第2章 第3节 氧气的制备-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

18 第3节　氧气的制备 第1课时 工业制氧气 过氧化氢分解制氧气 ▶ “答案与解析”见P8 1. 下列反应中,属于分解反应的是 ( ) A. 氢气+氧气 点燃 →水 B. 锌+硫酸 →硫酸锌+氢气 C. 氯酸钾 二氧化锰 加热→氯化钾+氧气 D. 氢氧化钾+盐酸 →氯化钾+水 2. 新情境·科技民生 闵恩泽教授是我国炼油催 化应用科学的奠基者,他参与并指导了铂重 整催化剂的研制工作。下列有关铂重整催化 剂的说法,正确的是 ( ) A. 铂重整催化剂在使用前后性质和质量都不变 B. 铂重整催化剂可以增加石油转化的产品 总质量 C. 铂重整催化剂每次使用后需要进行更换 D. 铂重整催化剂研究成功推动了中国石油 化工技术的发展 3. (2024·朝阳段考)空气是一种具有很多用途 的自然资源,可用于工业上制取氧气,其流程 如图所示。 [查阅资料] 常温下,氧气的沸点是-183℃, 氮气的沸点是-196℃。 (第3题) (1) “操作”的名称是蒸发,要达到将氮气与氧 气分离的目的,应将温度控制在 。 (2) 如果将燃着的木条置于盛满液态空气的 容器口,那么观察到的现象是木条 (填“熄灭”或“燃烧得更旺”)。 (3) 工业制氧气的过程属于 (填“物 理”或“化学”)变化。 (4) 储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 4. (2024·宝鸡陈仓期中)如图所示,将过氧化 氢溶液滴入集气瓶中,下列实验现象,正确 的是 ( ) (第4题) A. 气球胀大,红墨水左移 B. 气球缩小,红墨水右移 C. 气球胀大,红墨水右移 D. 气球缩小,红墨水左移 5. (2025·泰州海陵段考)在容积为 250mL的集气瓶内装入如图所示 的水量,放入水槽中用排水法收集 氧气。观察到集气瓶瓶口有气泡往外冒出 时,在水中盖上玻璃片,将集气瓶移出水槽后 正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入 两个集气瓶中,观察到①中木条不复燃,②中 木条复燃。下列说法中,错误的是 ( ) (第5题) A. 能使带火星的木条复燃的氧气,不一定是 纯净的氧气 B. 能用排水法收集氧气,是因为氧气不易溶 于水且不与水反应 C. 图①实验中,集气瓶内氧气的体积分数约 为30% D. 由图②实验可推知,能使带火星木条复燃 的氧气最低体积分数为52.6% 6. 下列是几种实验室制取气体的发生装置和收 集装置。请根据图示回答问题: 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 19 (第6题) (1) 写出图中标号仪器的名称:① ; ② 。 (2) 实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气 时,应选用 (填字母,从A~E中选 择)作发生装置,写出该反应的文字表达式: ;若要收集较 为纯净的氧气,则最好选用 (填字 母,从A~E中选择)装置。 (3) F是一种可集气、洗气的多功能装置。若 将F装置装满水,再连接量筒,就可以用其来 测量不溶于水且不与水反应的气体的体积, 测量时气体应从 (填“a”或“b”)口进 入F中。 7. ★(2024·西安雁塔期中)关于催化 剂的研究是一项重要的课题,某小 组同学以“探究催化剂的奥秘”为题 展开了项目式学习。 [任务一] 认识催化剂。 (1) 催化剂在化工生产中起着重要作用。下 列说法中,正确的是 (填序号)。 ① 不加入催化剂,化学反应就不能发生 ② 催化剂一定能加快化学反应的速率 ③ 催化剂在化学反应前后的质量和化学性 质都不变 [任务二] 定量探究催化剂的催化效果。 小组同学发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶 液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。为比 (第7题甲) 较淀粉和二氧化锰对过 氧化氢分解的催化效果, 该小组同学用图甲所示 的装置进行实验,以生成 40mL气体为标准(其他影响实验的因素均 相同)设计下列三组实验: 实验 序号 5%过氧化氢 溶液/mL 其他物质的质量 待测 数据 1 20 / a 2 20 0.5g淀粉粉末 b 3 20 0.5g二氧化锰粉末 c (2) 实验前检查装置气密性的方法是 。 (3) 设计实验1的目的是 。 (4) 表格中的“待测数据”是指 ;若最后结果表明二氧化锰的催化 效果 较 好,则b (填“>”“<”或 “=”)c。 [任务三] 数字化探究催化剂的催化效果。 分别取20mL浓度为5%的过氧化氢溶液、 0.5g二氧化锰、0.5g淀粉,按图乙所示的装 置进行实验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢 溶液与催化剂接触,瓶内气压的变化如图丙 所示。 (第7题) (5) 对比分析图丙中的 两点,可知 化学反应速率与催化剂的种类有关。 (6) 请从催化剂的角度解释上述两个反应虽 化学反应速率不同,但完全反应后两个装置 内压强相同的原因: 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 20 第2课时 高锰酸钾、氯酸钾制氧气 ▶ “答案与解析”见P9 1. 下列实验操作中,正确的是 ( ) A. 点燃酒精灯 B. 取用药品 C. 氧气验满 D. 点燃木炭 2. (2024·宝鸡陇县期中)进行“氧气的实验室 制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不 纯。下列可能的原因中,正确的是 ( ) A. 用排水法收集氧气时,集气瓶先装满水 B. 用排水法收集氧气时,收集满后,在水下 盖上玻璃片 C. 用排水法收集氧气时,导管口刚冒出气 泡,立即收集 D. 用向上排空气法收集氧气时,导管伸入集 气瓶的底部 (第3题) 3. 已知A、B、C、D、E、F、G、 H、I、J都是初中化学常 见的物质,各物质之间有 如图所示的转化关系。 其中A为暗紫色固体,G 和I常温下为液体,J为 具有刺激性气味的气体,F可用于制取氮肥。 其中“→”表示转化关系,请回答下列问题。 (1) 写出下列物质的名称:D ,F ,G ,H 。 (2) ②属于 (填“物理”或“化学”) 变化。 (3) 写出③的文字表达式: 。 4. (2024·扬州)实验室用高锰酸钾(KMnO4) 制取并用排水法收集较纯净的氧气(O2)。 下列实验操作中,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 (第5题) 5. (2024·遂宁期中)兴趣 小组同学发现某市售高 锰酸 钾 药 品 纯 度 高 达 99.5%,含水量可忽略不 计。该小组同学设计了 如图所示的直立型装置来制取氧气,并与传 统装置相比,分别放入5g高锰酸钾,用同一 酒精灯分别加热,每组进行五次实验后取平 均值记录如表所示。下列关于此实验的说法, 错误的是 ( ) 装置类型 收集一瓶气体 所需时间 反应生成 氧气总体积 直立型 39.3s 552mL 传统型 52.2s 456mL A. 直立型装置不需要放棉花的原因是冷凝 水不会回流 B. 直立型装置比传统型装置效率更高 C. 用排水法收集氧气,选用直立型装置实 验,结束后应先将导管从水槽中移出 D. 传统型装置反应生成氧气总体积小,是因 为部分高锰酸钾被吹到试管口,未发生分解 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 21 (第6题) 6. (2024·济南质检)一名同 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,其中部 分物质质量随时间的变化 如图所示。下列关于该过程的说法,正确 的是 ( ) A. b曲线代表高锰酸钾的质量变化 B. c曲线代表氧气的质量变化 C. t3min时剩余固体物质有四种 D. t3min时生成氧气的质量达到最大值 7. (2024·莆田段考)如图甲所示为实验室制取 气体时常用的仪器,请根据要求填空。 (第7题) (1) 写出图甲中仪器②的名称: 。 (2) 小红同学用高锰酸钾制取并收集一瓶纯 净的氧气,应选择的仪器除图甲中①④⑤⑧ 外,还有 (填序号)。用排水法收集 时,检验氧气已集满的方法是 。 (3) 实验室常用块状固体电石(主要成分是 碳化钙)与水反应来制取乙炔,该反应剧烈, 速率较快。为了节约化学试剂,则应选择图 乙中的发生装置是 (填字母)。通常 状况下,乙炔是一种无色、无气味、密度比空 气略小,难溶于水的气体,若要收集较干燥的乙 炔气体,如图丙所示,则应将气体从 (填“a”“b”“c”或“d”)端通入。 8. ★根据下列装置,回答相关问题: (第8题) (1) 仪器①的名称为 ,仪器②的名 称为 。 (2) 实验室用高锰酸钾制取较为纯净的氧 气,选择的装置组合为 (填字母),反 应的文字表达式为 。 (3) 写出实验室用装置A制氧气的文字表达 式: 。 (4) 用装置D收集氧气时,导管伸至接近集 气瓶底部的原因是 , 验满的方法是 。 (5) 能用装置E收集氧气的原因是 。 (6) 某同学要收集一瓶(100mL)含氧气的体 积分数约为40%的气体,收集气体的装置为 F。收集方法:在100mL集气瓶里装满水, 塞紧橡皮塞并关闭止水夹b,打开止水夹a通 入氧气,把瓶里的水排入量筒,当量筒内的水 达到设定的体积后立即关闭止水夹a,然后打 开止水夹b通入空气,把瓶里的水全部排入 量筒,则通入氧气的体积和通入空气的体积 比约为 (填最简整数比)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 7. D 解析:A中反应不属于氧化反应,且该反应为一种物 质生成多种物质的反应,不属于化合反应,不符合题意;B 中铜和氧气的反应属于氧化反应,且该反应为多种物质生 成一种物质的反应,属于化合反应,不符合题意;C中石蜡 和氧气的反应,属于氧化反应,但该反应的反应物和生成 物均为两种,不属于化合反应,不符合题意;D中反应不属 于氧化反应,但该反应为多种物质生成一种物质的反应, 属于化合反应,符合题意。 8. D 解析:由图乙中氧气浓度的变化可知,空气中氧气的 浓度大约为20%,A正确;将氧气倒入倾倒室,一段时间后 提起隔板,MN 段曲线快速上升,说明氧气的密度比空气 的大,B正确;25s后氧气的浓度急速下降,因此实验中“提 起隔板”操作对应的时间点约在第25s,C正确;NP 段氧 气的浓度逐渐减小,蜡烛燃烧得越来越弱,最后P 点时装 置内氧气的浓度与空气中氧气的浓度接近,因此蜡烛能维 持正常燃烧,D错误。 9. (1) 吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气 防止 生成的高温熔化物溅落,使集气瓶底炸裂 (2) 铁+氧气 点燃 →四氧化三铁 氧气不纯(合理答案均可) (3) 化合反 应 (4) 澄清石灰水 10. 探究一:[实验现象] 125 [结论] 剧烈 [拓展] 不合 理 没有对55%到60%之间的氧气含量进行实验(合理答 案均可) 探究二:[实验内容] 剧烈燃烧,火星四射 铁+ 氧气 点燃 →四氧化三铁 [结论] 碳+氧气 点燃 →二氧化碳 解析:探究一:[实验现象] 氧气含量为60%的250mL气 体中氧气的总量为250mL×60%=150mL,其他气体的体 积约为250mL-150mL=100mL,原集气瓶内空气的体 积约为100mL 4 5 =125mL,所以原集气瓶内预先装入水的体 积约为250mL-125mL=125mL。探究二:[结论] 随着 铁丝中含碳量的升高,铁丝燃烧产生的火星越多,说明铁 丝燃烧产生火星四射的现象可能和碳的燃烧反应有关。 第3节　氧气的制备 第1课时 工业制氧气 过氧化氢分解制氧气 1. C 2. D 3. (1) -196~-183℃ (2) 熄灭 (3) 物理 (4) 混 合物 4. D 解析:将过氧化氢溶液滴入集气瓶中,过氧化氢在二 氧化锰的催化作用下,迅速分解放出大量氧气,使瓶内压 强增大,充气气球内的气体沿导管逸出,会观察到气球缩 小,红墨水左移。 5. C 解析:题图②集气瓶中收集到的氧气中混有部分空 气,木条能复燃,说明能使带火星的木条复燃的氧气,不一 定是纯净的氧气,A正确;能用排水法收集氧气,是因为氧 气不易溶于水且不与水反应,B正确;氧气体积约占空气体 积的21%;图①实验中,集气瓶内开始存在75mL的水,则 存在250mL-75mL=175mL的空气,所以收集完成时, 集气瓶内氧气的体积约为75mL+175mL×21%= 111.75mL,氧 气 的 体 积 分 数 为111.75mL250mL ×100%= 44.7%,C错误;图②实验中,集气瓶内氧气的体积分数为 100mL+(250-100)mL×21% 250mL × 100% = 52.6% ,D 正确。 6. (1) ① 酒精灯 ② 集气瓶 (2) B 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 D (3) b 解析: (2) 实验室用双氧 水和二氧化锰制取氧气不需要加热,发生装置应选B;该反 应的文字表达式为过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气;氧气的密 度比空气稍大,不易溶于水,且不与水反应,可用向上排空 气法和排水法收集,其中排水法收集的氧气较为纯净。 (3) 若将F装置装满水,再连接量筒来测量气体体积,应使 气体从短管进入,水由长管排出进入量筒中,因此气体应 从b口进入F中。 7. (1) ③ (2) 连接装置,关闭分液漏斗的活塞,向右拉注 射器活塞,松手后注射器活塞回到原处,说明装置不漏气 (合理答案均可) (3) 作对比 (4) 收集40mL气体需要 的时间 > (5) B、D(或A、C) (6) 催化剂只能改变化 学反应速率,不能改变生成物的质量,由于两个反应中过 氧化氢的质量相等,其完全反应后生成气体的量相等,因此 最终两个装置内压强相同(合理答案均可) 解析:(1) 不加 入催化剂,化学反应也能发生,只是反应的速率不同,①不 正确。有的催化剂能加快反应速率,有的能减慢化学反应 的速率,②不正确。(2) 实验前检查装置气密性的方法是 先关闭分液漏斗的活塞,然后向右拉动注射器活塞,此时 密闭装置内气体体积变大,压强减小,松手后,外界大气压 将注射器活塞压向左侧,使活塞恢复到初始位置,压强平 衡,说明装置气密性良好。(3) 设计实验1的目的是作对 比实验,通过对比实验可知,淀粉和二氧化锰都能加快过 氧化氢的分解速率。(4) 由题意可知,实验以生成40mL 气体为标准,说明是通过收集等体积气体所用时间的长短 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 来比较催化效果,故“待测数据”应为收集40mL气体所用 的时间;若最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则b> c。(5) 对比分析图丙中的B、D(相同时间内收集的气体 体积不同)两点或A、C(生成相同体积气体需要的时间不 同)两点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。(6) 催 化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,由 于两个反应中使用的过氧化氢溶液的体积和浓度相同,即 参加反应的过氧化氢的质量相等,故其完全反应后生成气 体的量相等,因此最终两个装置内压强相同。 某物质是否为某反应催化剂的确定 探究某种物质是否为某反应的催化剂时,首先要通 过实验证明该物质能否增大(或减小)该反应的速率,其 次要分别通过实验证明在该反应发生后,该物质的质量 和化学性质有无改变。能增大(或减小)其他物质的化 学反应速率,且质量和化学性质在化学反应前后都没有 改变的物质才是所指反应的催化剂。 第2课时 高锰酸钾、氯酸钾制氧气 1. D 2. C 3. (1) 锰酸钾 氮气 过氧化氢 硫 (2) 物理 (3) 过 氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 解析:已知A为暗紫色固体, 能转化为C、D、E,C能与G反应生成I和E,且G和I常温 下为液体,则A为高锰酸钾,C为二氧化锰,G为过氧化 氢,I为水,E为氧气,D为锰酸钾。J 为具有刺激性气味的 气体,则J为二氧化硫。 H能与氧气反应生成二氧化硫,则 H为硫。B 能转化为氧气和F,且F可用于制取氮肥,则F 为氮气,B为空气。代入验证,推导正确。 4. D 解析:检查装置气密性时,要先将导管的一端伸入水 中,再用手握住试管,A选项错误;先检查装置气密性再装 入药品,B选项错误;开始排出的气体为装置内空气,实验 时,要先点燃酒精灯,待气泡连续均匀冒出时再将导管伸 入集气瓶中,C选项错误;气体收集完毕后,应先将导管移 出水面,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸进入热的 试管中造成试管炸裂,D选项正确。 5. A 解析:试管中棉花的作用为防止加热时粉末状物质 进入导管,堵塞导管,直立型装置中试管直立,粉末不易进 入导管中,与冷凝水回流无关,A错误;由表格中收集一瓶 气体所需时间可知,直立型装置比传统型装置效率更高,B 正确;用排水法收集氧气,选用直立型装置实验,结束后应 先将导管从水槽中移出,以防倒吸,使试管炸裂,C正确;在 传统型装置中,由于部分高锰酸钾粉末被吹到了试管口, 未发生分解,因此反应生成氧气总体积小,D正确。 6. D 解析:氯酸钾与高锰酸钾的混合物加热时,高锰酸钾 首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,然后在达到一定温 度时,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解为氯化钾和氧 气。由分析可知,a曲线代表高锰酸钾的质量变化,b曲线 代表氯酸钾的质量变化,A错误;t1min时高锰酸钾开始分 解生成氧气,t2 min时氯酸钾开始分解生成氯化钾,c曲线 代表氯化钾的质量变化,B错误;t3min时氯酸钾和高锰酸 钾均完全分解,剩余固体物质有氯化钾、二氧化锰和锰酸 钾三种,C错误;t3min时氯酸钾和高锰酸钾均完全分解, 生成氧气的质量达到最大值,D正确。 7. (1) 锥形瓶 (2) ⑦⑨ 当集气瓶口有大气泡冒出时, 说明氧气已集满 (3) M b 解析:(2) 高锰酸钾为固体 反应物,且需要加热,故选①④⑤作为发生装置,⑦作为连 接仪器,⑧⑨作为收集装置。(3) 反应物为固液混合物,不 需要加热,而需要控制反应速率,因此要选择带有分液漏 斗的发生装置,故选 M为发生装置。收集较干燥的气体, 应用排空气法,乙炔的密度比空气略小,先在顶部聚集,所 以应从导管口b端进气。 8. (1) 试管 水槽 (2) BE 高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧 化锰+氧气 (3) 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 (4) 便于 排尽集气瓶中的空气 将带火星的小木条放到集气瓶口, 若木条复燃,则证明已收集满 (5) 氧气不易溶于水,且不 与水发生反应 (6) 1∶3 解析:(2) 高锰酸钾为固体且 反应需要加热,所以应选择B作为发生装置,氧气不易溶 于水,且空气不易混入水中,用排水法收集到的气体较为 纯净,故应选E作为收集装置;高锰酸钾在加热条件下反 应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。(3) 装置A为固液常温 型发生装置,用该装置制取氧气的反应为过氧化氢在二氧 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 二氧化锰 →水+氧气。(4) 用装置D收集氧气时,导 管伸至接近集气瓶底部的原因是便于排尽集气瓶中的空 气;验满的方法为将带火星的小木条放到集气瓶口,若木 条复燃,则证明已收集满。(5) 能用排水法收集氧气的原 因是氧气不易溶于水,且不与水发生反应。(6) 设通入氧 气的体积为x,则通入空气的体积为(100mL-x),由于氧 气约占空气体积的五分之一,则收集到的气体中氧气的体 积分数约为 x+(100mL-x)×15 100mL ×100%=40% ,x= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 9 25mL,通入氧气的体积和通入空气的体积比约为25mL∶ (100mL-25mL)=1∶3。 气体发生装置和收集装置的选择 根据所用反应物的状态和反应条件选择发生装置, 根据所制备气体的性质(在水中的溶解性、该气体的密 度和空气密度的相对大小,能否与水或空气中的成分发 生化学反应)选择收集装置。用长颈漏斗时,必须保证 长颈漏斗的下端管口在液面以下,防止产生的气体从长 颈漏斗的下端管口逸出;用分液漏斗时,不需要保证其 下端管口在液面以下,只要关闭分液漏斗的活塞即可。 要注意用氯酸钾和高锰酸钾制取氧气所用发生装置的 不同之处。 专题特训一　氧气的性质及制取 1. D 解析:纳米铁粉受热后在空气中燃烧,放出大量的 热,锥形瓶中的水可防止生成物溅落炸裂瓶底,A选项说 法正确。纳米铁粉在空气中燃烧,放出大量的热,使装置 内空气受热膨胀,一段时间后,装置冷却,且纳米铁粉燃烧 消耗了氧气,装置内气体体积减小,故可观察到气球先膨 胀后变小,B选项说法正确。激光手电筒照射能为反应提 供能量,C选项说法正确。铁丝在空气中不能燃烧,纳米铁 粉在空气中可以燃烧,可知物质与氧气的接触面积是反应 能否发生的因素之一,D选项说法错误。 2. (1) 二氧化硫 四氧化三铁 (2) 红磷+氧气 点燃 →五氧 化二磷 属于 (3) 化合 (4) 活泼 解析:(1) 硫和氧气 在点燃条件下反应生成的X是二氧化硫;铁和氧气在点燃 条件下反应生成的Z是四氧化三铁。(2) 反应④为红磷和 氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷,该反应的文字表 达式为红磷+氧气 点燃 →五氧化二磷,该反应是物质与氧气 发生的反应,属于氧化反应。(3) 反应③为铁和氧气在点 燃条件下反应生成四氧化三铁,该反应是两种物质反应生 成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应。(4) 由 图可知氧气可以与多种物质发生反应,所以说氧气的化学 性质比较活泼。 3. [提出猜想] 瓶内虽有氧气,但氧气的浓度较低,导致硫 熄灭 [设计实验] 白烟 [实验反思] (1) 开始为蓝紫色 火焰,一段时间后变为淡蓝色火焰 (2) 没有有害气体逸 出,环保 (3) 防止瓶底因受热不均匀而炸裂 (4) 红磷 可以在氧气浓度更低的环境中燃烧,消耗氧气比硫更加彻 底,使实验结果更加准确,而硫燃烧生成二氧化硫气体,影 响实验结果(合理答案均可) 解析:[提出猜想] 硫燃烧消 耗了瓶内的氧气,氧气浓度过低时,可能导致硫熄灭。[设 计实验] 根据实验现象“红磷燃烧”可知,除放热外还会产 生白烟。[实验反思] (1) 实验Ⅰ中,开始时氧气的浓度较 高,火焰颜色为蓝紫色,随着燃烧的进行,氧气的浓度逐渐 降低,火焰颜色逐渐变为淡蓝色。(2) 实验Ⅰ的装置密封, 且集气瓶中的水能吸收全部二氧化硫,所以实验Ⅰ的优点 是没有有害气体逸出,环保。(3) 由于红磷及硫燃烧放热, 容易造成集气瓶瓶底因受热不均匀而炸裂,所以实验Ⅱ中 集气瓶内装细沙的作用是防止瓶底因受热不均匀而炸裂。 (4) 由题表中实验现象可知,与硫相比,红磷可以在氧气浓 度更低的环境中燃烧,能充分消耗空气中的氧气,消耗氧 气比硫更加彻底,使实验结果更加准确,而硫燃烧生成二 氧化硫气体,影响实验结果。 4. D 解析:若a处的粉末是木炭粉,加热木炭粉,能看到 木炭粉燃烧,但没有白烟产生,A错误;该实验不能证明二 氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂,若要证明它是催化 剂,还需要验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后不 变,B错误;推入过氧化氢溶液后,不需要对准二氧化锰处 加热就能产生氧气,C错误;产生氧气越多,反应越剧烈,本 实验可以得出氧气浓度越大,燃烧得越剧烈的结论, D正确。 5. B 解析:a点时恰好是装置中氧气体积分数升高的起 始点,故a点对应的操作是推动注射器活塞,之后反应开 始、过氧化氢分解、氧气体积分数升高,A正确;b点和e点 可理解为氧气体积分数升高至约24.3%时,所需的时间, 其中e点所需时间大于b点,表明过氧化氢溶液浓度越大, 反应速率越快,B不正确;c点和e点可理解为反应一定时 间,不同浓度过氧化氢溶液反应体系下氧气体积分数升高 的值,其c点氧气体积分数升高更大,表明过氧化氢溶液浓 度越大,反应速率越快,C正确;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,故不能证明 MnO2 对H2O2的分解起催化作用,D正确。 6. (1) ① 铁架台 ② 水槽 ③ 集气瓶 (2) A a (3) BD(或BE;或BF) 粉末状物质 (4) BC(或 BF) (5) 81.41% 解析:(2) 发生装置是由反应物状态和是否 需要加热决定的。过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下 常温分解,故固液混合不需加热的发生装置选A;氧气密度 比水小且不易溶于水,若用F装置装满水收集氧气,则氧 气应该从a端通入。(3) 加热高锰酸钾制取氧气为固体需 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01