一变二不变”，改变“化学反应速率”，“自身的质量和化学性质”不变。 2．催化剂的化学性质在反应前后不变，物理性质可能会改变。 3．催化剂的质量和化学性质是在“反应前后”不变，反应过程中会发生改变。 【变式4-1】下列有关催化剂的说法正确的是 A．催化剂一定加快反应速率 B．一种催化剂只能催化一种反应 C．使用催化剂可以增加产量 D．催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用 【答案】D 【详解】A、催化剂一定改变反应速率，可能加快反应速率，也可能减慢反应速率。A不正确； B、一种催化剂可能催化多种反应，二氧化锰既能催化过氧化氢分解，还能催化氯酸钾分解。B不正确； C、使用催化剂可以改变反应速率，不能增加产量。C不正确； D、催化剂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化学反应前后都没有发生变化，所以催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用。D正确。 综上所述：选择D。 【变式4-2】某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是 A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解 B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解 C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变 D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量 【答案】A 【详解】A、实验甲中带火星的木条不复燃，是因为过氧化氢分解放出氧气的量很少，故A符合题意； B、对比实验甲和实验乙，实验甲中带火星的木条不复燃，实验乙中带火星的木条复燃，说明MnO2能加快过氧化氢分解，故B不符合题意； C、实验丙中带火星的木条复燃，则通过对比实验乙和实验丙，说明反应前后MnO2的化学性质不变，故C不符合题意； D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。则要说明MnO2是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后MnO2的质量，故D不符合题意。 故选A。 基础达标 1．一氧化氮气体是一种无色气体，密度比空气大，能与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体，难溶于水，实验室收集一氧化氮可采用的方法是 A．向上排空气法 B．向下排空气法 C．排水法 D．向上排空气法和排水法 【答案】C 【详解】A、一氧化氮能与空气中的氧气迅速反应，故不可用向上排空气法，不正确； B、一氧化氮难溶于水，可用排水法收集；但一氧化氮能与空气中的氧气迅速反应，故不可用向下排空气法，不正确； C、一氧化氮密度比空气略大、难溶于水的气体，但一氧化氮能与空气中的氧气迅速反应，只能用排水法正确，正确； D、一氧化氮能与空气中的氧气迅速反应，故不可用向上排空气法，不正确。 故选C。 2．（2025·吉林长春·二模）正确连接仪器、装置是进行化学实验的重要环节。下列仪器、装置连接的过程中，操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 【答案】C 【详解】A、连接玻璃管和乳胶管时，先把玻璃管口用水湿润，然后稍稍用力即可把玻璃管插入乳胶管，图示操作正确，不符合题意； B、把玻璃管插入带孔橡胶塞时，先把玻璃管口用水湿润，然后对准橡胶塞上的孔稍稍用力转动，将其插入，图示操作正确，不符合题意； C、用橡胶塞塞住试管时，应左手拿试管，右手拿橡胶塞，把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，图示操作错误，符合题意； D、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好，图示操作正确，不符合题意。 故选：C。 3．下列有关化学反应速率和催化剂的说法错误的是 A．MnO2是催化剂，催化剂都能加快化学反应速率 B．某些化学反应可以有多种催化剂 C．相同质量的木炭粉和块状木炭分别在氧气中燃烧，前者反应更快 D．催化剂在反应前后本身质量和化学性质不变 【答案】A 【详解】A、二氧化锰可以是过氧化氢分解的催化剂，也可以是氯酸钾分解的催化剂，但是不能单纯的说二氧化锰是催化剂，而且在化学反应中催化剂是可以改变反应速率，有的是加快反应的速率，有的却是减慢反应的速率，故A说法错误； B、某些化学反应可以有多种催化剂，例如二氧化锰、氧化铁都可用作过氧化氢分解的催化剂，故B说法正确； C、相同质量的木炭粉和块状木炭分别在氧气中燃烧，前者反应物与氧气的接触面积更大，所以前者反应更快，故C说法正确； D、催化剂在反应前后本身质量和化学性质不变，故D说法正确； 故选A。 4．（23-24九年级上·上海杨浦·期中）用3%双氧水与二氧化锰制取氧气，装置如图，下列说法正确的是 A．加入的双氧水应浸没分液漏斗下端 B．控制双氧水水滴加速率，能使反应较平稳进行 C．此收集方法是向下排空气法 D．在导气管上添加弹簧夹，便于收集气体 【答案】B 【详解】A、分液漏斗有活塞，加入的双氧水可以不用浸没分液漏斗下端，故选项说法错误； B、反应过程中应通过控制分液漏斗活塞，控制双氧水水滴加速率，从而控制反应速率，能使反应较平稳进行，故选项说法正确； C、氧气的密度比空气大，应选用向上排空气法，故选项说法错误； D、在导气管上添加弹簧夹，不便于收集气体，故选项说法错误。 故选：B。 5．（23-24九年级上·上海奉贤·期中）实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有 ①反应都需加热 ②采用均可改变其反应速率 ③两种方法所需仪器相同 ④都利用含氧化合物分解来达到目的。 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】B 【详解】①分解过氧化氢不需要加热，分解氯酸钾需要加热，故①错误； ②实验室中用氯酸钾和过氧化氢制取氧气时，常加入二氧化锰作催化剂以改变其反应速率，故②正确； ③过氧化氢是液态，催化剂二氧化锰是固态，且反应不需要加热，故选用的是固液不加热装置；氯酸钾是固态，催化剂二氧化锰也是固态，且反应需要加热，故选用的是固固加热装置，故③错误； ④过氧化氢和氯酸钾都可以用来制取氧气，是因为二者都含有氧元素，是含氧化合物，故④正确。 故选B。 6．实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作正确的是 A．加热KMnO4制O2    B．排水法收集O2    C．O2与铁丝反应   D．O2与硫反应   【答案】B 【详解】A、加热高锰酸钾制取氧气，导管前端要放一团棉花，防止固体粉末进入导管，错误； B、氧气不易溶于水，能用排水法收集，集气瓶装满水，导管升入瓶口少许，正确； C、铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中要放少量的水或细沙，防止生成物溅落炸裂瓶底，错误； D、硫在氧气中燃烧，集气瓶口要用毛玻片盖住，减少二氧化硫的排放，或在瓶中装水吸收二氧化硫，减少空气污染，错误； 故选：B。 7. 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，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液 【答案】D 【详解】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，选项错误； B、氧气不易溶于水，所以可用排水法收集氧气，选项错误； 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，如木条复燃，证明氧气已经集满，选项错误； D、实验室用过氧化氢制取氧气时，先向锥形瓶内加入，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液，防止液体飞溅，选项正确，故选D。 8．实验室制取某些气体的装置如图，下列说法错误的是    A．装置①和④组合可以用于高锰酸钾制取氧气 B．装置②和⑤组合可以用于过氧化氢溶液制取氧气 C．装置①和③组合可以用于氯酸钾制取氧气 D．装置②可以随时添加液体药品 【答案】A 【详解】A、实验室制取氧气可用加热高锰酸钾的方法，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故选项A错误； B、过氧化氢溶液制取氧气，用固液常温型发生装置，应选②；氧气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氧气，故选项B正确； C、氯酸钾制取氧气，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故选项C正确； D、装置②中的长颈漏斗可以随时添加液体药品，故选项D正确； 故选：A。 9．实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。      (1)若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，可选用 装置。反应的文字表达式是 ；二氧化锰是反应的 。若用高锰酸钾制氧气则A如何改进 。 (2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，反应的文字表达式是 ，在加试剂之前的操作是 。 (3)若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选择气体收集装置中的 (填装置序号)。 【答案】(1) A 催化剂 在试管口加一团棉花 (2) 检查装置的气密性 (3)E 【详解】（1）若用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气，反应条件是加热，氯酸钾和二氧化锰都是固体，属于固固加热型，所以发生装置选择A；氯酸钾在二氧化锰催化、加热的条件下反应，生成氯化钾和氧气，根据反应文字表达式的书写方法书写即可；二氧化锰在氯酸钾制氧气反应过程中，能够起到加速反应，而自身的质量和化学性质在反应前后均不发生变化，故二氧化锰做该反应的催化剂；由于用高锰酸钾制氧气，为防止固体粉末进入导管，堵塞导管，常在试管口加一团棉花；故答案为：A；；催化剂；在试管口加一团棉花； （2）过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气发生的反应是：过氧化氢溶液在二氧化锰催化的条件下反应，生成水和氧气，根据反应文字表达式的书写方法书写即可；在制取气体，连接完装置一定要检查装置的气密性；故答案为： ；检查装置的气密性； （3）硫粉在氧气中燃烧会生成有刺激性气味、污染空气的二氧化硫气体，但是二氧化硫能被水吸收，所以采用排水法收集氧气参与该反应，便于预留少量的水，故答案为：E。 10．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。 11．常用实验室制取氧气的方法有：a．加热氯酸钾和二氧化锰粉末；b．加热高锰酸钾固体；c．用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢溶液分解产生氧气。 (1)写出如图中指定仪器的名称：① ；② ；③ 。 (2)请仔细分析上图中装置A的特点，推测该装置可用于上述制氧气方法的有 （填a、b或c）。 (3)采用方法c制取氧气应该选用的气体发生装置是上图中的 （填“A”或“B”）。 (4)利用装置A制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是 ；利用装置B制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是 ；若将装置B中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗其优点是 。 (5)用装置A方法收集氧气时，当气泡 再开始收集，收集满氧气后，应用玻璃片盖住集气瓶口，并且应 （填“正放”或“倒放”）在桌上。 (6)分别写出用A装置制取氧气的符号表达式① ；② 。 【答案】(1) 试管 酒精灯 集气瓶 (2)b (3)B (4) 以免因试管内气压减小而产生倒吸现象 防止生成的氧气从长颈漏斗逸出 可控制反应速率 (5) 连续均匀地放出时 正放 (6) 【详解】（1）根据仪器的特征和用途，仪器①的名称为试管，仪器②的名称为酒精灯，仪器③的名称为集气瓶，故填：试管；酒精灯；集气瓶。 （2）装置A发生装置为固体加热型发生装置，试管口有棉花，该装置可用于加热高锰酸钾固体制取氧气，故填：b。 （3）采用方法c用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢溶液分解产生氧气，根据反应物状态为固体和液体，反应条件为常温，发生装置选用固液常温型发生装置B，故填：B。 （4）利用装置A制氧气，在结束实验时要先撤离导管出水面，再熄灭酒精灯，其目的是以免因试管内气压减小而产生倒吸现象；利用装置B制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是防止生成的氧气从长颈漏斗逸出；若将装置B中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗其优点是通过控制滴加液体的速率，控制反应速率。故填：以免因试管内气压减小而产生倒吸现象；防止生成的氧气从长颈漏斗逸出；可控制反应速率。 （5）用装置A方法收集氧气时，当气泡连续均匀地放出时再开始收集，否则会使收集到的气体不纯；氧气密度比空气大，收集满氧气后，应用玻璃片盖住集气瓶口，并且应正放在桌上。故填：连续均匀地放出时；正放。 （6）A装置为固体加热型发生装置，试管口有棉花，可选用高锰酸钾制取氧气，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：；试管口去掉棉花，可选用加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，氯酸钾在二氧化锰做催化剂条件下反应生成氯化钾和氧气，该反应的符号表达式为：。故填：；。 综合应用 12．（23-24九年级上·上海浦东新·期中）下列检验装置气密性实验中漏气的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、把导管的一端浸没在水里，形成的密闭体系，双手紧贴容器外壁，导管口有气泡冒出，可以确定装置不漏气，故选项不符合题意； B、形成的密闭体系，注射器往左推，装置内压强增大，长颈漏斗中形成一段液柱，一段时间后，可以看到长颈漏斗中的液柱不下降，可以确定装置不漏气，故选项不符合题意； C、形成的密闭体系，用手紧贴容器外壁，导管中形成一段水柱，可以确定装置不漏气，故选项不符合题意； D、若装置气密性好，上、下移动左边仪器时必然和右边产生压差，左右液面不可能水平，可以确定装置漏气，故选项符合题意。 故选D。 13. 如图为初中化学常见气体的发生和收集装置，有关这些装置用途的说法正确的是 查阅资料：a.二氧化碳密度比空气大，实验室制取二氧化碳可用块状大理石与稀盐酸反应。 b.氢气难溶于水，氧气不易溶于水，氨气极易溶于水 A．装置I、V的组合可作为实验室利用氯酸钾制取氧气的装置 B．装置Ⅱ、V的组合可作为实验室制取二氧化碳的装置 C．能否选用装置Ⅲ或IV来收集气体，只需要考虑气体的密度 D．装置V可以用于收集氢气、氧气、氨气等气体 【答案】A 【详解】A.装置I适用于加热固体制取气体的反应，如氯酸钾制取氧气的反应，装置V是排水集气法，适用于不溶于水且不与水反应的气体收集，如氧气，此选项正确； B.装置V适用于不溶于水且不与水反应的气体收集，二氧化碳可溶于水，不能用排水法收集，此选项错误； C.装置Ⅲ或IV用排空气法来收集气体，需要考虑气体的密度以及气体是否与空气反应，此选项错误； D. 装置V是排水集气法，适用于不溶于水且不与水反应的气体收集，氨气易溶于水，不能用装置V收集，此选项错误。 故选A。 14. 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．（　　） ①② B．②③ C．全部 D．①②④ 【答案】C 【解析】解：影响化学反应速率的因素很多，用相同的催化剂，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，所以可以探究温度对H2O2分解速率的影响，同样在探究FeCl3与CuCl2对H2O2分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，如：①实验温度；②H2O2的浓度；③催化剂质量；④FeCl3与CuCl2的颗粒大小。故选：C。 15．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”，下列说法正确的是    A．反应产生的氧气支持燃烧，可以作燃料 B．加发泡剂和催化剂后反应减缓了 C．反应前后催化剂的质量不变 D．没有催化剂过氧化氢不会分解 【答案】C 【详解】A、反应产生的氧气能支持燃烧，但氧气不能燃烧，不可作燃料，故选项A说法错误； B、加发泡剂和催化剂后反应加快了，故选项B说法错误； C、反应后催化剂的质量和化学性质不变，故选项C说法正确； D、没有催化剂过氧化氢也会分解，只是反应速率慢一些，故选项D说法错误； 故选：C。 16．下图是实验室制取氧气的部分装置，回答下列问题。 (1)实验室可以用加热高锰酸钾固体制取氧气，气体发生装置如图A所示，试管口略向下倾斜的原因是 。在试管口放一小团棉花的原因是 。小刚同学用AC装置制取一瓶氧气，给试管加热，当导管口产生 气泡时，再把导管伸入集气瓶口。待瓶口有 冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，移出水槽， 放在实验台上，将导管从水下移出，再停止加热。 (2)用BD装置制取一瓶氧气，反应的化学方程式为 。D装置中导管口伸到瓶底的目的是 ，验满的方法是 。 (3)用E装置收集某气体，则该气体具有的性质是 。 【答案】(1) 防止冷凝水回流引起试管炸裂 防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 连续、均匀 大气泡 正 (2) 将集气瓶内的空气完全排出，确保收集到的氧气纯净 将带火星的木条置于集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满 (3)密度比空气小 【详解】（1）为防止药品中水分挥发，在试管口冷凝回流，导致试管炸裂，实验室用加热高锰酸钾固体制取氧气时，试管口略向下倾斜；为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，在试管口放一小团棉花；A装置通常用于加热固体药品制取气体，C装置用于排水法收集气体，当导管口开始产生气泡时，不要立即收集，因为开始产生的气泡可能是试管中的空气。当气泡连续且均匀冒出时，再开始用排水法收集氧气。所以用AC装置制取一瓶氧气，给试管加热，当导管口产生连续、均匀气泡时，再把导管伸入集气瓶口。待瓶口有大气泡冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，移出水槽，由于氧气密度比空气大，集气瓶应正放在实验台上，将导管从水下移出，再停止加热。故填：防止冷凝水回流引起试管炸裂；防止加热时试管内的粉末状物质进入导管；连续、均匀；大气泡；正。 （2）用BD装置制取一瓶氧气，所用药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为。由于氧气密度比空气大，为将集气瓶内的空气完全排出，确保收集到的氧气纯净，所以D装置中导管口伸到瓶底。由于氧气能使带火星的木条复燃，所以氧气的验满的方法是将带火星的木条置于集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满。故填：；将集气瓶内的空气完全排出，确保收集到的氧气纯净；将带火星的木条置于集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满。 （3）E装置向下排空气法收集气体装置，用向下排空气法收集气体说明该气体密度比空气小。故填：密度比空气小。 拓展培优 17．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。 18．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 (1)实验原理：图2中发生反应的文字表达为 。 (2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。 (3)实验结论：二氧化锰能 过氧化氢分解的速率。 (4)某小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 常温 持续产生气泡，速率较慢， 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 ① 对过氧化氢溶液分解催化效果更好。若要证明红砖粉能作过氧化氢分解的催化剂还需验证在反应前后红砖粉的 和 不变。 ②能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 ③在一定温度下，另取1g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因 。 【答案】(1) (2)带火星的木条复燃 (3)加快 (4) 二氧化锰粉末 质量 化学性质 丙、丁 在其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越高，反应越快/温度越高，反应越快（合理即可） 【详解】（1）图2中发生反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：； （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，因此图3中的现象为带火星的木条复燃； （3）实验结论：二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率； （4）①根据实验现象可知，在二氧化锰做催化剂的条件下，过氧化氢持续产生气泡，速率适中，气流平稳，可知二氧化锰过氧化氢溶液分解催化效果更好；若要证明红砖粉能作过氧化氢分解的催化剂还需验证在反应前后红砖粉的质量和化学性质不变； ②能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合必须是温度相同，只有催化剂的形态不同，因此选择丙和丁； ③在一定温度下，另取1g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快；其原因是在其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越高，反应越快或温度越高，反应越快）。 19. 化学探究小组对“ 分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”及“有没有其它物质在此反应中有没有相同作用”产生了兴趣。 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果是否比二氧化锰好呢? 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥后送到化学研究所测定。 所得固体质量为ag，成分为氧化铁。 Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 【实验结论】 (1)A中产生的气体是 。 (2)实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂； 【实验评价】 (3)实验设计Ⅳ的目的是 。 (4)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 。 【实验拓展】 (5)查阅资料得知，CuO、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 A．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂只能加快化学反应的速率 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【答案】(1)氧气  /O2 (2) 质量 化学性质 (3)氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 (4)二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 (5)B 【详解】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，A中产生的气体是氧气（或O2）； （2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂； （3）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是探究氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂； （4）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂； （5）A、MnO2不只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，例如氯酸钾分解时，可用二氧化锰作催化剂，错误； B、根据题目的信息可知，氧化铁粉末、二氧化锰粉末都可用作过氧化氢分解的催化剂，同一个化学反应可以有多种催化剂，正确； C、催化剂不只是加快化学反应的速率，还可能减慢化学反应的速率，错误； D、用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，错误。 故选B。 29 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $$