内容正文:
16
课题3 制取氧气
第1课时 实验室制取氧气的
反应原理 分解反应 ▶ “答案与解析”见P7
1.
下列文字表达式及基本反应类型均正确的是
( )
A.
过氧化氢+二氧化锰 →水+氧气 分
解反应
B.
石蜡+氧气
点燃
→二氧化碳+水 分解
反应
C.
高锰酸钾
加热
→锰酸钾+二氧化锰+氧气
分解反应
D.
铁+氧气
点燃
→氧化铁 化合反应
2.
(2024·枣庄段考)在进行实验室制取和收集
氧气的过程中,下列做法中,不正确的是( )
(第2题)
A.
选择装置①或②作为氧气的发生装置
B.
选择装置③或④作为氧气的收集装置
C.
装置④要等到导管口均匀、连续冒出气泡
时再收集
D.
若将装置①中的长颈漏斗改为分液漏斗,
则分液漏斗下端管口也必须插入液面以下
3.
新情境·科技民生
闵恩泽院士是中国炼油催
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。下列关于铂重整催化
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.
铂重整催化剂的成功研制推动了中国石
油化工技术的发展
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,利用你所学的知识和
生活经验分析,下列现象中,正确的是( )
(第4题)
A.
集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红
墨水向左移
B.
集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红
墨水向右移
C.
集气瓶内有大量气泡产生,气球胀大,红
墨水向右移
D.
集气瓶内有大量气泡产生,气球缩小,红
墨水向左移
5.
(2025·泰州海陵段考)在容积为
250mL的集气瓶内装入一定量的
水(如图),将集气瓶放入水槽中,用
排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往
外冒出时,在水中盖上玻璃片后,将集气瓶移
出水槽并正放在桌上。然后将两根带火星的
木条分别伸入两个集气瓶中,观察到①中木条
不复燃,②中木条复燃。空气中氧气的体积分
数约为21%。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
化学(人教版)九年级上
17
C.
图①实验后,集气瓶内氧气的体积分数约
为30%
D.
图②实验后,集气瓶内氧气的体积分数约
为52.6%
6.
如图所示为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:
(第6题)
(1)
写出图中标有序号的仪器的名称:
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)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)装置。
(3)
若将F装置装满水,再连接量筒,就可以
用来测量不溶于水且不与水反应的气体的体
积,则测量时气体应从 (填“a”或
“b”)端进入F装置中。
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
组以“探究催化剂的奥秘”为课题开
展了项目式学习。
[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 (填字母)。
A.
不加入催化剂,化学反应就不能发生
B.
催化剂一定能加快化学反应的速率
C.
在化学反应前后催化剂的质量和化学性
质都不变
(第7题甲)
[任务二]
定量探究催化剂的催化效果。
该小组的同学发现,将适
量淀粉放入过氧化氢溶
液中,过氧化氢的分解速
率加快。为比较淀粉和
二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,该小
组的同学用如图甲所示装置进行实验,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
其他物质及质量
待测
数据
1 20 — x
2 20 0.5g淀粉粉末 y
3 20 0.5g二氧化锰粉末 z
(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)
上述实验中“待测数据”是指
;结果表明二氧化锰的催化效果
较好,则y (填“>”“<”或“=”)z。
[任务三]
数字化探究催化剂的催化效果。
分别取20mL
5%的过氧化氢溶液、0.5g二
氧化锰、0.5g淀粉,按如图乙所示装置进行
实验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与
催化剂接触,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
内气压相同的原因:
。
第二单元 空气和氧气
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第2课时 实验室制取氧气
氧气的工业制法 ▶ “答案与解析”见P8
1.
(2024·南京建邺期中)在“氧气的实验室制
取与性质”实验中,下列操作正确的是( )
A.
点燃酒精灯 B.
取用试剂
C.
氧气验满 D.
点燃木炭
2.
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。你认为可能的原因是
( )
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
3.
(2024·朝阳双塔段考)工业上制取氧气的流程
如图所示。常温下,液态氧的沸点是-183℃,
液态氮的沸点是-196℃。
(第3题)
(1)
操作1的名称是蒸发,要将氮气与氧气
分离,则温度应控制在
(填范围)。
(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)
储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是
(填“纯净物”或“混合物”)。
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,后
将导管的另一端伸入水中
B.
先向试管中加入KMnO4 固体,后检查装
置气密性
C.
实验时,先将导管伸入集气瓶中,后点燃
酒精灯
D.
气体收集完毕后,先将导管移出水面,后
熄灭酒精灯
5.
(2024·遂宁期中)某兴趣小组的同学
发现某市售高锰酸钾试剂的纯度高达
99.5%,含水量可忽略不计。小组同
学设计了直立型装置来制取氧气,并与传统型
装置进行比较。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
值记录在下表中,关于此实验,下列说法中错误
的是 ( )
装置类型
收集一瓶气体
所需时间
反应生成
氧气的总体积
直立型 39.3s 552mL
传统型 52.2s 456mL
(第5题)
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,选用直立型装置进行
实验,结束后应先将导管从水槽中移出
化学(人教版)九年级上
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D.
传统型装置反应生成氧气的总体积小,是因
为部分高锰酸钾被吹到试管口,未发生分解
(第6题)
6.
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在常温下为液
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:
。
7.
(2024·莆田段考)如图甲所示为实验室制取
气体的常用仪器,请根据要求填空。
(第7题)
(1)
写出图甲中标号为②的仪器的名称:
。
(2)
小红同学用高锰酸钾制取并收集一瓶纯
净的氧气,应选择图甲中的仪器除①④⑤⑧
外,还需要 (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,应选择图乙中
(填“M”或“N”)作发生装置。通常
状况下,乙炔是一种无色、无臭、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.
★ 如图甲所示,是实验室中常见的实
验装置,根据这些装置回答下列
问题:
(第8题甲)
(1)
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 。
(2)
写出实验室用A装置制取氧气的反应的
文字表达式: 。
(3)
能用E装置收集氧气的原因是
。
(第8题乙)
(4)
某兴趣小组的同学要收
集一瓶(100mL)含氧气的
体积分数约为40%的气体,
收集气体的装置如图乙所
示。收集方法:在100mL集气瓶里装满水,
塞紧橡胶塞并关闭弹簧夹b,打开弹簧夹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弹簧夹a,然后打
开弹簧夹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
之比约为 (填最简整数比)。
第二单元 空气和氧气
物质的反应,属于化合反应,符合题意。
8.
D 解析:由图像中氧气的浓度的变化可知,空气中氧气
的浓度大约为20%,A正确;将氧气倒入倾倒室,MN 段曲
线快速上升,说明氧气的密度比空气大,B正确;25s后氧
气的浓度急速下降,因此实验中“提起中间隔板”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,蜡烛燃烧越来越弱,在P 点时,装置内氧气的浓度与空
气中氧气的浓度接近,因此最后蜡烛能正常燃烧,D错误。
9.
(1)
吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气
(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.
探究活动一:[实验内容一]
125 [结论一]
剧烈 [拓
展]
不合理 没有对55%~60%范围内的氧气体积分数进
行实验(合理答案均可) 探究活动二:[实验内容二]
剧烈
燃烧,火星四射 [结论二]
碳+氧气
点燃
→二氧化碳
解析:探究活动一:[实验内容一]
这瓶气体中氧气的总体
积为250mL×60%=150mL,氮气的体积约为250mL-
150mL=100mL,空气的体积约为100mL4
5
=125mL,所以
原集气瓶中预先装入水的体积约为250mL-125mL=
125mL。探究活动二:[结论二]
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。
课题3 制取氧气
第1课时 实验室制取氧气的反应原理 分解反应
1.
C 2.
D 3.
D
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,红墨水向左移。
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;空气中氧气的体积分
数约为21%,题图①实验中,集气瓶内开始有75mL的水,
则有250mL-75mL=175mL的空气,该部分空气中氧气
的体积为175mL×21%=36.75mL,所以收集完成时氧气
的体积分数约为75mL+36.75mL
250mL ×100%=44.7%
,C错
误;题图②实验中,收集完成时集气瓶内氧气的体积分数
约为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时不需要加热,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
密度比空气大且常温下不与空气中的成分反应,不易溶于
水且不与水反应,可用向上排空气法或排水法收集,排水
法收集的氧气较为纯净。(3)
若将
F
装置装满水,再连接
量筒来测量气体的体积,则应使气体从短管进入,水由长
管排出至量筒中,因此气体应从b端进入F装置中。
7.
(1)
C (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
个装置内气压相同(合理答案均可) 解析:(1)
不加入催
化剂,化学反应也能发生,只是反应速率会有不同,A不正
确。催化剂既能加快化学反应的速率,也能减慢化学反应
的速率,B不正确。在化学反应前后催化剂的质量和化学
性质都不变,C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,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,说明是通过比较收集等体积气体所用时间的长
短来比较催化效果,故“待测数据”应为收集40mL气体所
用的时间;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则y>
z。(5)
对比分析题图丙中的b、d点(相同时间收集的气体
体积不同)或a、c点(生成相同体积气体需要的时间不
同),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均相同,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气压相同。
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,首先要通过
实验证明该物质能否增大(或减小)该反应的化学反应
速率,其次要分别通过实验验证反应前后该物质的质量
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,且其本身质量和化学性质在化学反应前后
都没有改变的物质才是该反应的催化剂。
7
第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法
1.
D 2.
C
3.
(1)
-196℃~-183℃ (2)
熄灭 (3)
混合物
4.
D 解析:检查装置气密性时,要先将导管的另一端伸入
水中,后用手握住试管,A项错误;先检查装置气密性,后
装入试剂,B项错误;开始排出的气体为装置内的空气,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项错误;气体收集完毕后,应先将导管移
出水面,后熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸进入热的
试管中而造成试管炸裂,D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,选用直立型装置进行实验,结束
后应先将导管从水槽中移出,以防水槽中的水倒吸,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,因此反应生成氧气的总体
积小,D正确。
6.
(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与G作用能生成I和E,且G和I在常
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,可知推导正确。
7.
(1)
锥形瓶 (2)
⑦⑨ 观察集气瓶口的气泡冒出情
况,当集气瓶口有大量气泡冒出时,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,且需要
控制反应速率,因此选择带有分液漏斗的发生装置,故选
M作发生装置。乙炔的密度比空气略小,会在顶部聚集,
所以应从b端进气。
8.
(1)
BE 高锰酸钾
加热
→锰酸钾+二氧化锰+氧气
(2)
过氧化氢
二氧化锰
→水+氧气 (3)
氧气不易溶于水,
且不与水发生反应 (4)
1∶3 解析:(1)
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
易溶于水且不与水反应,用排水法收集的氧气较为纯净,
故应选E作为收集装置;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,该反应的文字表达式为高锰
酸钾
加热
→锰酸钾+二氧化锰+氧气。(2)
A装置为固液常
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。(3)
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。(4)
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 1
5
,则 氧 气 的 体 积 分 数 为
x+(100mL-x)×15
100mL ×100%=40%
,x=25mL,通入氧
气的体积和通入空气的体积之比约为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来选择发生装
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)来选择收集装置。用长颈漏斗时,必须
保证长颈漏斗的下端管口在液面以下,以防止产生的气
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。
专题特训一 氧气的性质及制取
1.
D 解析:铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体,
不会发出耀眼的白光,A
错误;由于木炭燃烧生成二氧化
碳气体,瓶内的压强基本不变,因此空气中氧气含量的测
定实验中,不可以将红磷换成木炭,B
错误;高锰酸钾在加
热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,在加热高
锰酸钾制取氧气的过程中二氧化锰是生成物,C
错误;氧气
的化学性质比较活泼,可以与许多物质发生氧化反应,D
正确。
2.
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。
3.
(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
8