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

课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 怎样获得氧气 一、知识目标 1.了解工业制取氧气的方法，掌握实验室制取氧气的三种方法（用高锰酸钾、氯酸钾、分解过氧化氢溶液）。 2.学会仪器连接、检查装置气密性等基本操作，掌握加热高锰酸钾制取氧气和分解过氧化氢溶液制取氧气的实验步骤。 3.理解催化剂的概念，掌握催化剂“一变，二不变”的特点。 4.知道选择气体发生装置和收集装置的依据，能根据氧气的性质选择合适的收集方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氧气的制取方法和实验现象，从微观上理解催化剂对化学反应速率的影响。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和分析，建立实验室制取气体的一般思路和方法模型。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究过氧化氢在二氧化锰存在下的分解，培养实验操作能力和创新思维。 4.科学态度与社会责任：认识氧气在生产生活中的重要作用，培养关注社会、关注环境的意识。 一、学习重点 1.实验室制取氧气的原理、实验装置、操作步骤和收集方法；催化剂的概念。 二、学习难点 1.实验室制取氧气的实验操作和注意事项；选择气体发生装置和收集装置的依据。 1、 氧气的工业制法——分离液态空气法——物理变化 【实验探究】 原理：利用液态氧和液态氮的_____不同。 【易错易混辨析】分离液态空气法制取的“液氧”属于混合物，其中还混有少量的稀有气体等物质，工业上制取的“液氧”通道常加压后储存在蓝色的钢瓶中。 2、 氧气的实验室制法 （1）反应原理和发生装置 反应原理 加热高锰酸钾 分解过氧化氢 文字表达式 发生装置 固体加热型 固液常温型 装置选择依据 反应物为固体，反应条件为加热 反应物为液体，反应条件为固体催化剂和常温 （2）氧气的收集方法和验满方法 氧气的收集方法 收集装置 对应氧气性质 优点 验满方法 _________ ①不易溶于水 ②不与水反应 较纯净 当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出，证明已收集满。 ________ ①密度比空气大 ②不与空气成分反应 较干燥 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。 特别提醒：氧气的检验和验满 检验 将带火星的木条__________，如果带火星的木条复燃，说明是氧气 验满 将带火星的木条__________，如果带火星的木条复燃，说明氧气已集满 . . （3）实验室用高锰酸钾制氧气的操作步骤 _____：组装仪器，检查装置的气密性； _____：将药品装入试管内，使之平铺在试管的底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； _____：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上； _____：点燃酒精灯进行加热（记得预热）； _____：用排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集）； _____：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； _____：熄灭酒精灯，停止加热。 实验中的注意事项： a) 试管口要略向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部。 b) 导管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。 c) 用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。 d) 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。 e) 实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。 F) 检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气。 3.催化剂 过氧化氢水＋氧气（二氧化锰为该反应的催化剂） （1）催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 【易错易混辨析】 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。 ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 一、工业制取氧气 问题探究： 1.工业制备氧气要考虑哪些因素呢？工业上采取什么方法获取大量的氧气？ 2.分离液态空气法的原理是什么？ 3.分离液态空气法有什么优点？ 二、实验室制取氧气 （一）实验室制取氧气的准备 1.实验室制取氧气前，需要进行哪些操作？如何连接仪器和检查装置气密性？ 2.连接玻璃管和橡胶塞时要注意什么？检查装置气密性时要注意什么？ （二）过氧化氢在二氧化锰存在下的分解实验 问题思考： 1.过氧化氢在二氧化锰存在下的分解实验步骤是怎样的？会观察到什么现象？能得出什么结论？ 2.什么是催化剂？催化剂有什么特点？ 3.用过氧化氢溶液制取氧气的操作步骤有哪些？收集氧气可以用什么方法？ （2） 加热高锰酸钾制取氧气的实验 1.加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤有哪些？装置要点有哪些？ （三）气体收集装置和发生装置的选择 1.选择气体收集装置的依据是什么？收集装置有哪些类型？ 2.选择气体发生装置的依据是什么？发生装置有哪些类型？ 1.实验室用高锰酸钾和双氧水制取氧气的共同点是（ ） A．都使用二氧化锰作催化剂 B．反应都需要加热 C．都有两种生成物 D．都是分解反应 2.实验室用高锰酸钾制取氧气不需要用到的仪器是（ ） A．烧杯 B．集气瓶 C．导管 D．酒精灯 3. 某同学用KClO₃和MnO₂的混合物加热制取氧气，制取过程中MnO₂的质量分数（即质量百分含量）随反应时间的变化关系正确的是（ ） 4.（24 - 25八年级下·上海·期中）过氧化氢在二氧化锰催化作用下，快速反应产生大量氧气。下列说法正确的是（ ） A．反应结束后，经过滤、干燥可得到纯净的二氧化锰 B．气球缩小，红墨水左移 C．二氧化锰可以增加产生氧气的质量 D．若不加入二氧化锰，很难观察到气球形状的改变，因为过氧化氢不分解 5.如图是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： （1）写出仪器a、b的名称．a是 ，b是 ． （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在试管口放一团棉花的作用是 ，写出该反应的符号表达式： 。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，如需随时控制产生气体的量并节约药品，发生装置最好选用 ，反应的符号表达式为 。 （4）若用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是 。 （5）欲使用G装置用排空气法收集氧气，则气体应从导管口的 端（填“a”或“b”）通入；欲使用G装置用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从 端（填“a”或“b”）通入； 1、 氧气的实验室制取 （一）氧气的实验室制取 1.高锰酸钾分解制取氧气 （1）试剂：高锰酸钾（暗紫色固体） （2）反应表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 （3）装置：固体加热型 （4）高锰酸钾制氧气的操作步骤： ① 查：连接好装置并检查装置气密性。 ② 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。 ③ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂） 铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。 ④ 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。 ⑤ 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。 向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 ⑥离：将导管撤离水槽 ⑦熄：熄灭酒精灯停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。 2.过氧化氢（俗称“双氧水”）分解制取氧气 （1）试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） （2）反应表达式：过氧化氢水+氧气 H2O2 H2O + O2 注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用 （3）装置：固液常温型 （二）催化剂 1.概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。 2.特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变） 3.注意点： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。 拓展：影响化学反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 （3） 实验室制取气体装置 发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度） 固体加热型 反应物是固体 反应需要加热 固液常温型 反应物是固体和 液体，反应不加热 排水集气法 适合溶解性小 不与水反应的气体 向上排空气法 适合密度大于 空气的气体 向下排空气法 适合密度小于 空气的气体 适合 高锰酸钾制氧气 适合 过氧化氢制氧气 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 二、工业制取氧气 1.方法：一般采用分离液态空气法。 2.原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 3.储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 考点1 工业制取氧气 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正确的是 A．有新物质氧气生成 B．分离液态空气是化学变化 C．是利用氮气和氧气沸点不同 D．工业制氧得到的是纯净的氧气 2．下列关于空气各成分的说法中，错误的是 A．二氧化碳在空气中含量增多会加剧温室效应，属于空气污染源 B．如图为空气成分示意图，其中 R 指氧气 C．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐 D．工业上分离空气制取氧气的原理是利用液氮和液氧的沸点不同 3．下列方法都可以用于制取氧气，但其中一项与其他三项不属于同一类型，它是 A．通过分离液态空气制取氧气 B．分解过氧化氢溶液制取氧气 C．加热高锰酸钾制取氧气 D．加热氧化汞制取氧气 4．空气无处不在。 （1）在标准状况下，氧气是无色、无臭的气体， 溶于水。硫在氧气中燃烧，发出 火焰，放热，生成具有刺激性气味的气体，反应的文字或符号表示式是 。 （2）工业分离液态空气制取氧气的相关流程如图1。 ①经过滤器得到的洁净空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 ②分子筛的原理是利用分子筛均匀的微孔结构，其孔径大小允许小分子进入孔内而被吸附，而大分子被排除在外。图1流程中分子筛能吸附水分子和二氧化碳分子，而氮分子和氧分子不易被吸附，从而达到除杂的目的。据此推测水分子和二氧化碳分子比氮分子、氧分子体积 (填“大”或“小”)。 （3）分离塔中发生的变化原理如图2。 ①该过程利用了液态氧和液态氮的 不同将它们分离。 ②分离塔升温过程中，首先分离出的气体是 (填字母)。 a．氮气    b．氩气    c．氧气 5．空气是一种宝贵的资源，利用空气制取氮气和氧气的流程如图所示： （1）经过步骤A处理后的空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 （2）步骤B中所发生的变化属于 变化。 （3）步骤C的原理是利用氮气和氧气 (填“沸点”或“密度”)不同，将氮气和氧气分离。 （4）很多物质都能与氧气反应，下列反应属于缓慢氧化的是 (填序号)。 ①金属锈蚀    ②水分蒸发    ③食物腐烂变质    ④呼吸作用    ⑤天然气燃烧 考点2 实验室制取氧气 6．高锰酸钾分解制取氧气的实验不涉及的图标是 A． B． C． D． 7．同学们学习实验室制取氧气后，学习化学的兴趣不断提升。收集氢气(氢气密度比空气小，难溶于水)可选用的装置是 A．②③ B．① C．② D．①③ 8．我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士研发了多种用于石油化工生产的催化剂。下列有关催化剂的说法不正确的是 A．催化剂可以改变反应的速率 B．只能作催化剂 C．某一反应的催化剂可能不止一种 D．催化剂不能增多或减少生成物的量 9．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A． B．图①：用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 C．图②：在盛有空气的密闭集气瓶中点燃红磷 D．图③：向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液 E．图④：加热高锰酸钾制取氧气时，随着反应进行试管中剩余固体的质量变化情况 10．小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是 A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网可用铁丝网代替 D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气 11．下面是实验室制取气体的几种发生装置和收集装置，回答下列问题： （1）实验室通常选择A装置制氧气，发生的反应化学方程式为 ，为了收集较纯净的氧气应选择的收集装置是② ，收集气体结束后，氧气的纯度明显偏低，原因可能是 。 （2）B装置中有一处明显的错误，应改正为 ，用改正后的B装置制取二氧化碳，主要的操作步骤有：a、收集气体；b、检查装置的气密性；c、将固体试剂放入锥形瓶中；d、从长颈漏斗加入液体试剂。上述正确的操作顺序是 (填字母序号)。 （3）数字化实验可以将实验现象更直观化，在两只锥形瓶内放置相等质量的石灰石，注射器内分别为30mL稀盐酸和稀硫酸，同时推动注射器，点击采集气压，将两只锥形瓶内的气压数据绘制在同一张图中，可以得到如下图所示的图像。 (ⅰ)下列有关说法正确的是 。 A．曲线①表示是石灰石与稀盐酸反应    B．a点表示反应已停止 (ⅱ)由此数字化实验结果对二氧化碳的实验室制取的药品选择有什么启示 。 12．如图是大理石和稀盐酸反应的实验装置图，请回答下列问题： （1）实验现象：试管中白色固体表面有 产生，固体逐渐 ；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变 。 （2）实验前要先检查装置的气密性，正确的操作顺序为 。 A．将导管一端伸入水中    B．用手紧握试管    C．连接仪器 若观察到水中导管口有 ，说明装置不漏气；产生上述现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体 (填“增多”或“温度升高”)，压强增大， (填“大于”或“小于”或“等于”)外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。 13．实验室制取氧气。 （1）写出标号仪器名称： ； 。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应文字表达式是 ， 若从控制反应速率和节约药品的角度考虑，应选择的发生装置是 (填编号)。 （3）实验室若用高锰酸钾制取氧气，装置还需做的一点改动是 ，这样改动的原因是： 。写出高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。 （4）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶内要放入少量水的原因 。其反应的文字表达式 。 （5）若用如图所示的装置收集氧气，验满时，应 ，则已经收集满。还可利用排水法收集氧气，瓶中先装满水，气体应从 端通入。 （6）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。极易溶于水，其水溶液呈碱性。现选择合适的装置来制取并收集，应该选择的装置组合是 。 14．请根据如图提供的实验装置，回答有关问题。 （1）写出图中仪器的名称：a 。 （2）用A装置加热高锰酸钾制取氧气时，在试管口放一团棉花的作用是 ，反应的文字表达式为 。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取较为纯净的氧气，应选择的发生装置和收集装置的组合是 (填字母)，反应的文字表达式为 。 （4）用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集时有如下步骤：①点燃酒精灯 ②连接装置并检查装置的气密性 ③装入药品 ④用排水集气法收集氧气 ⑤把导气管撤离水面 ⑥熄灭酒精灯 ⑦连接仪器，把试管固定在铁架台上。其中操作顺序正确的是___________。 A．②③⑦①④⑤⑥ B．⑦②③①④⑤⑧ C．⑤⑦③②①④⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ 考点3 催化剂 15．把一定质量的过氧化氢溶液平均分成a、b两份，在a中加入少量二氧化锰，b中不加。产生氧气的质量与时间关系如图所示，其中正确的是 A． B． C． D． 16．有关催化剂的说法正确的是 A．在化学反应后化学性质发生了变化 B．催化剂是反应条件，不加入反应就不会发生 C．化学反应前后质量一定不变 D．只有二氧化锰能做反应的催化剂 17．按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是 A．过氧化氢分解生成水和氧气 B．反应产生的泡沫可用于灭火 C．没有催化剂过氧化氢不会分解 D．反应前后催化剂的化学性质不同 18．下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制取氧气中相关量的变化，其中正确的是 A． B． C． D． 19．过氧化氢在催化剂的作用下，分解放出大量氧气，现象正确的是 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 20．【科学探究】催化剂的相关研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为主题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，其 和化学性质在化学反应前后不变的物质，催化剂在化工生产中具有重要作用。 【任务二】探究催化剂 （2）小组同学查阅资料发现氧化铜(CuO)可作过氧化氢分解的催化剂，设计如上图实验进行验证，请填写下表。 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带有火星的木条 氧化铜的质量为 g 试管中有气泡产生，带火星木条复燃 氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂 （3）步骤①~⑥中，对比步骤 可证明氧化铜能加速过氧化氢分解。 （4）步骤②中反应的文字或符号表达式为 。 （5）步骤⑦中的重复实验，目的是证明氧化铜的 在化学反应前后不变。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 小组同学以生成50mL氧气为标准，设计如下实验。 序号 5%H2O2溶液的体积/mL 催化剂 时间/s I 10 2g二氧化锰 21 Ⅱ ？ 2g氧化铜 47 （6）实验Ⅱ中，5%H2O2溶液的体积应为 mL，由表中数据可知， (选填“二氧化锰”或“氧化铜”)的催化效果更好。 21．兴趣小组在“寻找新的催化剂”活动中，对“氧化铜能否作过氧化氢溶液分解的催化剂”进行了以下探究。 （1）实验一：甲同学按如下方案进行实验。 图1带火星的木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知氧化铜可加快过氧化氢溶液分解的速率，甲同学认为氧化铜可作过氧化氢溶液分解的催化剂。大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论是否正确，还需证明氧化铜的 在反应前后都没有改变。 （2）实验二：为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5 mL 10%过氧化氢溶液和不同催化剂进行实验，数据如下表。分析表中数据，可知氧化铁与土豆中催化效果更好的是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2 g氧化铁 7.0 mL 560 s ② 2 g土豆 21.8mL 560 s ③ 2 g生姜 21.8 m L x s 若实验证明土豆比生姜的催化效果更好，则上表中x (填“大于”“等于”或“小于”)560。 （3）写出实验二中实验编号①反应的文字表达式 。 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 怎样获得氧气 一、知识目标 1.了解工业制取氧气的方法，掌握实验室制取氧气的三种方法（用高锰酸钾、氯酸钾、分解过氧化氢溶液）。 2.学会仪器连接、检查装置气密性等基本操作，掌握加热高锰酸钾制取氧气和分解过氧化氢溶液制取氧气的实验步骤。 3.理解催化剂的概念，掌握催化剂“一变，二不变”的特点。 4.知道选择气体发生装置和收集装置的依据，能根据氧气的性质选择合适的收集方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氧气的制取方法和实验现象，从微观上理解催化剂对化学反应速率的影响。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和分析，建立实验室制取气体的一般思路和方法模型。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究过氧化氢在二氧化锰存在下的分解，培养实验操作能力和创新思维。 4.科学态度与社会责任：认识氧气在生产生活中的重要作用，培养关注社会、关注环境的意识。 一、学习重点 1.实验室制取氧气的原理、实验装置、操作步骤和收集方法；催化剂的概念。 二、学习难点 1.实验室制取氧气的实验操作和注意事项；选择气体发生装置和收集装置的依据。 1、 氧气的工业制法——分离液态空气法——物理变化 【实验探究】 原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 【易错易混辨析】分离液态空气法制取的“液氧”属于混合物，其中还混有少量的稀有气体等物质，工业上制取的“液氧”通道常加压后储存在蓝色的钢瓶中。 2、 氧气的实验室制法 （1）反应原理和发生装置 反应原理 加热高锰酸钾 分解过氧化氢 文字表达式 高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 过氧化氢水＋氧气 发生装置 固体加热型 固液常温型 装置选择依据 反应物为固体，反应条件为加热 反应物为液体，反应条件为固体催化剂和常温 （2）氧气的收集方法和验满方法 氧气的收集方法 收集装置 对应氧气性质 优点 验满方法 排水法 ①不易溶于水 ②不与水反应 较纯净 当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出，证明已收集满。 向上排空气法 ①密度比空气大 ②不与空气成分反应 较干燥 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。 特别提醒：氧气的检验和验满 检验 将带火星的木条伸入集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气 验满 将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气已集满 . . （3）实验室用高锰酸钾制氧气的操作步骤 查：组装仪器，检查装置的气密性； 装：将药品装入试管内，使之平铺在试管的底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； 定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上； 点：点燃酒精灯进行加热（记得预热）； 收：用排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集）； 移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； 熄：熄灭酒精灯，停止加热。 实验中的注意事项： a) 试管口要略向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部。 b) 导管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。 c) 用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。 d) 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。 e) 实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。 F) 检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气。 3.催化剂 过氧化氢水＋氧气（二氧化锰为该反应的催化剂） （1）催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 【易错易混辨析】 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。 ③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能不同； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如二氧化锰、硫酸铜等都可催化分解过氧化氢。 一、工业制取氧气 问题探究： 1.工业制备氧气要考虑哪些因素呢？工业上采取什么方法获取大量的氧气？ 答案：工业制备氧气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。工业上采取分离液态空气的方法获取大量的氧气。 2.分离液态空气法的原理是什么？ 利用空气中各成分的沸点不同，通过低温、加压使空气变为液态空气，再升温，沸点低的氮气先蒸发出来，剩下的主要就是液态氧。这是一个物理变化过程。 3.分离液态空气法有什么优点？ 答案：分离液态空气法原料易得、成本低廉，能大量生产氧气。 二、实验室制取氧气 （一）实验室制取氧气的准备 1.实验室制取氧气前，需要进行哪些操作？如何连接仪器和检查装置气密性？ 答案：需要进行仪器连接和检查装置气密性。连接仪器包括把玻璃管插入橡胶塞、在玻璃管上套上乳胶管、用橡胶塞塞住试管等；检查装置气密性是先将导管一端伸入水中，再用手紧握容器外壁，观察导管口是否有气泡冒出以及松开手掌后导管口是否形成水柱。 2.连接玻璃管和橡胶塞时要注意什么？检查装置气密性时要注意什么？ 答案：连接玻璃管和橡胶塞时，玻璃管一端要用水润湿，转动插入；检查装置气密性时要保持在密闭系统中进行。 （二）过氧化氢在二氧化锰存在下的分解实验 问题思考： 1.过氧化氢在二氧化锰存在下的分解实验步骤是怎样的？会观察到什么现象？能得出什么结论？ 答案：实验步骤需按照课件中的要求操作。现象为常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃；加入二氧化锰后，带火星的木条复燃，说明二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃；重新加入过氧化氢溶液，带火星的木条复燃，说明氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。 2.什么是催化剂？催化剂有什么特点？ 答案：催化剂是能改变其他物质的反应速率（可以是加快也可以是减慢），自身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质。催化剂的特点是“一变，二不变”，即改变反应速率，质量和化学性质不变，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 3.用过氧化氢溶液制取氧气的操作步骤有哪些？收集氧气可以用什么方法？ 答案：操作步骤为“组、查、装、塞、滴、收”，即组装仪器、检查装置的气密性、向反应容器中装入固体试剂、塞紧双孔胶塞、向反应容器中滴加过氧化氢溶液、收集气体；收集氧气可以用向上排空气法，条件是密度比空气大，不与空气中成份反应，优点是气体干燥，缺点是不纯净，导管要接近集气瓶底部，便于排净瓶内空气，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气已集满。 （2） 加热高锰酸钾制取氧气的实验 1.加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤有哪些？装置要点有哪些？ 答案：实验步骤为“查、装、定、点、收、离、熄”，谐音记忆为“茶庄定点收利息”；装置要点包括酒精灯用外焰加热、试管口略向下倾斜、铁夹在距试管口处、导气管略出胶塞、试管口放一团玻璃棉防止高锰酸钾粉末沿导气管进入水槽等。 （三）气体收集装置和发生装置的选择 1.选择气体收集装置的依据是什么？收集装置有哪些类型？ 答案：选择气体收集装置的依据是气体的密度、溶解性以及是否与空气和水反应。收集装置类型有排水法（优点是收集的气体较纯）、向上排空气法（条件是密度比空气大，不与空气中成份反应，优点是气体干燥，缺点是不纯净）、向下排空气法（条件是密度比空气小，不与空气中成份反应，优点是气体干燥，缺点是不纯净）。 2.选择气体发生装置的依据是什么？发生装置有哪些类型？ 答案：选择气体发生装置的依据是反应物的状态和反应发生的条件。发生装置类型有固固加热型（适用范围是反应物是固体，反应需要加热，注意事项有试管口略向下倾斜、夹持试管中上部、导管稍露胶塞等）、固液不加热型（适用范围是反应物为固体和液体，反应不需加热，注意事项有导管稍露胶塞、长颈漏斗末端伸到液面以下等）。 1.实验室用高锰酸钾和双氧水制取氧气的共同点是（ ） A．都使用二氧化锰作催化剂 B．反应都需要加热 C．都有两种生成物 D．都是分解反应 【答案】D 【解析】用高锰酸钾制取氧气不需要二氧化锰作催化剂，A选项错误；分解过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，B选项错误；高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，C选项错误；高锰酸钾分解和过氧化氢分解都属于分解反应，D选项正确。 2.实验室用高锰酸钾制取氧气不需要用到的仪器是（ ） A．烧杯 B．集气瓶 C．导管 D．酒精灯 【答案】A 【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气需要用到的仪器有试管、集气瓶、导管、酒精灯、铁架台等，不需要烧杯，选A。 3. 某同学用KClO₃和MnO₂的混合物加热制取氧气，制取过程中MnO₂的质量分数（即质量百分含量）随反应时间的变化关系正确的是（ ） 【答案】B 【解析】用KClO₃和MnO₂的混合物加热制取氧气，MnO₂是催化剂，反应前后质量不变，而KClO₃分解生成KCl和氧气，固体质量逐渐减少，所以MnO₂的质量分数逐渐增大，当KClO₃完全分解后，MnO₂的质量分数不再变化，选B。 4.（24 - 25八年级下·上海·期中）过氧化氢在二氧化锰催化作用下，快速反应产生大量氧气。下列说法正确的是（ ） A．反应结束后，经过滤、干燥可得到纯净的二氧化锰 B．气球缩小，红墨水左移 C．二氧化锰可以增加产生氧气的质量 D．若不加入二氧化锰，很难观察到气球形状的改变，因为过氧化氢不分解 【答案】AB 【解析】二氧化锰是催化剂，反应前后质量和化学性质不变，反应结束后，经过滤、干燥可得到纯净的二氧化锰，A选项正确；过氧化氢分解产生氧气，使装置内压强增大，气球缩小，红墨水左移，B选项正确；二氧化锰只能加快过氧化氢分解的速率，不能增加产生氧气的质量，C选项错误；过氧化氢在常温下也能缓慢分解，只是速率很慢，D选项错误。 5.如图是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： （1）写出仪器a、b的名称．a是 ，b是 ． （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在试管口放一团棉花的作用是 ，写出该反应的符号表达式： 。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，如需随时控制产生气体的量并节约药品，发生装置最好选用 ，反应的符号表达式为 。 （4）若用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是 。 （5）欲使用G装置用排空气法收集氧气，则气体应从导管口的 端（填“a”或“b”）通入；欲使用G装置用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从 端（填“a”或“b”）通入； 【答案】（1）锥形瓶；酒精灯；（2）防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2↑；（3）C；2H2O2=2H2O + O2↑； （4）将带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满；（5）a；b 【解析】（1）仪器a是锥形瓶，b是酒精灯。（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在试管口放一团棉花的作用是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，该反应的符号表达式为2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2↑。（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，如需随时控制产生气体的量并节约药品，发生装置最好选用C，因为C装置中的分液漏斗可以控制液体的滴加速度，从而控制反应速率，该反应的符号表达式为2H2O2=2H2O + O2↑。（4）用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满。（5）用G装置用排空气法收集氧气，因为氧气密度比空气大，所以气体应从导管口的a端通入；用G装置用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从b端通入，因为气体的密度比水小，会从b端进入将水从a端排出。 1、 氧气的实验室制取 （一）氧气的实验室制取 1.高锰酸钾分解制取氧气 （1）试剂：高锰酸钾（暗紫色固体） （2）反应表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 （3）装置：固体加热型 （4）高锰酸钾制氧气的操作步骤： ① 查：连接好装置并检查装置气密性。 ② 装：装入试剂（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导管。 ③ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流使试管底部炸裂） 铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。 ④ 点：点燃酒精灯加热，先使试管均匀受热（预热），后在固体试剂部位用酒精灯外焰加热。 ⑤ 收：收集气体。 排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。 向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。 ⑥离：将导管撤离水槽 ⑦熄：熄灭酒精灯停止加热 先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸，炸裂试管。 2.过氧化氢（俗称“双氧水”）分解制取氧气 （1）试剂：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） （2）反应表达式：过氧化氢水+氧气 H2O2 H2O + O2 注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用 （3）装置：固液常温型 （二）催化剂 1.概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。 2.特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变） 3.注意点： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。 拓展：影响化学反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。 （3） 实验室制取气体装置 发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度） 固体加热型 反应物是固体 反应需要加热 固液常温型 反应物是固体和 液体，反应不加热 排水集气法 适合溶解性小 不与水反应的气体 向上排空气法 适合密度大于 空气的气体 向下排空气法 适合密度小于 空气的气体 适合 高锰酸钾制氧气 适合 过氧化氢制氧气 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 二、工业制取氧气 1.方法：一般采用分离液态空气法。 2.原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 3.储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 考点1 工业制取氧气 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正确的是 A．有新物质氧气生成 B．分离液态空气是化学变化 C．是利用氮气和氧气沸点不同 D．工业制氧得到的是纯净的氧气 【答案】C 【解析】A、该过程只是将氮气和氧气进行分离，没有新物质生成，该选项描述不正确； B、该过程中没有新物质生成，属于物理变化，该选项描述不正确； C、该过程是利用氮气和氧气的沸点不同，将它们进行分离，该选项描述正确； D、由图可知，该过程是将氮气分离，剩余的气体中主要成分为氧气，但仍含有稀有气体等，属于混合物，该选项描述不正确。 故选C。 2．下列关于空气各成分的说法中，错误的是 A．二氧化碳在空气中含量增多会加剧温室效应，属于空气污染源 B．如图为空气成分示意图，其中 R 指氧气 C．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐 D．工业上分离空气制取氧气的原理是利用液氮和液氧的沸点不同 【答案】A 【解析】A、空气中二氧化碳含量增多会引起温室效应，但二氧化碳不属于空气污染物，该选项说法错误； B、按空气体积分数计，氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体占0.94%，则 R 指氧气，该选项说法正确； C、氮气化学性质不活泼，可作食品保护气，该选项说法正确； D、工业上利用液氮和液氧的沸点不同，可将它们进行分离，从而得到氧气，该选项说法正确。 故选A。 3．下列方法都可以用于制取氧气，但其中一项与其他三项不属于同一类型，它是 A．通过分离液态空气制取氧气 B．分解过氧化氢溶液制取氧气 C．加热高锰酸钾制取氧气 D．加热氧化汞制取氧气 【答案】A 【解析】A、通过分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同，将各成分分离，没有新物质生成，属于物理变化； B、分解过氧化氢溶液制取氧气，有新物质氧气生成，属于化学变化； C、加热高锰酸钾制取氧气，有新物质锰酸钾、二氧化锰和氧气生成，属于化学变化； D、加热氧化汞制取氧气，有新物质汞和氧气生成，属于化学变化。 A方法为物理变化，其它方法均为化学变化，因此A选项与其他三个选项不属于同一类型，故选A。 4．空气无处不在。 （1）在标准状况下，氧气是无色、无臭的气体， 溶于水。硫在氧气中燃烧，发出 火焰，放热，生成具有刺激性气味的气体，反应的文字或符号表示式是 。 （2）工业分离液态空气制取氧气的相关流程如图1。 ①经过滤器得到的洁净空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 ②分子筛的原理是利用分子筛均匀的微孔结构，其孔径大小允许小分子进入孔内而被吸附，而大分子被排除在外。图1流程中分子筛能吸附水分子和二氧化碳分子，而氮分子和氧分子不易被吸附，从而达到除杂的目的。据此推测水分子和二氧化碳分子比氮分子、氧分子体积 (填“大”或“小”)。 （3）分离塔中发生的变化原理如图2。 ①该过程利用了液态氧和液态氮的 不同将它们分离。 ②分离塔升温过程中，首先分离出的气体是 (填字母)。 a．氮气    b．氩气    c．氧气 【答案】（1）不易 蓝紫色 或 （2）混合物 小 （3）沸点 a 【解析】（1）在标准状况下，氧气是无色、无臭的气体，不易溶于水。硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，放热，生成具有刺激性气味的气体，反应的文字或符号表示式是或，故填：不易；蓝紫色；或； （2）①洁净的空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物，故填：混合物； ②分子筛的原理是利用分子筛均匀的微孔结构，其孔径大小允许小分子进入孔内而被吸附，而大分子被排除在外，图1流程中分子筛能吸附水分子和二氧化碳分子，而氮分子和氧分子不易被吸附，说明水分子和二氧化碳分子比氮分子、氧分子体积小，故填：小； （3）①分离液态空气是利用液态氧和液态氮的沸点不同将它们分离，该过程中没有生成新物质，属于物理变化，故填：沸点； ②氮气、氩气、氧气这三种气体中，氮气的沸点最低，所以分离塔升温过程中，首先分离出的气体是氮气，故填：a。 5．空气是一种宝贵的资源，利用空气制取氮气和氧气的流程如图所示： （1）经过步骤A处理后的空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 （2）步骤B中所发生的变化属于 变化。 （3）步骤C的原理是利用氮气和氧气 (填“沸点”或“密度”)不同，将氮气和氧气分离。 （4）很多物质都能与氧气反应，下列反应属于缓慢氧化的是 (填序号)。 ①金属锈蚀    ②水分蒸发    ③食物腐烂变质    ④呼吸作用    ⑤天然气燃烧 【答案】（1）混合物 （2）物理 （3）沸点 （4）①③④ 【解析】（1）经过步骤A处理后的空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质，所以属于混合物。 （2）步骤B中无新物质生成，只是状态的改变，所发生的变化属于物理变化。 （3）步骤C的原理是利用氮气和氧气沸点不同，将氮气和氧气分离，液氮先变为氮气蒸发出来，剩下的主要是液态氧。 （4）①进行得很慢，甚至不容易被察觉的氧化反应是缓慢氧化，金属锈蚀属于缓慢氧化，符合题意；②水分蒸发发生的是物理变化，不符合题意；③食物腐烂变质属于缓慢氧化，符合题意；④呼吸作用属于缓慢氧化，符合题意；⑤天然气燃烧是剧烈的氧化反应，不属于缓慢氧化，不符合题意。故填：①③④。 考点2 实验室制取氧气 6．高锰酸钾分解制取氧气的实验不涉及的图标是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、图示为护目镜标志，高锰酸钾制取氧气需要加热，需要明火，为了保护眼睛需要戴护目镜，该选项不符合题意； B、图示为明火标志，高锰酸钾制取氧气需要加热，需要明火，该选项不符合题意； C、图示为排风标志，高锰酸钾分解生成氧气，氧气无毒，不需要通风，该选项符合题意； D、图示为热烫标志，用高锰酸钾制取氧气，需要加热，需要防止热烫，该选项不符合题意。 故选C。 7．同学们学习实验室制取氧气后，学习化学的兴趣不断提升。收集氢气(氢气密度比空气小，难溶于水)可选用的装置是 A．②③ B．① C．② D．①③ 【答案】A 【解析】氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集，即②，氢气难溶于水，可以排水法收集，即③，短管进气。 故选：A。 8．我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士研发了多种用于石油化工生产的催化剂。下列有关催化剂的说法不正确的是 A．催化剂可以改变反应的速率 B．只能作催化剂 C．某一反应的催化剂可能不止一种 D．催化剂不能增多或减少生成物的量 【答案】B 【解析】A、催化剂可以改变反应的速率。可能较快，也可能减慢，该选项说法正确； B、二氧化锰在某些反应中是催化剂（如过氧化氢分解），但在其他反应中可能作为反应物或生成物（如高锰酸钾分解生成二氧化锰），则二氧化锰不是只能作催化剂，该选项说法不正确； C、某一反应的催化剂可能不止一种。例如，过氧化氢分解可用二氧化锰、氧化铁等不同催化剂，该选项说法正确； D、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物质量，该选项说法正确。 故选B。 9．下列图像能正确反映对应变化关系的是 A． B．图①：用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气 C．图②：在盛有空气的密闭集气瓶中点燃红磷 D．图③：向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液 E．图④：加热高锰酸钾制取氧气时，随着反应进行试管中剩余固体的质量变化情况 【答案】C 【解析】A、用等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气，催化剂只能改变反应速率，不能改变生成氧气的质量，最终生成氧气的质量应相等，图①错误。 B、在盛有空气的密闭集气瓶中点燃红磷，红磷燃烧放热，瓶内压强增大，随着反应进行，氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强减小，由于氧气被消耗，最终压强应小于初始压强，图②错误。 C、向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液，二氧化锰是催化剂，反应前后质量和化学性质不变，随着过氧化氢溶液的加入，产生氧气的质量不断增大，图③正确。 D、加热高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，剩余固体质量逐渐减小，最终剩余固体是锰酸钾和二氧化锰，质量不会减小至0，图④错误。 故选C。 10．小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是 A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网可用铁丝网代替 D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气 【答案】D 【解析】A、反应产生的二氧化碳气体在U形管右侧液面上方，沿导管导出，漏斗一边不会有气体逸散，故漏斗下端不用伸入液面以下，A不正确； B、该装置可通过打开、关闭弹簧夹控制固液试剂的接触与分离，达到控制反应发生与停止的目的，B不正确； C、铁能与稀盐酸反应生成氢气，将铜网换作铁丝网会腐蚀铁丝网，且使产生的二氧化碳中混有氢气，C不正确； D、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，将石灰石换成锌粒，用此装置可制取氢气，D说法正确。 故选D。 11．下面是实验室制取气体的几种发生装置和收集装置，回答下列问题： （1）实验室通常选择A装置制氧气，发生的反应化学方程式为 ，为了收集较纯净的氧气应选择的收集装置是② ，收集气体结束后，氧气的纯度明显偏低，原因可能是 。 （2）B装置中有一处明显的错误，应改正为 ，用改正后的B装置制取二氧化碳，主要的操作步骤有：a、收集气体；b、检查装置的气密性；c、将固体试剂放入锥形瓶中；d、从长颈漏斗加入液体试剂。上述正确的操作顺序是 (填字母序号)。 （3）数字化实验可以将实验现象更直观化，在两只锥形瓶内放置相等质量的石灰石，注射器内分别为30mL稀盐酸和稀硫酸，同时推动注射器，点击采集气压，将两只锥形瓶内的气压数据绘制在同一张图中，可以得到如下图所示的图像。 (ⅰ)下列有关说法正确的是 。 A．曲线①表示是石灰石与稀盐酸反应    B．a点表示反应已停止 (ⅱ)由此数字化实验结果对二氧化碳的实验室制取的药品选择有什么启示 。 【答案】（1） C 收集前，集气瓶中未装满水（未等气泡连续均匀冒出时就开始收集） （2）右侧的导管不能在液面之下，稍微露出塞子即可 bcda （3）A 稀硫酸不适于实验室制取二氧化碳 【解析】（1）实验室选择A装置制氧气，即选择加热高锰酸钾的方法制取氧气，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。收集纯净的气体一般用排水法。用排水法收集氧气不纯的原因可能是收集前集气瓶没有装满水或者是未等导管口有连续均匀气泡冒出时就开始收集。故填：；C；收集前集气瓶中未装满水（未等气泡连续均匀冒出时就开始收集）。 （2）B装置中明显的错误是右侧导管伸入锥形瓶过长，应改正为右侧的导管不能在液面之下，稍微露出塞子即可。实验室制取二氧化碳的操作顺序应为：先检查装置气密性，然后装入试剂，装入试剂的顺序为先固后液，然后收集气体。故填：右侧的导管不能在液面之下，稍微露出塞子即可；bcda。 （3）(ⅰ)根据图像可知，曲线①表示是石灰石与稀盐酸反应，A正确；a点之后瓶内气压仍然增大，说明反应仍在进行，B错误； 故选A。 (ⅱ)根据图像可知，稀硫酸和石灰石混合后，瓶内气压几乎不变。说明稀硫酸不适于实验室制取二氧化碳。故填：稀硫酸不适于实验室制取二氧化碳。 12．如图是大理石和稀盐酸反应的实验装置图，请回答下列问题： （1）实验现象：试管中白色固体表面有 产生，固体逐渐 ；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变 。 （2）实验前要先检查装置的气密性，正确的操作顺序为 。 A．将导管一端伸入水中    B．用手紧握试管    C．连接仪器 若观察到水中导管口有 ，说明装置不漏气；产生上述现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体 (填“增多”或“温度升高”)，压强增大， (填“大于”或“小于”或“等于”)外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。 【答案】（1）气泡 减少 浑浊 （2）CAB 气泡 温度升高 大于 物理 【解析】（1）大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。所以实验现象为：试管中白色固体表面有气泡产生，固体逐渐减少；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水（主要成分是氢氧化钙）与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊。 （2）检查装置气密性的正确操作顺序为：先连接仪器（C），再将导管一端伸入水中（A），最后用手紧握试管（B），所以顺序为CAB。若观察到水中导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。产生该现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体温度升高，压强大于外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程中没有新物质生成，发生物理变化。 13．实验室制取氧气。 （1）写出标号仪器名称： ； 。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应文字表达式是 ， 若从控制反应速率和节约药品的角度考虑，应选择的发生装置是 (填编号)。 （3）实验室若用高锰酸钾制取氧气，装置还需做的一点改动是 ，这样改动的原因是： 。写出高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。 （4）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶内要放入少量水的原因 。其反应的文字表达式 。 （5）若用如图所示的装置收集氧气，验满时，应 ，则已经收集满。还可利用排水法收集氧气，瓶中先装满水，气体应从 端通入。 （6）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。极易溶于水，其水溶液呈碱性。现选择合适的装置来制取并收集，应该选择的装置组合是 。 【答案】（1）分液漏斗 铁架台 （2） B （3）在试管口放一团棉花 防止加热时固体粉末进入导管，造成堵塞 （4）防止生成的高温熔融物溅落，使瓶底炸裂 （5）在f导管口放一根带火星木条，若木条复燃 f （6）CD/CG 【分析】本题主要考查实验室制取气体的相关知识，包括仪器名称、反应文字表达式、发生装置和收集装置的选择、实验操作注意事项以及实验现象分析等，依据常见气体制取的原理和性质进行解答。 【解析】（1）由仪器的形状和用途可知a是分液漏斗；c是铁架台。 （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，故可以写出文字表达式：；分液漏斗可以控制液体的滴加速度，从而控制反应速率，还能节约药品，所以从控制反应效率和节约药品的角度应选B装置。 （3）高锰酸钾制取氧气时，为防止加热时试管内的粉未状物质进入导管，需要在试管口放一团棉花；高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故可以写出文字表达式：。 （4）铁丝在氧气中会剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，为了防止生成的高温熔融物溅落使瓶底炸裂，可以在瓶底放少量的水或细沙；铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，故可以写出文字表达式：。 （5）由于氧气的密度比空气大，用G装置收集氧气时，氧气从e端通入，空气从f端排出，验满时将带火星的木条放在f导管口，若木条复燃则已收集满；用排水法收集氧气时，瓶中先装满水，气体应从f端通入，将水从e端排出。 （6）制取氨气是固体与固体共热的反应，发生装置选C；氨气密度比空气小，极易溶于水，收集装置可选D或G，所以装置组合为CD或CG。 14．请根据如图提供的实验装置，回答有关问题。 （1）写出图中仪器的名称：a 。 （2）用A装置加热高锰酸钾制取氧气时，在试管口放一团棉花的作用是 ，反应的文字表达式为 。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取较为纯净的氧气，应选择的发生装置和收集装置的组合是 (填字母)，反应的文字表达式为 。 （4）用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集时有如下步骤：①点燃酒精灯 ②连接装置并检查装置的气密性 ③装入药品 ④用排水集气法收集氧气 ⑤把导气管撤离水面 ⑥熄灭酒精灯 ⑦连接仪器，把试管固定在铁架台上。其中操作顺序正确的是___________。 A．②③⑦①④⑤⑥ B．⑦②③①④⑤⑧ C．⑤⑦③②①④⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ 【答案】（1）长颈漏斗 （2）防止加热时试管内固体粉末进入导管 （3）BE （4）A 【解析】（1）根据图像，仪器 a 是分液漏斗。 （2）用 A 装置加热高锰酸钾制取氧气时，在试管口放一团棉花，是为了防止加热时试管内固体粉末进入导管； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，是固液不加热型反应，发生装置选 B；氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，要收集较为纯净的氧气，用排水法，收集装置选 E，所以装置组合是 BE； 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：。 （4）用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的操作顺序为：连接装置并检查装置的气密性（②）、装入药品（③）、连接仪器，把试管固定在铁架台上（⑦）、点燃酒精灯（①）、用排水集气法收集氧气（④）、把导气管撤离水面（⑤）、熄灭酒精灯（⑥），所以正确顺序是②③⑦①④⑤⑥，选 A。 考点3 催化剂 15．把一定质量的过氧化氢溶液平均分成a、b两份，在a中加入少量二氧化锰，b中不加。产生氧气的质量与时间关系如图所示，其中正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】把一定质量的过氧化氢溶液平均分成a、b两份，a中加入二氧化锰，b中不加。过氧化氢在常温下能分解产生氧气，能在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰作催化剂，能加快化学反应的速率，不能改变生成氧气的质量。故a反应速率快，至反应结束所需的时间少；b反应速率慢。最终产生氧气质量相等。 【解析】A.最终氧气质量不相等，故A错误； B.a中加入催化剂，因此是a至反应结束所需时间较短，而不是b，故B错误； C.最终氧气质量不相等，故C错误； D.a中加入少量二氧化锰，b中不加，a至反应结束所用时间比b短，最终产生氧气质量相等，故D正确。 综上，故选D。 16．有关催化剂的说法正确的是 A．在化学反应后化学性质发生了变化 B．催化剂是反应条件，不加入反应就不会发生 C．化学反应前后质量一定不变 D．只有二氧化锰能做反应的催化剂 【答案】C 【解析】A、化学反应前后催化剂的化学性质不变，不符合题意； B、不加入催化剂，反应也会发生，催化剂只能改变化学反应速率，不能决定反应是否发生，不符合题意； C、化学反应前后催化剂的质量不变，符合题意； D、不是只有二氧化锰能做反应的催化剂，如过氧化氢分解制取氧气的反应中，氧化铜也能做催化剂，不符合题意。 故选C。 17．按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是 A．过氧化氢分解生成水和氧气 B．反应产生的泡沫可用于灭火 C．没有催化剂过氧化氢不会分解 D．反应前后催化剂的化学性质不同 【答案】A 【解析】A、过氧化氢能分解生成水和氧气，该选项说法正确； B、反应产生的泡沫中含有氧气，氧气具有助燃性，不可用于灭火，该选项说法不正确； C、没有催化剂过氧化氢也会分解，只是反应速率慢一些，该选项说法不正确； D、反应前后催化剂的质量和化学性质不变，该选项说法不正确。 故选A。 18．下列各图表示利用一定量过氧化氢溶液制取氧气中相关量的变化，其中正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、一定量的过氧化氢溶液中，质量分数越大，反应速率越快，产生的气体越多，选项正确； B、催化剂在化学反应前后质量不变，且加入催化剂不改变生成物的质量，选项错误； C、二氧化锰是反应的催化剂，反应前后质量不变，选项错误； D、过氧化氢分解生成水，故溶液中水的质量增大，选项错误； 故选A。 19．过氧化氢在催化剂的作用下，分解放出大量氧气，现象正确的是 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 【答案】D 【解析】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气，则瓶内的压强变大，充气的气球缩小，红墨水向左移动，故选D。 20．【科学探究】催化剂的相关研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为主题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，其 和化学性质在化学反应前后不变的物质，催化剂在化工生产中具有重要作用。 【任务二】探究催化剂 （2）小组同学查阅资料发现氧化铜(CuO)可作过氧化氢分解的催化剂，设计如上图实验进行验证，请填写下表。 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生，带有火星的木条 氧化铜的质量为 g 试管中有气泡产生，带火星木条复燃 氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂 （3）步骤①~⑥中，对比步骤 可证明氧化铜能加速过氧化氢分解。 （4）步骤②中反应的文字或符号表达式为 。 （5）步骤⑦中的重复实验，目的是证明氧化铜的 在化学反应前后不变。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 小组同学以生成50mL氧气为标准，设计如下实验。 序号 5%H2O2溶液的体积/mL 催化剂 时间/s I 10 2g二氧化锰 21 Ⅱ ？ 2g氧化铜 47 （6）实验Ⅱ中，5%H2O2溶液的体积应为 mL，由表中数据可知， (选填“二氧化锰”或“氧化铜”)的催化效果更好。 【答案】（1）质量 （2）复燃 0.2 （3）①③ （4）/ （5）化学性质 （6）10 二氧化锰 【解析】（1）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，其质量和化学性质在化学反应前后不变的物质。 （2）因为氧化铜能加快过氧化氢分解，产生大量氧气使带火星的木条复燃； 催化剂在反应前后质量不变，所以氧化铜的质量为0.2g。 （3）步骤①中过氧化氢分解慢，无明显现象，步骤②加入氧化铜后，过氧化氢分解加快，步骤③中有气泡产生且带火星木条复燃，对比步骤①和③可证明氧化铜能加速过氧化氢分解。 （4）步骤②中是过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：；符号表达式为：。 （5）步骤⑦中的重复实验，目的是证明氧化铜的化学性质在化学反应前后不变。 （6）要探究不同催化剂的催化效果，需控制变量，除催化剂不同外，其他条件应相同，所以实验 Ⅱ 中，溶液的体积应为10mL； 根据表格信息，生成50mL氧气，用二氧化锰作催化剂时所需时间更短，所以二氧化锰的催化效果更好。 21．兴趣小组在“寻找新的催化剂”活动中，对“氧化铜能否作过氧化氢溶液分解的催化剂”进行了以下探究。 （1）实验一：甲同学按如下方案进行实验。 图1带火星的木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知氧化铜可加快过氧化氢溶液分解的速率，甲同学认为氧化铜可作过氧化氢溶液分解的催化剂。大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论是否正确，还需证明氧化铜的 在反应前后都没有改变。 （2）实验二：为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5 mL 10%过氧化氢溶液和不同催化剂进行实验，数据如下表。分析表中数据，可知氧化铁与土豆中催化效果更好的是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2 g氧化铁 7.0 mL 560 s ② 2 g土豆 21.8mL 560 s ③ 2 g生姜 21.8 m L x s 若实验证明土豆比生姜的催化效果更好，则上表中x (填“大于”“等于”或“小于”)560。 （3）写出实验二中实验编号①反应的文字表达式 。 【答案】（1）带火星的木条复燃 质量和化学性质 （2）土豆 大于 （3） 【解析】（1）因为氧化铜可加快过氧化氢溶液分解的速率，所以图 3 中过氧化氢分解产生大量氧气，能使带火星的木条复燃； 催化剂的特点是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改变。前面的实验已证明氧化铜可加快过氧化氢溶液分解的速率，要确定氧化铜可作过氧化氢溶液分解的催化剂，还需证明氧化铜的质量和化学性质在反应前后都没有改变。 （2）分析表中实验①②，在相同时间内，用土豆作催化剂时收集到的气体体积更多，所以氧化铁与土豆中催化效果更好的是土豆； 若土豆比生姜的催化效果更好，说明用生姜作催化剂时，反应速率更慢，收集相同体积的气体所需时间更长，所以x大于560。 （3）实验二中实验编号①是过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：。 2 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $