第二单元 课题3 制取氧气-2025-2026学年新教材九年级上册化学同步辅导（人教版2024）

课题 3 制取氧气 知识梳理 1.实验室制取氧气 2.工业上制取氧气 (1)制取方法 (1)原理：利用液态氮和液态氧的沸点不 项目 过氧化氢制取氧气 高锰酸钾制取氧气 同，用升温的方法将两者分离出来。属于 物理变化。 长 棉花 发生 2过程：空气餐液态空气 装置 氮气（液态氮的沸点为一196℃） 液态氧（沸点为一183℃，储存在蓝色的 钢瓶中) 收集 3.催化剂和催化作用 装置 (1)定义：在化学反应里能改变其他物质的 反应 二氧化锰 过氧化氢 高锰酸钾加热锰酸 化学反应速率，而本身的质量和化学 原理 水十氧气 钾十二氧化锰十氧气 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 试剂 周，液 固 状态 的作用叫作催化作用。 (2)催化剂的特点：“一变（化学反应速率）、二 反应 二氧化锰作催化剂 加热 不变（质量和化学性质）”。 条件 常温 4.分解反应 (2)验满 (1)定义：由一种反应物生成两种或两种 ①排水法：用排水法收集氧气时，待集气 以上其他物质的反应。 瓶里的水排完时，证明已收集满。 (2)分解反应与化合反应的比较 ②向上排气法：用向上排空气法收集氧气 时，将带有火星的木条放在集气瓶瓶 分解反应 化合反应 口，若木条复燃，证明已收集满。 表达式 X→A+B+… A+B+..- X (3)用高锰酸钾制取氧气的注意事项 特征 变多 多变一 ①用高锰酸钾制取氧气，试管口要略向 高锰酸钾加热锰酸 碳十氧气点感二氧 下倾斜，可防止冷凝水流至热的试管 钾十二氧化锰十氧气 化碳 实例 底部，避免试管炸裂。 过氧化氢二氧化越 铁十氧气应警四氧 ②实验结束，应先从水槽中取出导管，然后 水十氧气 化三铁 再熄灭酒精灯，防止水倒流引起试管 都是化学变化：都属于化学反应的基本类 联系 炸裂。 型，两者是并列关系 基础过关 1.实验室用高锰酸钾制取氧气时，必须用到的 C.根据过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排 仪器是( 出得快慢 A.酒精灯 B.托盘天平 D.该装置可以随时调控产生氧气的速率 C.玻璃棒 D.燃烧匙 6.下图是实验室制取和收集气体的部分装置。 2.在实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气， 加入二氧化锰的目的是( A.使产生氧气量增多 B.提高氧气的纯度 C.使其在常温下迅速分解放出氧气 D.使生成的氧气更干燥 3.2021年诺贝尔化学奖揭晓，两位科学家因 “在不对称有机催化研究方面的进展”被授予 该奖项。下列有关催化剂的说法正确的 是() A.催化剂只能加快反应速率 (1)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的文字 B.生成物的总质量与催化剂无关 表达式是 C.只有二氧化锰才能作催化剂 D.反应前后催化剂的性质不变 (2)能用F装置收集氧气是因为氧气具有 4.下列关于工业制取氧气的说法中，正确的 且不与水反应的性质。集满氧 是() 气后，为防止水倒吸，应先 A.氧气先从液态空气中逸出 (填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”)。 B.原理是利用氧气与氮气的密度不同 现用该装置收集到一瓶气体，检验这瓶气 C.得到的液态氧储存在蓝色钢瓶中 体是氧气的方法是 D.该过程中发生了化学变化 5.【跨学科综合】小科根据所学知识，自制一台 (3)若用E装置收集氧气，则气体的入口是 (填“a”或“b”)。 “制氧器”，其装置如图所示。下列有关说法 (4)实验室用装置C制取氧气时，长颈漏斗的 错误的是( 下端需插入液面以下的目的是 A.反应仓中的液 密封盖 (5)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取 体试剂可以是 氧气的主要操作步骤有：①检查装置的气 过氧化氢溶液 水 密性；②收集气体并验满；③装入药品； B.过滤仓利用氧气 ④组装仪器。正确的操作顺序是 不易溶于水的 过滤仓 反应仓 (填序号)。为了控制反应速率，可选择 性质，使氧气湿润 (填字母)作为发生装置。 素养提升 1.下列物质中，含有氧气的是( A.气球胀大，红墨水左移 过氧化氢溶液 红墨水 A.过氧化氢溶液 B.高锰酸钾 B.气球缩小，红墨水右移 C.二氧化锰 D.空气 C.气球胀大，红墨水右移 充气气球 2.下列依次是实验室加热高锰酸钾制氧气的制 D.气球缩小，红墨水左移 二氧化锰 备、收集、验满、性质实验的示意图，其中正确 6.a、b两支试管，b试管内有少量二氧化锰，现 的是( 同时向两支试管内滴加等质量相同浓度的过 氧化氢溶液，能正确表示a、b两支试管放出 氧气的质量与反应时间的关系的是( 水 ↑氧气的质量任 ↑氧气的质量g A.制备 B.收集 反应时间 反应时间/s A B 一水 氧气的质量g 氧气的质量g C.验满 D.铁丝在氧气中燃烧 -a 3.下列反应中，既不属于化合反应，也不属于分 解反应，而属于氧化反应的是( 反应时间 反应时间 C D A.高锰酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十氧气 7.实验室制取氧气时，在试管中加热一定量的 B.铁十氧气点想四氧化三铁 高锰酸钾固体，随着反应的发生，纵坐标y表 C,石蜡十氧气点尊二氧化碳+水 示的是( ) A.高锰酸钾的质量 D.过氧化氢三氧化锰水十氧气 B.氧气的质量 4.下列说法正确的是( C.锰元素的质量分数 A.分离液态空气制取氧气属于分解反应 D.试管内固体物质的质量 B.对过氧化氢的分解具有催化作用的物质只 8.化学是一门以实验为基础的科学。选择图中 有二氧化锰 的部分仪器完成用高锰酸钾固体制取氧气的 C.为了便于运输，把氧气加压成液态储存在 实验。 蓝色钢瓶中 D.高锰酸钾是一种黑色的固体 5.如图，过氧化氢溶液在催化剂二氧化锰的作 用下，迅速分解放出大量氧气。下列现象正 确的是() 的速率与 有关。 (3)二氧化锰在过氧化氢分解前后质量和 不变。 【讨论交流】 E (4)小燕认为在这个实验中，必须使用排水法 回答下列问题： 收集氧气，理由是 (1)仪器B的名称是 (2)加热时需垫陶土网的仪器是 (填 【拓展延伸】 字母标号)。 同学们查阅资料后得知，氧化铜对过氧化氢 (3)该实验应选择的仪器有 (填字母 分解也有影响，因此设计实验继续探究。用 标号，不重复选用仪器)。 如图甲所示的装置进行了两次实验，在试管 (4)用制取的O进行铁丝燃烧实验：点燃系 中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分 在光亮的螺旋状细铁丝底端的火柴后，迅 别将注射器内盛有的3mL5%的过氧化氢 速将铁丝插入盛满O2的集气瓶中，观察 溶液注入试管中，利用注射器收集氧气，收集 到火柴剧烈燃烧，但细铁丝未燃烧，细铁 到氧气的体积和时间的关系如图乙所示。 丝未燃烧的原因是 过氧化氢溶液 活寒 9.【实验探究】化学实验常用二氧化锰催化过氧 化氢分解制取氧气。针对影响过氧化氢分解 速率的因素有哪些？某化学兴趣小组对此进 行以下探究： 过氧化 过氧化 ↑氧气体积 序号 氢溶液 氢溶液 二氧化 氧气的 温度 时间 锰的质 体积 的浓度 的质量 /℃ 化 量/g /ml. 1% /g ① 12 20 0.2g 125 20 时向 ② 30 12 20 0.2g 125 2 (5)根据 氧气的体积不同， ③ 3 12 40 125 148 可比较两种催化剂的催化效果，通过图像 【提出问题】影响过氧化氢分解速率的因素有 除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜 哪些？ 好，还能得出的结论是 【猜想与假设】假设1：过氧化氢溶液的浓度： 假设2：催化剂的质量； (6)由氧化铜催化的反应，t~t时间段反应 假设3：实验的温度。 速率逐渐变 (填“快”或“慢”)，原 (1)假设4： (请你提出一种假设)。 因是 。t1一tg时间 【设计实验方案】小明设计如下实验进行 段反应速率逐渐变 (填“快”或 验证。 “慢”)，原因是 (2)通过对比实验①和②可知，过氧化氢分解们都是氧化反应，B、C中的现象描述都错。 6.B 7.①②③⑥⑦④⑤ 【素养提升】 1.C点拨：蜡烛在氧气中燃烧比在空气中更 旺，发出白光，而不是白烟。 2.C点拔：硫在氧气中燃烧不会产生白烟， 磷在氧气中燃烧产生大量白烟；反应I、Ⅱ 分别体现了氧气的助燃性和氧化性，氧气 不具有可燃性；燃烧和缓慢氧化都属于氧 化反应；「类反应是物质在氧气中燃烧，放 出大量的热，Ⅱ类反应是物质发生缓慢氧 化，也放出热量。 3.D4.D 5.C点拨：根据氧气的助燃性和二氧化碳不 支持燃烧的性质进行鉴别，分别插入燃着 的木条，燃烧更剧烈的是氧气，熄灭的是二 氧化碳，正常燃烧的是空气。本题易错选 B,忽略了带有火星的木条在空气中易 熄灭。 6.D7.B 8.D点拔：本题易误选C。误选的原因是只 注意了铁丝和氧气反应生成的是四氧化三 铁固体，而忽视了铁丝只能在氧气中燃烧， 在空气中不能燃烧。 9.(1)蓝紫色氧气的浓度不同(2)增大反 应物接触面积，加快反应速率燃烧时铁 丝接触了集气瓶壁（合理即可）铁丝没有 打磨（或氧气浓度过低等，合理即可） (3)浓度和接触面积 10.(1)磨砂面(2)BC(3)少量(4)使木 炭与氧气充分反应木炭发出白光，放出 热量(5)铁+氧气点悠四氧化三铁 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底 课题3制取氧气 【基础过关】 1.A2.C3.B4.C 5.D点拨：反应仓中为固液常温下制取氧 气，可以为过氧化氢在二氧化锰的催化下分 解生成水和氧气，故反应仓中的液体试剂可 以是过氧化氢溶液；氧气不易溶于水，过滤 仓利用此性质，使氧气湿润：若气体不易溶 于水，则可通过单位时间内气泡的多少判断 气流的速度，所以根据过滤仓中气泡的多 少，可以判断氧气排出得快慢：该装置不可 以随时调控产生氧气的速率，故选D。 6.(1)高锰酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十氧 气(2)不易溶于水将导管移出水面 将带有火星的木条插入集气瓶中，若木条 复燃，则证明是氧气(3)b(4)防止气体 从长颈漏斗逸出(5)④①③②B(或D) 点拨：用E装置收集氧气（即排水法）时，应 该“短进长出”.即气体的人口是b。若用过 氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应速率， 可选择B或D装置，因为通过分液漏斗或 注射器能够控制液体的滴加速度和滴加 量，从而控制反应速率。 【素养提升】 1.D2.D3.C4.C 5.D点拨：过氧化氢溶液在二氧化锰催化作 用下分解生成O2,瓶内压强增大，气球缩 小，推动管内红墨水向左移动。 6.B点拨：加入催化剂比不加催化剂的反应 速率快，且等质量相同浓度的两份过氧化 氢溶液完全反应后收集到氧气的质量应该 是相等的，与是否加入催化剂没有关系，B 正确，A、C、D错误。 7.D 8.(1)试管(2)H(3)ABDEFG(4)火柴 燃烧消耗了氧气，瓶中氧气不足，不能支持 铁丝燃烧点拨：(2)锥形瓶(H)加热时需 垫陶土网，防止因受热不均匀而炸裂。 (3)利用高锰酸钾固体制取氧气需要加热， 氧气不易溶于水，可用排水法收集，故应选 择的仪器有ABDEFG。 9.(1)催化剂的种类(2)过氧化氢浓度 (3)化学性质(4)便于观察收集相同体积 氧气需要的时间(5)相同时间注射器内 催化剂只改变了反应速率，但是最终生 成物的质量不变(6)快反应放热，溶液 温度升高慢过氧化氢被消耗，反应物 浓度降低点拨：(1)催化剂的种类不同， 化学反应的速率不同，故假设4：催化剂的 种类。(2)实验①和②控制了温度、催化剂 质量，改变了过氧化氢的浓度，通过对比实 验①和②可知，过氧化氢浓度越大，生成相 同体积气体需要时间越短，因此过氧化氢 分解的速率与过氧化氢浓度有关。(3)二 氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，根据 催化剂概念可知，反应前后质量和化学性 质不变。(4)在这个实验中，必须使用排水 法收集氧气，理由是便于观察收集相同体 积氧气需要的时间。(5)可以通过相同时 间注射器内氧气的体积多少来确定反应快 慢，推断不同催化剂的催化效果：在题图乙 中两种催化剂最终生成氧气的量是相同 的，说明催化剂只改变了反应速率，但是最 终生成物的质量不变。(6)过氧化氢溶液 在氧化铜催化作用下分解生成氧气，放出 热量，使反应速率变快，故由氧化铜催化的 反应，t~时间段反应速率逐渐变快，原 因是过氧化氢分解放热。随着反应的进 行，过氧化氢溶液浓度变小，反应速率变 慢，故t1~t2时间段反应速率又逐渐变慢。 实验活动1氧气的实验室制取与性质 1.C2.D3.C4.B5.B 6.B点拨：氧气流可以把试管内的粉末状物 质吹出，其中的高锰酸钾溶于水呈紫红色， 所以应在试管口处塞一团棉花。 7.D 8.(1)铁架台长颈漏斗(2)B催化 (3)高锰酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十 氧气(4)氧气的密度比空气的大将一 根带有火星的木条放到集气瓶口，若木条 复燃，证明氧气已集满(5)AD 9.(2)催化火星四射(3)氧气的浓度铁十 氧气点警四氧化三铁过氧化氢二氧化锰 水十氧气 10.(1)C(2)过碳酸钠（或2NCO,·3H(O) (3)①二氧化锰（或MnO,)②淀粉 点拨：(1)收集干燥氧气，不能用排水集气 法，因为氧气的密度比空气的密度大，选 择向上排空气法收集，故应选取的收集装 置为C。(2)因为过碳酸钠易溶于水，遇 水分解为Na2CO和H2O2,H2O2在二氧 化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病 人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率， 不影响生成物的质量。根据表中数据配 方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的 成分是过碳酸钠。(3)①二氧化锰是黑色 固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧 化锰。②因为H(O2可以将K1转化为 1,淀粉遇12变蓝。所以另取少量滤液，滴 加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为 蓝色，证明滤液中仍含有HO2。 跨学科实践活动1微型空气 质量“检测站”的组装与使用 1.B 2.(1)②③④(2)C(3)差(4)乘坐公共 交通工具出行等（合理即可） 3.(1)④(2)二氧化硫酸雨(3)AC 4.(1)机动车尾气源(2)一氧化碳（或一氧 化氮)CO2(或N2)(3)2(4)acd 复习课 【综合复习】 1.D2.D3.D4.D5.B6.C7.C 8.C 9.D点拨：催化剂只改变反应速率，不影响 产生氧气的质量。 10.D11.A 12.A点拨：缓慢拉活塞时，锥形瓶内一部分 气体进入注射器，瓶内气压减小，外界空 气将由长颈漏斗进入锥形瓶，瓶内有水， 会观察到有气泡冒出。 13.D点拨：A.bc段气压增大的主要原因是 燃烧放热，使得气体受热膨胀，气压增大， A正确：B.cd段气压减小的主要原因是 集气瓶内的氧气不断被消耗，导致压强减 小，B正确：C.红磷熄灭后，此时的气体处 于膨胀状态，若立即打开止水夹，进入水 的体积会减小，会导致测得的结果小于 号，C正确：D.若用木炭代替红磷完成此 实验，由于木炭燃烧会生成二氧化碳气 体，且燃烧生成的二氧化碳的体积等于消 耗的氧气的体积，故反应结束后冷却至室 温时，装置内气压变化不大，故集气瓶内 气压变化趋势与图乙不一致，D错误。 14.(1)c(2)d(3)碳+氧气点s二氧化碳 (合理即可) 15.(1)试管酒精灯(2)ACD高锰 酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十氧气 (3)过氧化氢溶液二氧化锰过氧化氢 二氧化锰，水十氧气(4)不能刚开始放 出的气体不纯，混有空气(5)木条复燃 (6)预热将导管从水槽中取出熄灭酒 精灯(7)adG(8)可以收集一定体 积的氧气（合理即可） 16.(1)在教室外，将注射器活塞推至刻度为 0mL处，将注射器拿到教室，再拉动活塞 至刻度为VmL处并密封 (2)3V+,-V2×100% 7V7 点拨：(2)用注射器获取V,mL教室内的 空气，通过导管缓缓地全部推入量筒，与 量筒内足量的V:mL一氧化氮气体混合， 待充分反应后，读出量筒中剩余气体的体 积为V:mL,则一共消耗一氧化氨和氧气 的体积为(V1+V2一V3)mL;由题干信息： 同温同压下，在氢氧化钠溶液参与下，4体 积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应， 且产物能完全被溶液吸收，故消耗的氧气 体积为(V,+V,-V)mL:教室内空气 (V+V:-V) 中氧气的体积分数为 V 100%=3V+0-V)×100%. 7V