内容正文:
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第二单元 课题3 制取氧气
(知识梳理+11个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共58题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:工业上如何大量制取氧气 1
知识点梳理02:实验室利用化学反应制氧气 2
知识点梳理03:催化剂与催化作用 3
知识点梳理04:分解反应 4
优选题型 考点讲练 4
考点1:工业制取氧气 4
考点2:过氧化氢制取氧气实验 6
考点3:高锰酸钾制取氧气实验 8
考点4:其他制取氧气方法的相关考查 10
考点5:制取氧气实验的图像问题 13
考点6:氧气的检验及验满 14
考点7:氧气的制取中装置的选择 16
考点8:固液加热型装置气密性的检验 17
考点9:催化剂的概念、性质与用途 19
考点10:催化作用 21
考点11:分解反应 22
中考真题 实战演练 23
难度分层 拔尖冲刺 26
基础夯实 26
培优拔高 29
知识点梳理01:工业上如何大量制取氧气
工业上根据液态氧和液态氮的沸点不同,采用分离液态空气的方法获得氧气。(属于物理变化)
在低温高压的条件下压缩空气使其液化,随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来,剩下就是沸点较高的液态氧,把氧气加压贮存在淡蓝色钢瓶中备用。
知识点梳理02:实验室利用化学反应制氧气
加热高锰酸钾制氧气
过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气
反应原理
高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2
H2O2 2H2O+O2
发生装置
固体加热型(反应物是固体,反应条件需要加热)
固液常温型(反应物是固体和液体,反应条件不需要加热)
收集装置
排水法收集(氧气不易溶于水) 向上排空气法收集(氧气密度比空气大)
操作步骤
①连接装置并检查装置的气密性
②用药匙将试剂装入试管
③将试管固定在铁架台上
④点燃酒精灯加热
⑤收集气体
⑥从水槽中撤离导管
⑦熄灭酒精灯
(谐音记忆“茶庄定点收利息”)
①检查装置的气密性
②装药品:先向锥形瓶中加入二氧化锰固体,塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞,向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
③滴加液体:打开分液漏斗活塞,慢慢滴加过氧化氢溶液。
④收集气体。
注意事项
①导管只需刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出;
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂;
④要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯;
⑤停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂
①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下(液封),防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②导管只需略微伸入试管塞,便于气体的导出;
③装药品时,先装固体后装液体;
④该装置的优点:可以随时添加液体。
检验
验满
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,说明是氧气
将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满
知识点梳理03:催化剂与催化作用
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验编号
现象
分析
(1)
木条不复燃
常温下,过氧化氢分解缓慢
(2)
产生大量气泡,木条复燃
二氧化锰能加快过氧化氢的分解
(3)
产生大量气泡,木条复燃
氧气是过氧化氢分解产生的,二氧化锰只起加快产生氧气的作用
结论
二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,且反应前后的化学性质不改变
2.催化剂
(1)定义: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 在反应前后都没有发生变化的物质。
(2)特点:“一变两不变”
一变: 其他物质的化学反应速率 ;(可以加快也可以减慢)
两不变: 本身的质量和化学性质 。(物理性质可以改变)
(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。
3.催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
知识点梳理04:分解反应
1.定义:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
2.特征:一变多,通式:A→B+C+……。
考点1:工业制取氧气
【典例精讲】(25-26九年级上·重庆·阶段练习)工业上从空气中获取氧气,流程如图。
(1)工业上分离液态空气制氧气,利用的是液氧、液氮的 不同。
(2)上述流程图中的气体a是 (填物质名称),液体b是 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)保护空气,提倡“低碳”。目前计入空气质量评价的主要污染物包括 (填字母)。
a.可吸入颗粒物 b.一氧化碳 c.水蒸气 d.二氧化氮
(4)为保护人类赖以生存的空气,我们可以做的是___________(填字母)。
A.关闭所有的工厂 B.少开私家车,“低碳”出行
C.植树造林 D.控制烟花爆竹的燃放
【变式训练01】(25-26九年级上·山东·阶段练习)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备流程如图所示。请按要求回答下列问题。
(1)在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气的作用是 。
(2)工业上可用分离液态空气的方法得到氮气,其原理是利用液氮和液氧 不同进行分离,属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)纳米级铁粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,发生反应的符号表达式为 。
(4)请按要求填空:
a.氧气 b.二氧化碳 c.氦气 d.稀有气体 e.氮气 f.五氧化二磷
①用于急救病人的是 ;(填符号)
②能使澄清石灰水变浑浊的是 ;(填符号)
③红磷在空气中燃烧生成的白色固体是 。(填符号)
④在空气中,体积分数约为0.94%的气体是 ;(填字母序号)
⑤可用于充飞艇的是 ;(填字母序号)
【变式训练02】(25-26九年级上·福建·阶段练习)气调包装是改变包装内的气体环境,调控各气体种类和浓度来达到不同产品储存和保鲜的目的,常见的冷鲜肉气调包装方式见下表。完成下列问题。
如表:常见的冷鲜肉气调包装方式及气体种类和浓度
包装方式
气体种类和浓度
无氧气调包装
真空或20% /80%
高氧气调包装
80% /20%
低氧气调包装
40% /60%
I.无氧气调包装
(1)可作气调包装的填充气体,原因是 。
(2)分离液态空气是根据和沸点不同来进行分离,分离后的“工业液氧”会储存在蓝色钢瓶中,该物质是 (填“纯净物”或“混合物”)。
Ⅱ.高氧气调包装
(3)肉类品质的指标主要包括肉色、质地和营养价值等。肉类颜色与氧气浓度关系如图所示,“高氧”的作用是 。
(4)与无氧气调包装相比,高氧气调包装的鲜肉保质期较短,原因是 。
考点2:过氧化氢制取氧气实验
【典例精讲】(25-26九年级上·广东·阶段练习)(一)用氮气()和氢气()合成制取氨气()是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与科技进步做出了巨大贡献,工厂合成制取氨气的工艺流程如下。
(1)合成塔中的反应在催化剂条件下进行,请根据信息写出该反应的符号表达式 ;
(2)从合成塔出来的物质是 (填“纯净物”或“混合物”);
(3)请根据上图中信息回答问题:氨分离器中设置适当温度即可将与、进行分离,该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化,其原理与 制氧法类似。
(4)该流程中循环利用的气体是 。
(二)A、B、C、D、E、F六种物质都是已学化学内容中涉及的物质,转化关系如图所示,其中A、C是无色液体,D、F是无色气体,B、E是黑色固体。回答下列问题:
(5)请写出下列物质的名称:D ,F 。
(6)指出物质D在日常生产生活中的一种用途 。
(7)反应①中的符号表达式 ,属于 反应(填基本反应类型),B物质的作用是 。
【变式训练01】(25-26九年级上·广东·阶段练习)根据如图装置回答问题。
(1)请写出A装置中仪器a、b的名称: 、 。
(2)用高锰酸钾为原料制取较纯净的氧气可选用的装置组合为 ,文字表达式 ,此反应的基本类型为 反应。
(3)用过氧化氢和二氧化锰为原料取氧气,把a换成 ,可以控制反应速度。
(4)已知氢气密度比空气小,难溶于水,使用F装置收集时气体从端 进入,若F装满水,则气体从 端进入。
(5)小曹老师带领学生进行上述实验时,发现“一同学不慎碰倒装满氧气的集气瓶,迅速扶起后,瓶中剩余的氧气仍能使带火星的木条复燃”;对此,小曹老师让该同学往集气瓶装入半瓶水,再用排水法收集集气瓶的氧气,发现瓶中的氧气也能使带火星木条复燃。
①用如图方案收集“集气瓶的氧气”,其中最合理的是 (填字母);
②用排水法收集气体时,如何判断集气瓶中气体已收集满? ;
③所以用“使带火星木条复燃”检验集气瓶中充满氧气的方法 (填“可靠”“不可靠”)。
【变式训练02】(25-26九年级上·广东·阶段练习)设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表),图中曲线a、b、c分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验
溶液
加入试剂
①
15 mL 4%的溶液
无
②
粉末
③
粉末
A.在常温下分解缓慢
B.实验②和③中,等质量完全分解产生氧气质量不相等
C.使分解加速的效果比好
D.和都能使分解加速
考点3:高锰酸钾制取氧气实验
【典例精讲】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)如图是实验室制取氧气及探究氧气化学性质的部分实验装置,请回答下列问题。
Ⅰ、实验室制取氧气
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置为 (填字母),反应的文字表达式为 。用D装置收集氧气,观察到导管口 时,才能将导管伸入集气瓶中进行收集。反应结束,为防止水倒吸进入试管而使试管炸裂,正确的操作是 。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,还需要用到的一种试剂是 (填化学符号);要获得平稳的气流,选择的发生装置是 (填字母)。
(3)用E装置收集氧气,验满的方法是 ,则说明已集满。
Ⅱ、工业制取氧气
方法1:分离液态空气法
将经过除尘、除二氧化碳、除水蒸气的空气进行下列操作:
(4)从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
方法2:膜分离技术法
(5)利用高分子富氧膜让空气中的氧分子优先通过的特性,从而收集高浓度的氧气。膜的渗透孔径只有几纳米,细菌和病毒不能通过。由此判断:氧分子的直径 (填“大于”或“小于”)细菌的直径。
【变式训练01】(25-26九年级上·山东·阶段练习)氧气的制法
I.工业制取氧气
(1)分离液态空气法。在低温高压下,使空气液化,利用液氮与液氧的 不同,是 变化(选“物理”或“化学”)使氮气先从液态空气中分离出来,剩下来的主要是液氧,贮存在蓝色钢瓶中。
II.实验室制取氧气:
某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验,请回答:
(2)指出仪器名称:① ;② 。
(3)实验室能用排水法收集氧气,是因为 。
(4)若用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 (填字母)。你认为该装置中还缺少 ,其目的是 ,写出该反应的文字表达式 。
(5)若用排水法收集氧气时,当看到导管口有气泡 时,再收集氧气。反应结束,先 ,再 ,目的是 。
(6)若用过氧化氢制取氧气选择的发生装置是 ,该装置的一个显著优点 ,注意事项 ,写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式 。
(7)用向上排空气法收集氧气,验满的方法是 ,若用装置收集氧气,则气体从 端进(填“b”或“c”)。
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)根据下图所示实验装置回答问题:
(1)写出图中仪器a的名称: 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气,选用的发生装置为 (填字母)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应的文字表达式为 。
(4)若用F装置来收集氧气,气体应从 (填“b”或“c”)口通入。
(5)若用E装置来收集氧气,收集到的氧气不纯的原因 。
考点4:其他制取氧气方法的相关考查
【典例精讲】(25-26九年级上·贵州·阶段练习)化学兴趣小组同学根据实验室制氧气的原理设计简易供氧器。
I.下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。
(2)小安同学想用一定质量的高锰酸钾制取氧气,并通过排水量测定所收集到的氧气体积,请你帮她完成下列分析过程:
①若用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置是 ;写出实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式 。
②若各装置的连接顺序是: ,那么F装置内导管“b”或“c”应该怎样延伸?请在图中画出 。
③若忽略氧气在水中的溶解性,当小安开始做实验时未将装置F装满水,则他最终测得的氧气体积将会 。填偏小、偏大或不变
(3)若用C装置收集氧气,写出检验氧气是否收集满的方法 。
(4)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小,不溶于水的气体。实验室用电石固体与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的装置组合是 。
II.
(5)下图是小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法错误的是 ___________。
A.使用前,过渡仓应注满水
B.反应仓的药品可以是高锰酸钾
C.过渡仓的原理类似于湿化瓶
D.过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【变式训练01】(25-26九年级上·重庆·阶段练习)艾依钟化学兴趣小组为完成简易制氧机的制作进行了如下项目式探究活动。
项目一:了解家用制氧机的工作原理
(1)分离液态空气法:液氧的沸点为-183℃,液氮的沸点为-196℃,利用该方法从空气中分离得到液氧需将温度T控制在 范围内。
(2)分子筛制氧法:分子筛具有微孔结构,能使空气中的氧气通过,不能使氮气通过,从而得到高浓度氧气(如图)。由此可知两种分子的直径大小关系为氮气 (填“>”或“<”)氧气。
(3)化学制氧法:过碳酸钠固体常温下性质稳定,加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。常用过碳酸钠固体、二氧化锰和水反应制氧。制氧剂选用过碳酸钠固体比过氧化氢溶液更好的理由是 (写一条)。
项目二:设计和制作简易制氧机
(4)小伊同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰制氧气的原理自制了如图的简易制氧器。分析A、B两装置中哪个供氧器更合理? ,理由是 (写一条)。
(5)关于小伊同学制作的简易制氧机下列说法正确的是_____(填序号)。
A.二氧化锰在化学反应前后其质量和化学性质不变
B.可用硫酸铜代替二氧化锰
C.可增加反应瓶中水的用量提高氧气产量
【变式训练02】(25-26九年级上·广东·阶段练习)在“新冠肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”,其本质和 “富氧空气”差不多。化学兴趣小组欲混制“富氧空气”,如图是某同学设计的某些实验装置,回答下列问题:
(1)写出图1中仪器 a 和 b 的名称:a ;b 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取量较多且较纯净的氧气,应选择图1中的 (填装置字母)组装一套装置,反应的符号表达式为: 。
(3)实验室利用高锰酸钾且用排水法收集氧气,可选择的发生装置是 ,反应的符号表达式为 某同学收集氧气时,发现 D 装置中的水变红了,可能的原因是 。在收集氧气时,应当等到 时再开始收集气体。
(4)如图 3为改进收集装置:若用排空气法收集氧气,氧气从 端进入(填“c”或“d”),检验集满的方法是 。
(5)如图 2,用纯氮气和上述实验制取的氧气,混制一瓶(集气瓶容积为 250mL)氧气体积分数为 40%的“富氧空气”,气体应从图 2 装置中的管 (选“a”或“b”)通入,先通入氮气排出 120mL 水,再通入氧气排出 mL 水。(集气瓶中水可以不全部排出)
(6)某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器,如图所示。先在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰
(已知:过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。
加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外,还可以起到的作用是 (写一个即可)
考点5:制取氧气实验的图像问题
【典例精讲】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)氯酸钾为白色固体,熔点为356℃。利用图-1所示装置(夹持装置略)探究氯酸钾的热分解温度,所得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系如图-2所示。下列说法不正确的是
A.实验可说明,没有催化剂氯酸钾也会分解产生氧气
B.图-1试管口略向上倾斜,主要是防止氯酸钾加热熔化而流出
C.据图-2可知,氯酸钾在356℃开始较迅速分解产生氧气
D.图-2中A→B段氧气的体积分数略微下降,可能是固体中的水汽化稀释了氧气含量
【变式训练01】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气,随着反应的进行,试管内固体的质量逐渐减少。图中的点纵坐标为克,点纵坐标为克。回答下列问题:
(1)高锰酸钾完全分解后,生成氧气的质量。
(2)比较点与点试管中固体成分有何区别。
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)兴趣小组同学用图1所示装置完成加热高锰酸钾并收集一瓶氧气的任务,集气瓶内液面的高度随加热时间的变化如图2所示,其中P点时将集气瓶从水槽中取出。下列说法错误的是
A.M点:导管口有气泡冒出,此时排出的是装置内的空气
B.N点:试管中含有三种固体
C.P点:实验结束后,先从水槽中撤离导管,再熄灭酒精灯
D.M→N:固体减少的质量等于集气瓶内减少的水的质量
考点6:氧气的检验及验满
【典例精讲】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)根据如图装置,回答下列有关问题。
(1)装置图中仪器a的名称为 。
(2)实验室若用B装置制取一瓶纯净的氧气,选用装置 ,请写出其文字表达式 。
(3)用装置E收集O2,O2应该从 通入(填c或d),用此装置收集O2,检验O2是否收满的方法是 。
【变式训练01】(25-26九年级上·贵州·阶段练习)如图为实验室气体制取和应用的常用装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)用高锰酸钾制氧气的发生装置为 (填字母序号,下同),写出该反应的文字表达式: 。
(3)用过氧化氢溶液制氧气的发生和收集装置为 ,该反应的文字表达式为 。
(4)E装置是实践小组同学在老师指导下设计的家用简易制氧机原理图。过碳酸钠在水的作用下分解成碳酸钠和过氧化氢。
①验证甲仓导出的气体是氧气的方法: 。
②甲仓的主要作用是 (答一点即可)。
【变式训练02】(25-26九年级上·山西·阶段练习)某化学兴趣小组围绕“氧气的制取”开展了一系列探究活动。请你作为小组成员,参与完成以下任务。
任务一:氧气实验室制取的装置
(1)小组同学决定用加热高锰酸钾的方法制取一瓶较纯净的氧气,图中应选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号),写出该反应的文字表达式 。
(2)图中仪器①名称是 。若将F中装满水收集氧气,水从 (填“长”或“短”)导管端排出。
任务二:氧气制取的检验与验满
(3)在用排水法收集氧气时,当观察到 时,氧气已收集满。
(4)检验该瓶气体是氧气的方法是 。
任务三:制作简易的家用制氧机
如图是实验小组用矿泉水瓶、双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器。
(5)该简易供氧器的优点(写一点) 。
(6)该家用简易供氧器在实际使用中,还需考虑很多方面的因素,例如(写一点) 。
考点7:氧气的制取中装置的选择
【典例精讲】(25-26九年级上·广东·阶段练习)如图所示是实验室制取和收集气体的部分装置。请回答下列问题:
(1)写出图中带有标号仪器的名称:① ;② 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的文字或符号表达式是 。用装置B制取氧气时,该装置还需做的改进是 。试管口应略往下倾斜的原因是 。
(3)加热高锰酸钾制取氧气,检查装置气密性的方法,先将导管的一端放入水后,用手握住试管外壁,若观察到 ,说明装置气密性良好。
(4)可以选择C装置收集氧气,因为 ;还可以选用装置D收集氧气,是因为 。
(5)如果用F装置收集氧气,氧气应从哪个管口进入 (选填“a”或“b”)。
【变式训练01】(25-26九年级上·江西·阶段练习)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)指出图中标有数字的仪器名称:① ;② ;③ 。
(2)写出高锰酸钾制取氧气的文字表达式 ,该反应类型属于 反应。应选择的发生装置是 (填序号),选该装置,还需如何改进: 。
(3)如果要收集一瓶纯净的氧气,应选择的收集装置是 ,且当气泡 时开始收集。
(4)如果用装置B与C组合来制取氧气,往长颈漏斗中添加的药品是 ;写出该反应的文字表达式 。
【变式训练02】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)实验室常利用化学反应制取少量氧气,常用装置如图所示。
(1)用装置B制取氧气时,应先检查装置气密性:将导管先放入水槽中,用双手握住试管,若发现导管口有气泡冒出,一段时间后松手,发现导管中 ,则证明装置气密性良好。
(2)用装置A制取氧气,并测量所得氧气体积。该化学反应的符号表达式为 请利用图所示装置,选择合适的装置并将其进行正确的连接;①→ (填接口的序号)。
(3)若将装置A中的长颈漏斗改成分液漏斗,其优点是 。
(4)用高锰酸钾制取较纯净的氧气,则选择的发生和收集装置是 (选填符号),发生装置中的不足之处是 ,开始收集氧气的最佳时刻是 。
(5)若用F装置收集氧气,证明氧气已经集满的操作和现象是 。
考点8:固液加热型装置气密性的检验
【典例精讲】(25-26九年级上·河北·阶段练习)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)仪器①的名称是 。
(2)收集一瓶干燥的氧气进行实验,最好选择装置 (填字母)收集氧气。
(3)实验室用装置A制备氧气,在装入药品前应先检查装置气密性。若气密性良好,会出现图2中的 。
(4)若实验室用装置A制取氧气,还应进行的改进是 。
Ⅱ.用制氧机的探究
兴趣小组的同学在跨学科实践课上对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢(H2O2),其工作原理如图3所示。
(5)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法是 。
(6)兴趣小组的同学在实验室模拟用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,可选用图1中的 (填字母)作为发生装置。为获得平稳气流,需对装置进行改进,改进的方法是 。
【变式训练01】(2025·广东东莞·一模)实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气,小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气,相关叙述合理是
A.装置甲的试管口要略向下倾斜,是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流
B.使用装置乙分解双氧水制取氧气时,需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末
C.关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞,放手后若活塞回到原处则装置气密性良好
D.利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气,可实现“随开随用、随关随停”
【变式训练02】(24-25九年级上·广东深圳·期末)规范的实验操作是科学探究的基础。下列实验操作正确的是
A.加热液体 B.读液体体积
C.振荡试管液体 D.检验装置气密性
考点9:催化剂的概念、性质与用途
【典例精讲】(25-26九年级上·河南·阶段练习)若用H2O2溶液和MnO2来制氧气。为了证明MnO2的催化作用,甲同学通过如图装置来进行实验探究:
(1)图①中加入10mLH2O2溶液,然后塞入带火星木条的橡胶塞,如图②所示,此时无明显现象。再通过漏斗加入1gMnO2,如图③所示,此时可观察到的现象是 。停止产生气泡后,将图③中的混合液进行过滤提取固体,再进行称量,固体仍为1g,甲同学认为MnO2是催化剂。
(2)乙同学认为甲同学的结论不严谨,因为没有验证 是否改变。
【变式训练01】(25-26九年级上·辽宁·阶段练习)为探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素,某研究小组做了以下实验。
活动一:哪些因素可以影响过氧化氢溶液的分解速率?
实验编号
溶液
催化剂(0.1 g)
温度/℃
收集100 mL氧气需要的时间/s
体积/mL
溶质质量分数/%
①
10
30
-
20
660
②
a
30
粉末
20
3
③
10
5
粉末
b
205
④
10
5
粉末
40
68
⑤
10
5
Fe2O3粉末
20
352
表1
(1)对比实验①和②可得出的结论是 。
(2)实验②中a的数值为 ;实验③中b的数值为 。
(3)通过实验 可以推断出温度对过氧化氢溶液分解速率有影响。
(4)设计实验③和⑤的目的是 。
活动二:硫酸铜能否当过氧化氢分解的催化剂?
【设计方案】小组同学设计方案如图。
(5)实验现象:步骤①产生少量气泡,带火星的木条不复燃;步骤② ;步骤③带火星的木条复燃。
(6)实验结论:硫酸铜可以做过氧化氢分解的催化剂,反应的符号表达式: 。
【交流评价】
(7)老师认为该方案不严谨。若要确定该实验结论正确,同学们经过讨论后,认为还需证明硫酸铜的 和化学性质在反应前后保持不变。
(8)兴趣小组的同学设计了如图补充实验:通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量m= g,将该固体加入5%的过氧化氢溶液,当观察到 ,溶液变蓝色,证明该实验结论正确。
【变式训练02】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂,分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后,用传感器测量装置中气压的变化,如图乙中曲线a、b所示。下列说法正确的是
A.两种催化剂中催化效率更高的是土豆块
B.后期压强减小说明过氧化氢分解时会放出热量
C.加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s
D.30s时曲线a的压强高于65s时曲线b,说明加猪肝块比加土豆块催化其完全反应产生氧气更多
考点10:催化作用
【典例精讲】(25-26九年级上·河南·阶段练习)下列关于催化剂的说法中,正确的是
A.二氧化锰是所有反应的催化剂
B.二氧化锰能够增加过氧化氢分解产生氧气的质量
C.催化剂在反应前后的质量和性质都不改变
D.对于一个化学反应来说催化剂可能不止一种
【变式训练01】(25-26九年级上·内蒙古·阶段练习)小林通过实验发现氧化铜也能作过氧化氢分解的催化剂,为比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,某兴趣小组进行了如下探究。
【定性探究】
(1)如图甲,可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
(2)写出过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生反应的文字表达式: 。
【定量探究】
为了定量比较二者的催化效果,实验时小林用图乙所示装置作为对照实验,以生成40 mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略),设计了下列三组实验。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
无
a
②
20
氧化铜0.5 g
b
③
20
二氧化锰0.5 g
c
(3)上述实验中的“待测数据”是指 ;最后实验结果表明氧化铜的催化效果较差,则b (选填“>”“<”或“=”)c。
【拓展探究】
(4)某兴趣小组的同学按图1所示装置进行如下实验,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2所示。
①对比分析图2中的 (填字母)两点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
②由图2还可得出的结论是 。
【变式训练02】(25-26九年级上·四川资阳·阶段练习)A~H是初中化学常见的物质,它们之间的转化关系如图所示,A是一种暗紫色固体,B、G都是黑色固体粉末,E是一种无色液体,H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,在反应②前后,B的质量和化学性质都不改变,回答下列问题:
(1)H物质的名称为 。
(2)B物质在反应②中起 作用。
(3)反应②的文字表达式为 ;该属于基本反应类型中的 反应。
考点11:分解反应
【典例精讲】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)现有如下几个反应,其中属于分解反应的是
A.水氢气+氧气
B.铜+氧气氧化铜
C.氢氧化钠+硫酸铜→硫酸钠+氢氧化铜
D.石灰石+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
【变式训练01】(25-26九年级上·广东·阶段练习)文物考古彰显我国古今科技文明,发掘的某些珍贵文物可放入氮气保护箱中,所以氮气在文物保护方面具有重要的价值。同时它也是一种重要的化工原料,氮气和氢气在催化剂作用下可以制取氨气。下列说法正确的是
A.用氮气保护文物是因为氮气化学性质稳定
B.制取氨气的反应属于分解反应
C.制取氨气过程中催化剂的质量和性质不变
D.催化剂是二氧化锰
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。看图回答下列问题:
I.小明同学使用溶液进行实验。
(1)仪器①的名称是 。
II.小安同学使用高锰酸钾固体进行实验。
(2)图中加入正确的操作是 。
(3)反应的文字表达式为 ,反应类型为 。
(4)氧气收集完毕,将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯的原因是 。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)下列图像不能正确反映其对应操作中各量变化关系的是
A.加热高锰酸钾制氧气
B.向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
C.用等量等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D.加热高锰酸钾制取氧气
2.(2025·辽宁大连·中考真题)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
3.(2025·北京·中考真题)根据下列所示装置,结合所学知识回答问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥ 。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 ,选用的发生装置是 (填字母序号)。若用装置收集氧气,依据氧气的性质是 。实验结束后应先把导管移出水面,后熄灭酒精灯,原因是 。
(3)实验室用过氧化氢制取氧气的文字表达式为 ,应选用的发生装置是 (填字母序号)。小红同学选用装置收集氧气,验满的方法是 。
(4)已知甲烷()气体难溶于水,密度小于空气。应选用的收集装置是 (填字母)。
4.(2025·福建·中考真题)的制取及性质
(1)请写出仪器名称:E: 。
(2)组装一套便于添加溶液的发生装置,需用到图中的仪器有 (填标号),将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是: 。
(3)若用G装置收集氧气,当 时开始收集,收集完氧气后,在水槽中用玻璃片 (选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口,取出集气瓶, (选填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。
A组同学通过查阅资料得知,双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气,同学们可以选择图中的 (选填编号)装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生大量气泡,但将带火星的木条放在导管口没有复燃,可能的原因是 。
5.(2025·湖南长沙·中考真题)通过化学学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请结合如图回答问题:
(1)写出编号①、②仪器的名称:① 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的文字表达式为 ,实验时,在试管口放置一团棉花的作用是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,选用的制取装置是 (填序号)
(4)F装置可用来测量生成的氧气的体积,在水面上放一层植物油的目的是 。
基础夯实
1.(25-26九年级上·江苏·阶段练习)下列关于催化剂的说法正确的是
A.催化剂在化学反应后质量减小,且在化学反应前后其化学性质发生了改变
B.一个化学反应的催化剂只有一种催化剂
C.使用催化剂能增加生成物的质量
D.催化剂能改变化学反应速率
2.(25-26九年级上·四川·阶段练习)化学实验操作的“先”与“后”对实验结果、实验安全等具有十分重要的意义。下列实验操作中的先后顺序错误的是
A.连接仪器时,先用水润湿玻璃管,后与胶皮管连接
B.用托盘天平称量时,先放质量大的砝码,再放质量小的砝码
C.高锰酸钾制氧气时,实验结束后,先把导管移出水面,后熄灭酒精灯
D.用胶头滴管滴加液体时,先将胶头滴管伸入试管并贴近内壁,后滴加液体
3.(25-26九年级上·山东·阶段练习)下列图示实验操作中,错误的是
A.取用固体粉末 B.倾倒液体
C.滴加液体 D.检验氧气
4.(25-26九年级上·江西·阶段练习)下列实验方案合理的是 。
选项
实验目的
实验方案
A
区分氮气和二氧化碳
分别伸入燃着的木条
B
鉴别酒精和蔗糖溶液
尝味道
C
证明蜡烛燃烧产物中有水
在蜡烛燃烧的火焰上方罩一个干燥的小烧杯
D
鉴别水和过氧化氢溶液
5.(25-26九年级上·江西·阶段练习)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是
A.组装好装置后,检查装置气密性
B.加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热
C.水槽中有气泡冒出时,立即收集气体
D.实验结束时,先 ,再移走酒精灯
6.(22-23九年级上·江西·阶段练习)下列有关实验现象的描述正确的是 。
A.红磷在空气中燃烧,放出大量的热,产生大量白烟
B.过氧化氢溶液中加入二氧化锰粉末,产生烟雾,生成黑色固体
C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成二氧化碳
D.硫在空气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,生成
7.(25-26九年级上·江西九江·阶段练习)如图是工业上分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图:
【查阅资料】氮气的沸点,氧气的沸点。
(1)工业上制取氧气的方法属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)气体A的主要成分是 ,约占空气体积分数的 。
(3)液体B属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(4)工业液氧和氧气具有相同的化学性质,都能 。
(5)工业制氧气比实验室制氧气的优点是 。
(6)是指大气中直径小于或等于微米的颗粒物,主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少污染的是___________(填序号)。
A.焚烧秸杆 B.用太阳能发电 C.大量烧煤取暖 D.植树造林
8.(25-26九年级上·湖南·阶段练习)以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤:
①将试管固定在铁架台上;
②检查装置的气密性;
③点燃酒精灯,先使试管受热均匀,然后对准试管中盛放试剂的部位加热;
④将试剂装入试管,用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管;
⑤收集完毕,将导管从水槽中取出;
⑥用排水法收集氧气;
⑦熄灭酒精灯。
请回答下列问题。
(1)请写出该实验原理的文字表达式 。
(2)该实验正确的操作顺序是 。(填序号)
(3)可以用排水法收集氧气,体现了氧气 的性质。
(4)请补充该实验过程中遗忘的操作 。
9.(25-26九年级上·河南·阶段练习)A、B、C、D、E是初中化学常见的物质,A为暗紫色固体,B为黑色固体,E为无色液体,其中D能使带火星的木条复燃,将G放入D中燃烧,可观察到火星四射,生成黑色固体H。请根据图中物质间的相互转化关系,回答有关问题:
(1)A是 (填物质化学符号);D是 。(填物质名称)
(2)反应③的文字表达式为 。
10.(25-26九年级上·福建·阶段练习)实验室制取氧气的方法:①加热高锰酸钾固体;②过氧化氢溶液分解,有关制取装置如下图所示。回答问题。
(1)下列有关高锰酸钾性质的描述,属于化学性质的是___________(填序号)。
A.紫黑色固体 B.受热易分解 C.易溶于水
(2)若用方法①制取氧气应选用的发生装置是 (填序号),反应的文字表达式为: ;试管口放一团棉花目的是 。
实验结束后先移出导管,再熄灭酒精灯的目的是 。
(3)方法②制取氧气应选用的发生装置是 ;可用实验室收集纯净氧气的装置是 (从“C、D、E”中选)。
(4)若用排水法收集氧气,开始收集氧气的最佳时刻是 ;若用排空气法收集氧气已满的检验方法是 。
(5)用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气可选发生装置为 (填序号)。
培优拔高
11.(25-26九年级上·江苏·阶段练习)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将足量白磷加入试管中并将试管置于60℃热水中,t3时,推注过氧化氢(H2O2)溶液,实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是
A.实验前应检查装置的气密性
B.t1时白磷开始燃烧
C.t3到t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D.气球的作用是调节气压和防止生成的五氧化二磷污染空气
12.(25-26九年级上·广东·阶段练习)下列有关实验操作中“先”和“后”的说法不正确的是
A.给试管里的固体药品加热时,先均匀加热后集中加热
B.加热高锰酸钾制取氧气,停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
C.用滴管取细口瓶内的液体时,先捏紧胶头,排出里面的空气,后伸入液体中吸取
D.高锰酸钾加热制备氧气,先装药品,后检查装置气密性。
13.(25-26九年级上·湖南·阶段练习)下列关于催化剂的说法正确的是
A.二氧化锰可作任何反应的催化剂
B.有的化学反应的催化剂可能不止一种
C.没有催化剂就不能进行化学反应
D.催化剂在化学反应前后质量不变
14.(25-26九年级上·江西南昌·阶段练习)鉴别下列物质的方法正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
木炭和二氧化锰
观察颜色
B
食盐和沙子
加水观察是否溶解
C
铁粉和四氧化三铁
用磁铁吸引
D
区分氧气和氮气
15.(24-25九年级上·江西景德镇·期中)人类每时每刻都离不开空气,下列对空气及有关气体的说法正确的是 。
A.氧气具有可燃性,可用作燃料
B.利用稀有气体通电能发光的物理性质,可用来制作电光源
C.空气的成分中,按质量计算氮气约占78%,氧气约占21%
D.工业上利用液氮和液氧的 不同,分离液态空气制备氧气(填一种性质)
16.(24-25九年级上·江西吉安·阶段练习)一定条件下甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法正确的是 。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
120
90
6
5
反应后质量/g
86
108
22
a
A.表中“a”值为10
B.丁可能是该反应的催化剂
C.该反应为化合反应
D.反应中乙、丙变化的质量比为
17.(25-26九年级上·广东·阶段练习)如图所示是有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略,参加反应的氧气为足量),请回答下列问题:
(1)反应①中二氧化锰所起的作用是 作用。
(2)分别写出反应③和反应⑤的文字或符号表达式为 ; 。
(3)你还学习过哪些物质能与氧气反应?请写出一个反应与上图中的反应不重复的文字或符号表达式 。
(4)上述5个反应属于分解反应的有 (填序号),化合反应的有 (填序号)。
(5)比较上面制取氧气的两个原理,原理①的优点有 (任写一点)。
18.(25-26九年级上·安徽·阶段练习)阅读下面科普短文。
二氧化氯()是一种环保型杀菌消毒剂,在生活中主要用于饮用水的消毒和食品保鲜。用二氧化氯消毒后的水可以直接饮用。
通常状况下,二氧化氯是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,其熔点为,沸点为11.0℃,易溶于水,且与水反应得到酸性溶液。该气体具有强烈的腐蚀性,吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤。
二氧化氯极其不稳定,受热易发生爆炸性分解,直接造成氯气泄漏而污染环境,同时产生氧气,所以只有依靠现场制备,工业上用潮湿的氯酸钾()和草酸()在时反应制得。由于制取二氧化氯需要使用的氯酸钾是易爆危险品,制备和运输成本很高,因此我国目前还未广泛用其消毒自来水。
请依据文章回答下列问题:
(1)二氧化氯的物理性质有: (写1条即可);化学性质有: (写1条即可)。
(2)写出二氧化氯受热分解的文字表达式 。该反应的基本反应类型为 。
(3)发生二氧化氯泄漏时,紧急处理的方法是 。
19.(25-26九年级上·山西·阶段练习)已知A、B、C、D、E、F均为初中化学中常见的物质,其中A、C均为无色液体,D与E反应产生黑色固体F并伴随火星四射的现象,它们的转化关系如图所示(部分反应的条件省略)“→”代表转化。
(1)B在反应中起 作用。
(2)请写出D与E反应的符号表达式 ;该反应属于基本反应类型中的 反应。
20.(25-26九年级上·江西九江·阶段练习)人类活动离不开氧气,某化学兴趣小组的同学利用下列实验装置,开展氧气的实验室制取和有关性质的研究,请结合下列实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中标有序号的仪器名称① ;② 。
(2)以高锰酸钾为原料制取并收集较纯净的氧气可选择 (A~F中选择),该反应的文字表达式为 ,若收集的气体呈紫红色,可能的原因是 。
(3)在分解过氧化氢溶液制氧气的实验中,若用G装置收集氧气,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入,验满方法是 。
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第二单元 课题3 制取氧气
(知识梳理+11个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共58题)
知识梳理 技巧点拨 2
知识点梳理01:工业上如何大量制取氧气 2
知识点梳理02:实验室利用化学反应制氧气 2
知识点梳理03:催化剂与催化作用 3
知识点梳理04:分解反应 4
优选题型 考点讲练 4
考点1:工业制取氧气 4
考点2:过氧化氢制取氧气实验 8
考点3:高锰酸钾制取氧气实验 12
考点4:其他制取氧气方法的相关考查 16
考点5:制取氧气实验的图像问题 21
考点6:氧气的检验及验满 23
考点7:氧气的制取中装置的选择 27
考点8:固液加热型装置气密性的检验 30
考点9:催化剂的概念、性质与用途 32
考点10:催化作用 36
考点11:分解反应 39
中考真题 实战演练 41
难度分层 拔尖冲刺 45
基础夯实 45
培优拔高 52
知识点梳理01:工业上如何大量制取氧气
工业上根据液态氧和液态氮的沸点不同,采用分离液态空气的方法获得氧气。(属于物理变化)
在低温高压的条件下压缩空气使其液化,随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来,剩下就是沸点较高的液态氧,把氧气加压贮存在淡蓝色钢瓶中备用。
知识点梳理02:实验室利用化学反应制氧气
加热高锰酸钾制氧气
过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气
反应原理
高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2
H2O2 2H2O+O2
发生装置
固体加热型(反应物是固体,反应条件需要加热)
固液常温型(反应物是固体和液体,反应条件不需要加热)
收集装置
排水法收集(氧气不易溶于水) 向上排空气法收集(氧气密度比空气大)
操作步骤
①连接装置并检查装置的气密性
②用药匙将试剂装入试管
③将试管固定在铁架台上
④点燃酒精灯加热
⑤收集气体
⑥从水槽中撤离导管
⑦熄灭酒精灯
(谐音记忆“茶庄定点收利息”)
①检查装置的气密性
②装药品:先向锥形瓶中加入二氧化锰固体,塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞,向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
③滴加液体:打开分液漏斗活塞,慢慢滴加过氧化氢溶液。
④收集气体。
注意事项
①导管只需刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出;
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂;
④要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯;
⑤停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂
①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下(液封),防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②导管只需略微伸入试管塞,便于气体的导出;
③装药品时,先装固体后装液体;
④该装置的优点:可以随时添加液体。
检验
验满
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,说明是氧气
将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满
知识点梳理03:催化剂与催化作用
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验编号
现象
分析
(1)
木条不复燃
常温下,过氧化氢分解缓慢
(2)
产生大量气泡,木条复燃
二氧化锰能加快过氧化氢的分解
(3)
产生大量气泡,木条复燃
氧气是过氧化氢分解产生的,二氧化锰只起加快产生氧气的作用
结论
二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,且反应前后的化学性质不改变
2.催化剂
(1)定义: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 在反应前后都没有发生变化的物质。
(2)特点:“一变两不变”
一变: 其他物质的化学反应速率 ;(可以加快也可以减慢)
两不变: 本身的质量和化学性质 。(物理性质可以改变)
(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。
3.催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
知识点梳理04:分解反应
1.定义:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
2.特征:一变多,通式:A→B+C+……。
考点1:工业制取氧气
【典例精讲】(25-26九年级上·重庆·阶段练习)工业上从空气中获取氧气,流程如图。
(1)工业上分离液态空气制氧气,利用的是液氧、液氮的 不同。
(2)上述流程图中的气体a是 (填物质名称),液体b是 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)保护空气,提倡“低碳”。目前计入空气质量评价的主要污染物包括 (填字母)。
a.可吸入颗粒物 b.一氧化碳 c.水蒸气 d.二氧化氮
(4)为保护人类赖以生存的空气,我们可以做的是___________(填字母)。
A.关闭所有的工厂 B.少开私家车,“低碳”出行
C.植树造林 D.控制烟花爆竹的燃放
【答案】(1)沸点
(2) 氮气 混合物
(3)abd
(4)BCD
【规范解答】(1)工业上分离液态空气制氧气,利用的是液氧、液氮的沸点不同;
(2)氮气沸点比氧气低,先被分离出来,所以气体a是氮气;
液体b主要成分是液氧,还有液态稀有气体等其他杂质,故液体b属于混合物;
(3)目前计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等,水蒸气不属于空气污染物,故选:abd;
(4)A、工厂在经济发展中起着重要作用,虽然一些工厂在生产过程中会排放污染物,但关闭所有工厂并不现实,这会对经济和社会发展造成极大的负面影响,应该通过改进生产工艺、安装净化设备等方式来减少工厂污染物的排放,做法不合理,不符合题意;
B、私家车的使用会增加汽车尾气的排放,汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物,这些污染物会对空气造成污染;少开私家车,选择公共交通、自行车或步行等“低碳”出行方式,可以减少汽车尾气的排放,从而保护空气,做法合理,符合题意;
C、植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气,且植物具有吸附灰尘、吸收有害气体等作用,能够净化空气,故植树造林有助于保护空气,做法合理,符合题意;
D、烟花爆竹燃放时会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物,这些污染物会严重污染空气,控制烟花爆竹的燃放,可以减少污染物的排放,从而保护空气,做法合理,符合题意。
故选:BCD。
【变式训练01】(25-26九年级上·山东·阶段练习)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备流程如图所示。请按要求回答下列问题。
(1)在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气的作用是 。
(2)工业上可用分离液态空气的方法得到氮气,其原理是利用液氮和液氧 不同进行分离,属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)纳米级铁粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,发生反应的符号表达式为 。
(4)请按要求填空:
a.氧气 b.二氧化碳 c.氦气 d.稀有气体 e.氮气 f.五氧化二磷
①用于急救病人的是 ;(填符号)
②能使澄清石灰水变浑浊的是 ;(填符号)
③红磷在空气中燃烧生成的白色固体是 。(填符号)
④在空气中,体积分数约为0.94%的气体是 ;(填字母序号)
⑤可用于充飞艇的是 ;(填字母序号)
【答案】(1)作保护气
(2) 沸点 物理
(3)
(4) a b f d c
【规范解答】(1)氮气化学性质稳定,在制备纳米级铁粉的工艺流程中,氮气的作用是:作保护气,因为纳米级铁粉比普通铁粉更易与氧气反应,氮气可以隔绝氧气,防止生成的纳米级铁粉被氧化;
(2)工业上可用分离液态空气的方法得到氮气,其原理是利用液氮和液氧沸点不同进行分离,此过程中只是物质的状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化;
(3)纳米级铁粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,该反应为纳米级铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的符号表达式为:;
(4)①氧气能供给呼吸,可用于急救病人,故填:a;
②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:b;
③红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷,固体:f;
④在空气中,体积分数约为0.94%的气体是稀有气体,故填:d;
⑤氦气密度比空气小,化学性质稳定,可用于充飞艇,故填:c。
【变式训练02】(25-26九年级上·福建·阶段练习)气调包装是改变包装内的气体环境,调控各气体种类和浓度来达到不同产品储存和保鲜的目的,常见的冷鲜肉气调包装方式见下表。完成下列问题。
如表:常见的冷鲜肉气调包装方式及气体种类和浓度
包装方式
气体种类和浓度
无氧气调包装
真空或20% /80%
高氧气调包装
80% /20%
低氧气调包装
40% /60%
I.无氧气调包装
(1)可作气调包装的填充气体,原因是 。
(2)分离液态空气是根据和沸点不同来进行分离,分离后的“工业液氧”会储存在蓝色钢瓶中,该物质是 (填“纯净物”或“混合物”)。
Ⅱ.高氧气调包装
(3)肉类品质的指标主要包括肉色、质地和营养价值等。肉类颜色与氧气浓度关系如图所示,“高氧”的作用是 。
(4)与无氧气调包装相比,高氧气调包装的鲜肉保质期较短,原因是 。
【答案】(1)氮气的化学性质不活泼
(2)混合物
(3)让肉类呈现出鲜美的红色,提升肉类的外观品质
(4)高氧气调包装中有较多氧气,会加快鲜肉变质的速度
【规范解答】(1)氮气的化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应,所以可作气调包装的填充气体,能防止食品与氧气接触而变质。
(2)“工业液氧” 中除了氧气,还含有少量其他气体,所以是混合物。
(3)从图中可以看出,较高浓度的氧气能使肉类保持鲜红色,所以 “高氧” 的作用是让肉类呈现出鲜美的红色,提升肉类的外观品质。
(4)氧气会促进微生物的生长繁殖以及肉类的氧化反应,高氧气调包装中有较多氧气,会加快鲜肉变质的速度,所以与无氧气调包装相比,高氧气调包装的鲜肉保质期较短。
考点2:过氧化氢制取氧气实验
【典例精讲】(25-26九年级上·广东·阶段练习)(一)用氮气()和氢气()合成制取氨气()是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与科技进步做出了巨大贡献,工厂合成制取氨气的工艺流程如下。
(1)合成塔中的反应在催化剂条件下进行,请根据信息写出该反应的符号表达式 ;
(2)从合成塔出来的物质是 (填“纯净物”或“混合物”);
(3)请根据上图中信息回答问题:氨分离器中设置适当温度即可将与、进行分离,该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化,其原理与 制氧法类似。
(4)该流程中循环利用的气体是 。
(二)A、B、C、D、E、F六种物质都是已学化学内容中涉及的物质,转化关系如图所示,其中A、C是无色液体,D、F是无色气体,B、E是黑色固体。回答下列问题:
(5)请写出下列物质的名称:D ,F 。
(6)指出物质D在日常生产生活中的一种用途 。
(7)反应①中的符号表达式 ,属于 反应(填基本反应类型),B物质的作用是 。
【答案】(1)
(2)混合物
(3) 物理 工业
(4)、
(5) 氧气 二氧化碳
(6)医疗急救(合理即可)
(7) 分解 催化作用
【规范解答】(1)合成塔中氮气与氢气在催化剂的条件下反应生成氨气,该反应的符号表达式为:;
(2)从合成塔排出的是氨气、氮气和氢气,属于混合物;
(3)氨分离器中设置适当温度即可将NH3与N2 、H2进行分离,是利用了三种物质的沸点不同将气体进行分离,属于物理变化过程, 其原理与工业分离液态空气制氧法类似;
(4)从合成塔排出的是氨气、氮气和氢气的混合物,经分离器液化分离,得到液氨,分离出的氮气和氢气可循环利用;
(5)A、B、C、D、E、F六种物质都是已学化学内容中涉及的物质,其中A、C是无色液体,D、F是无色气体,B、E是黑色固体,反应①A和B在反应中生成了C、D和B,说明B是催化剂,A、C是无色液体,则A是过氧化氢溶液,C是水,D是氧气,B是黑色固体,则B是二氧化锰,F可使澄清石灰水变浑浊,则F是二氧化碳,E和氧气反应生成二氧化碳,且E是黑色固体,则E是碳;
由分析可知,D是氧气,F是二氧化碳;
(6)由分析可知,D是氧气,氧气能供给呼吸,常用于医疗急救、登山、潜水等,可支持燃烧,常用于气焊气割、航空航天等;
(7)反应①是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的符号表达式为:;该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;B是二氧化锰,是该反应的催化剂,起催化作用。
【变式训练01】(25-26九年级上·广东·阶段练习)根据如图装置回答问题。
(1)请写出A装置中仪器a、b的名称: 、 。
(2)用高锰酸钾为原料制取较纯净的氧气可选用的装置组合为 ,文字表达式 ,此反应的基本类型为 反应。
(3)用过氧化氢和二氧化锰为原料取氧气,把a换成 ,可以控制反应速度。
(4)已知氢气密度比空气小,难溶于水,使用F装置收集时气体从端 进入,若F装满水,则气体从 端进入。
(5)小曹老师带领学生进行上述实验时,发现“一同学不慎碰倒装满氧气的集气瓶,迅速扶起后,瓶中剩余的氧气仍能使带火星的木条复燃”;对此,小曹老师让该同学往集气瓶装入半瓶水,再用排水法收集集气瓶的氧气,发现瓶中的氧气也能使带火星木条复燃。
①用如图方案收集“集气瓶的氧气”,其中最合理的是 (填字母);
②用排水法收集气体时,如何判断集气瓶中气体已收集满? ;
③所以用“使带火星木条复燃”检验集气瓶中充满氧气的方法 (填“可靠”“不可靠”)。
【答案】(1) 长颈漏斗 锥形瓶
(2) B、C 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 分解
(3)分液漏斗/注射器
(4) c c
(5) G 气泡从瓶口冒出 不可靠
【规范解答】(1)a、b的名称分别是长颈漏斗、锥形瓶;
(2)用高锰酸钾为原料制取氧气需要加热,应该用B作为发生装置;因为氧气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集,氧气不易溶于水,可以用排水法收集,用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净,故选用的装置组合为BC;高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为;此反应由一种物质反应生成三种物质,基本类型为分解反应;
(3)用过氧化氢和二氧化锰为原料取氧气,把长颈漏斗换成分液漏斗,通过控制分液漏斗活塞可以控制反应速度;
(4)氢气密度比空气和水小,使用F收集时气体从c端进入,若F装满水,则气体从c端进入;
(5)①用如图方案收集“集气瓶的氧气”,其中最合理的是G;H不合理,是因为导管口在集气瓶口外;I不合理,是因为导管伸入集气瓶太长;
②用排水法收集气体时,集气瓶中气体已收集满的实验现象是有大量气泡从瓶口冒出;
③不纯净的氧气也可能使带火星的木条复燃,所以用“使带火星木条复燃”检验集气瓶中充满氧气的方法不可靠。
【变式训练02】(25-26九年级上·广东·阶段练习)设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表),图中曲线a、b、c分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
实验
溶液
加入试剂
①
15 mL 4%的溶液
无
②
粉末
③
粉末
A.在常温下分解缓慢
B.实验②和③中,等质量完全分解产生氧气质量不相等
C.使分解加速的效果比好
D.和都能使分解加速
【答案】B
【规范解答】A、由曲线a可知,在实验①中,压强随着时间的进行变化不大。因为过氧化氢在常温下分解缓慢,在短时间内放出的氧气很少,此选项正确,不符合题意;
B、催化剂只能加快过氧化氢的分解速率,不同的催化剂可能加快过氧化氢分解的速率不同,但不会改变过氧化氢最终产生氧气的量。因此,等质量过氧化氢完全分解产生氧气质量相等,此选项错误,符合题意;
C、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间内实验③装置内压强最大,产生氧气最快,故二氧化锰使过氧化氢分解加速的效果比氯化铁好,此选项正确,不符合题意;
D、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间实验②和③装置内压强都比实验①装置内压强大,实验②和③中产生氧气的速率比①快,说明氯化铁和二氧化锰都能使过氧化氢分解加速。此选项正确,不符合题意;
故选:B。
考点3:高锰酸钾制取氧气实验
【典例精讲】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)如图是实验室制取氧气及探究氧气化学性质的部分实验装置,请回答下列问题。
Ⅰ、实验室制取氧气
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置为 (填字母),反应的文字表达式为 。用D装置收集氧气,观察到导管口 时,才能将导管伸入集气瓶中进行收集。反应结束,为防止水倒吸进入试管而使试管炸裂,正确的操作是 。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,还需要用到的一种试剂是 (填化学符号);要获得平稳的气流,选择的发生装置是 (填字母)。
(3)用E装置收集氧气,验满的方法是 ,则说明已集满。
Ⅱ、工业制取氧气
方法1:分离液态空气法
将经过除尘、除二氧化碳、除水蒸气的空气进行下列操作:
(4)从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
方法2:膜分离技术法
(5)利用高分子富氧膜让空气中的氧分子优先通过的特性,从而收集高浓度的氧气。膜的渗透孔径只有几纳米,细菌和病毒不能通过。由此判断:氧分子的直径 (填“大于”或“小于”)细菌的直径。
【答案】(1) A 连续均匀冒出气泡 先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
(2) MnO2 B
(3)将带火星的木条放在b导管口,若木条复燃
(4)低
(5)小于
【规范解答】(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应物为固体,反应条件为加热,选择的发生装置为A,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。用D装置收集氧气,开始冒出气泡主要是装置内空气,观察到导管口连续均匀冒出气泡时,才能将导管伸入集气瓶中进行收集。反应结束,为防止水倒吸进入试管而使试管炸裂,正确的操作是先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。
(2)过氧化氢制取氧气时,还需要催化剂二氧化锰,化学符号为MnO2;过氧化氢制取氧气的反应为固液常温反应,由于分液漏斗能控制液体的滴加速度,进而控制反应速率,则若想获得平稳的气流,发生装置选B。
(3)氧气密度大于空气的密度,用E装置收集氧气,气体从a导管进入,则验满方法为:将带火星的木条放在b导管口,若木条复燃,则说明已收集满。
(4)由图示可知,步骤②从液态空气中先蒸发出氮气,由此可以得出氮气的沸点比氧气的沸点低。
(5)由题中信息可知,氧分子能优先通过高分子富氧膜,但细菌病毒不能通过,则说明氧分子直径小于细菌直径。
【变式训练01】(25-26九年级上·山东·阶段练习)氧气的制法
I.工业制取氧气
(1)分离液态空气法。在低温高压下,使空气液化,利用液氮与液氧的 不同,是 变化(选“物理”或“化学”)使氮气先从液态空气中分离出来,剩下来的主要是液氧,贮存在蓝色钢瓶中。
II.实验室制取氧气:
某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验,请回答:
(2)指出仪器名称:① ;② 。
(3)实验室能用排水法收集氧气,是因为 。
(4)若用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是 (填字母)。你认为该装置中还缺少 ,其目的是 ,写出该反应的文字表达式 。
(5)若用排水法收集氧气时,当看到导管口有气泡 时,再收集氧气。反应结束,先 ,再 ,目的是 。
(6)若用过氧化氢制取氧气选择的发生装置是 ,该装置的一个显著优点 ,注意事项 ,写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式 。
(7)用向上排空气法收集氧气,验满的方法是 ,若用装置收集氧气,则气体从 端进(填“b”或“c”)。
【答案】(1) 沸点 物理
(2) 试管 酒精灯
(3)氧气不易溶于水
(4) A 一团棉花 防止加热时固体粉末状物质进入导管
(5) 连续并均匀冒出 把导管移出水面 熄灭酒精灯 防止水槽中的水回流到热的试管底部使试管炸裂
(6) B 可以随时添加液体药品(合理即可) 长颈漏斗下端管口要伸入液面以下(合理即可)
(7) 将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,则氧气已集满 c
【规范解答】(1)在低温高压下,使空气液化,利用液氮与液氧的沸点不同,使氮气先从液态空气离出来,剩下来的主要是液氧,贮存在蓝色钢瓶中;
此过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(2)由图可知,仪器①是试管,仪器②是酒精灯;
(3)氧气不易溶于水,所以可用排水法来收集;
(4)若用高锰酸钾制取氧气,应选用固体加热型发生装置,故选A;
该装置中还缺少一团棉花,其目的是防止加热时生成的粉末状物质进入导管;
加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:;
(5)用排水法收集氧气时,等到气泡连续并均匀冒出再收集,而不是看到导管口有气泡冒出就立即收集,否则收集的气体不纯;实验完毕后,要先把导管移出水面,后熄灭酒精灯,防止因熄灭酒精灯而引起试管内温度降低,导致试管内压强骤然减小,水槽中的水沿导管进入试管,使试管炸裂
(6)过氧化氢制取氧气时固液不加热装置,所以选择B;
以长颈漏斗和锥形瓶组合装置,其优点是:可以随时添加液体药品;长颈漏斗下端管口要伸入液面以下,是为了防止生成的气体从长颈漏斗逸出;
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,反应的文字表达式为:;
(7)氧气能使带火星的木条复燃,检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条,且要平放在集气瓶口;
选用图F装置收集氧气时,由于氧气不易溶于水,密度比水小,进气口应是c。
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)根据下图所示实验装置回答问题:
(1)写出图中仪器a的名称: 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气,选用的发生装置为 (填字母)。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应的文字表达式为 。
(4)若用F装置来收集氧气,气体应从 (填“b”或“c”)口通入。
(5)若用E装置来收集氧气,收集到的氧气不纯的原因 。
【答案】(1)铁架台
(2)B
(3)
(4)b
(5)开始前集气瓶没有装满水(合理即可)
【规范解答】(1)由图可知,仪器a为铁架台。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气的反应为固液常温反应,发生装置选B。
(3)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:。
(4)氧气密度比空气大,用F装置时,气体应从b口通入。
(5)E装置为排水法收集装置,若收集氧气不纯,可能原因为:刚产生气泡就开始收集(刚产生的气泡中有空气)或开始前集气瓶没有装满水等。
考点4:其他制取氧气方法的相关考查
【典例精讲】(25-26九年级上·贵州·阶段练习)化学兴趣小组同学根据实验室制氧气的原理设计简易供氧器。
I.下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。
(2)小安同学想用一定质量的高锰酸钾制取氧气,并通过排水量测定所收集到的氧气体积,请你帮她完成下列分析过程:
①若用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置是 ;写出实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式 。
②若各装置的连接顺序是: ,那么F装置内导管“b”或“c”应该怎样延伸?请在图中画出 。
③若忽略氧气在水中的溶解性,当小安开始做实验时未将装置F装满水,则他最终测得的氧气体积将会 。填偏小、偏大或不变
(3)若用C装置收集氧气,写出检验氧气是否收集满的方法 。
(4)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小,不溶于水的气体。实验室用电石固体与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的装置组合是 。
II.
(5)下图是小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法错误的是 ___________。
A.使用前,过渡仓应注满水
B.反应仓的药品可以是高锰酸钾
C.过渡仓的原理类似于湿化瓶
D.过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【答案】(1) 长颈漏斗 集气瓶
(2) A 不变
(3)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满
(4)BE
(5)AB
【规范解答】(1)由图可知,仪器①为长颈漏斗,仪器②为集气瓶;
(2)①若用高锰酸钾制取氧气,属于固-固加热型,选择的发生装置是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;
②通过排水量测定所收集到的氧气体积:装置的连接顺序是:a→b→c→d,气体密度比水小会处于水面以上,则氧气从b短管进,水从c长管排出,那么F装置内导管c延伸至瓶底,如图所示;
③若忽略氧气在水中的溶解性,则进入装置F中气体的体积与排出水的体积相同,F是否装满水不会影响最终测得的氧气体积,因此他最终测得的氧气体积将不变,故填:不变;
(3)氧气具有助燃性,若用C装置收集氧气,氧气验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满;
(4)实验室用电石固体与水反应制取乙炔,属于固液常温型,选择的发生装置为B,乙炔密度比空气略小,不溶于水,最好采用排水法收集,选择的收集装置为E,故填:BE.
(5)A、使用前,过渡仓如果注满水,由于氧气不易溶于水,氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入,说法错误,符合题意;
B、反应仓适用于固液不加热反应,高锰酸钾需要在加热条件下才能发生,反应仓的药品不用高锰酸钾,说法错误,符合题意;
C、过渡仓的原理类似于湿化瓶,反应仓内产生的氧气,进入到过渡仓,过渡仓内的水对氧气有湿化的作用,说法正确,不符合题意;
D、过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质,氧气在过渡仓被水湿化后排出,供人体呼吸,说法正确,不符合题意。
故选AB。
【变式训练01】(25-26九年级上·重庆·阶段练习)艾依钟化学兴趣小组为完成简易制氧机的制作进行了如下项目式探究活动。
项目一:了解家用制氧机的工作原理
(1)分离液态空气法:液氧的沸点为-183℃,液氮的沸点为-196℃,利用该方法从空气中分离得到液氧需将温度T控制在 范围内。
(2)分子筛制氧法:分子筛具有微孔结构,能使空气中的氧气通过,不能使氮气通过,从而得到高浓度氧气(如图)。由此可知两种分子的直径大小关系为氮气 (填“>”或“<”)氧气。
(3)化学制氧法:过碳酸钠固体常温下性质稳定,加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。常用过碳酸钠固体、二氧化锰和水反应制氧。制氧剂选用过碳酸钠固体比过氧化氢溶液更好的理由是 (写一条)。
项目二:设计和制作简易制氧机
(4)小伊同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰制氧气的原理自制了如图的简易制氧器。分析A、B两装置中哪个供氧器更合理? ,理由是 (写一条)。
(5)关于小伊同学制作的简易制氧机下列说法正确的是_____(填序号)。
A.二氧化锰在化学反应前后其质量和化学性质不变
B.可用硫酸铜代替二氧化锰
C.可增加反应瓶中水的用量提高氧气产量
【答案】(1)
(2)>
(3)过碳酸钠是固体,且常温下性质稳定,方便贮存和运输
(4) A A装置可湿润氧气,且可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率
(5)AB
【规范解答】(1)分离液态空气制取氧气,是利用液氮和液氧沸点的不同将其分离,液氧的沸点为-183℃,液氮的沸点为-196℃,要想从空气中分离得到液氧,则温度需要高于液氮的沸点,低于液氧的沸点,故温度T应控制在;
(2)分子筛具有微孔结构,能使空气中的氧气通过,不能使氮气通过,从而得到高浓度氧气。由此可知两种分子的直径大小关系为氮气>氧气;
(3)与过氧化氢溶液相比,过碳酸钠是固体,且常温下性质稳定,方便贮存和运输;
(4)由图可知,A装置更合适,因为A装置可湿润氧气,且可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率;
(5)A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,在该反应中,二氧化锰是催化剂,化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变,符合题意;
B、硫酸铜也可作过氧化氢分解的催化剂,可用硫酸铜代替二氧化锰,符合题意;
C、增加反应瓶中水的用量不能提高氧气产量,不符合题意。
故选AB。
【变式训练02】(25-26九年级上·广东·阶段练习)在“新冠肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”,其本质和 “富氧空气”差不多。化学兴趣小组欲混制“富氧空气”,如图是某同学设计的某些实验装置,回答下列问题:
(1)写出图1中仪器 a 和 b 的名称:a ;b 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取量较多且较纯净的氧气,应选择图1中的 (填装置字母)组装一套装置,反应的符号表达式为: 。
(3)实验室利用高锰酸钾且用排水法收集氧气,可选择的发生装置是 ,反应的符号表达式为 某同学收集氧气时,发现 D 装置中的水变红了,可能的原因是 。在收集氧气时,应当等到 时再开始收集气体。
(4)如图 3为改进收集装置:若用排空气法收集氧气,氧气从 端进入(填“c”或“d”),检验集满的方法是 。
(5)如图 2,用纯氮气和上述实验制取的氧气,混制一瓶(集气瓶容积为 250mL)氧气体积分数为 40%的“富氧空气”,气体应从图 2 装置中的管 (选“a”或“b”)通入,先通入氮气排出 120mL 水,再通入氧气排出 mL 水。(集气瓶中水可以不全部排出)
(6)某款家用制氧机是利用过碳酸钠和二氧化锰同时加入水中来制取氧气。同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易制氧器,如图所示。先在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰
(已知:过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢)。
加湿仓中的水除了有润湿氧气的作用外,还可以起到的作用是 (写一个即可)
【答案】(1) 长颈漏斗 集气瓶
(2) CD H2O2 H2O+O2
(3) B KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 试管口没有放一团棉花 气泡连续均匀冒出
(4) c 将带火星的木条放置于瓶口d处,若木条复燃则已满
(5) b 80
(6)观察产生氧气的速率(合理即可)
【规范解答】(1)据图1可知,a是长颈漏斗,b是集气瓶。
(2)装置A和装置C都可以用作过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的发生装置,装置C盛放的药品多且方便添加液体药品;收集氧气既可以用D装置也可以用E装置,但D装置比E装置收集的氧气纯净,所以制取较多且较纯净的氧气应选择的一套装置为CD;
过氧化氢分解可产生水和氧气,符号表达式为H2O2H2O+O2。
(3)实验室利用高锰酸钾且用排水法收集氧气,因为需要加热,所以可采用的发生装置是B;
高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2;
水变红是因为高锰酸钾粉末进入了水中,可能是试管口没有放一团棉花;
一开始加热的时候,装置内的空气会随着气流进入集气瓶,等空气排干净再收集,所以要等到气泡均匀且连续冒出时再收集。
(4)用排空气法收集氧气,因为氧气密度大于空气,所以从c口通入;
验满氧气的方法是:将带火星的木条放在瓶口d处,若木条复燃,则氧气已满。
(5)氧气和氮气均不易溶于水,且密度比水小,所以气体应从图2装置中的管b通入,聚集在集气瓶上部,将水从长管a排出;
富氧空气中氧气占40%,则氮气占1-40%=60%,先通入氮气排出120mL水,再通入氧气排出水的体积为120mL÷60%-120mL=80mL。
(6)有氧气产生时,加湿仓会有气泡产生,所以通过加湿仓可以观察有没有氧气产生,也可以观察气泡产生的速率,即产生氧气的速率。
考点5:制取氧气实验的图像问题
【典例精讲】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)氯酸钾为白色固体,熔点为356℃。利用图-1所示装置(夹持装置略)探究氯酸钾的热分解温度,所得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系如图-2所示。下列说法不正确的是
A.实验可说明,没有催化剂氯酸钾也会分解产生氧气
B.图-1试管口略向上倾斜,主要是防止氯酸钾加热熔化而流出
C.据图-2可知,氯酸钾在356℃开始较迅速分解产生氧气
D.图-2中A→B段氧气的体积分数略微下降,可能是固体中的水汽化稀释了氧气含量
【答案】C
【规范解答】A、该实验是直接加热氯酸钾生成氧气,所以该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解产生氧气,此选项正确;
B、氯酸钾的熔点为 356℃,由图2可知温度加热到400℃,所以氯酸钾会熔化变为液体,所以图 1 试管口略向上倾,防止氯酸钾加热熔化而流出,此选项正确;
C、据图-2可知,温度超过356℃后,氧气体积分数迅速增大,开始较迅速分解产生氧气,不是356℃开始较迅速分解产生氧气,此选项错误。
D、A→B段氧气的体积分数略微下降,说明气体总物质的量增加,可能是固体中的水汽化稀释了氧气含量,此选项正确。
故选:C。
【变式训练01】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气,随着反应的进行,试管内固体的质量逐渐减少。图中的点纵坐标为克,点纵坐标为克。回答下列问题:
(1)高锰酸钾完全分解后,生成氧气的质量。
(2)比较点与点试管中固体成分有何区别。
【答案】(1)(m-n)g
(2)b点时试管中固体除锰酸钾和二氧化锰外,还含有加热高锰酸钾,d点时试管中固体只含有锰酸钾和二氧化锰,不含高锰酸钾。
【规范解答】(1)由图可知,d点时高锰酸钾完全分解,根据质量守恒定律可知,生成氧气的质量等于固体减轻的质量,故生成氧气质量为:(m-n)g;
(2)b点时高锰酸钾没有完全分解,此时固体为生成的锰酸钾、二氧化锰和没有完全反应的高锰酸钾,d点时高锰酸钾已经完全反应,此时固体为锰酸钾和二氧化锰,没有高锰酸钾。
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)兴趣小组同学用图1所示装置完成加热高锰酸钾并收集一瓶氧气的任务,集气瓶内液面的高度随加热时间的变化如图2所示,其中P点时将集气瓶从水槽中取出。下列说法错误的是
A.M点:导管口有气泡冒出,此时排出的是装置内的空气
B.N点:试管中含有三种固体
C.P点:实验结束后,先从水槽中撤离导管,再熄灭酒精灯
D.M→N:固体减少的质量等于集气瓶内减少的水的质量
【答案】D
【规范解答】A、在加热高锰酸钾制取氧气时,刚开始加热,导管口排出的是装置内的空气,此时不宜收集氧气。M点时导管口有气泡冒出,这些气泡是装置内的空气,所以此时没有开始收集气体,因此装置内液面无变化,选项正确;
B、N点时集气瓶内液面继续下降,说明仍有氧气产生,此时试管中一定有未分解完的高锰酸钾,同时还有生成的锰酸钾和二氧化锰,所以试管中应该含有三种固体,选项正确;
C、实验结束后,为了防止水槽中的水倒吸进入试管,使试管炸裂,要先从水槽中撤离导管,再熄灭酒精灯,P点将集气瓶从水槽中取出,此时实验结束,应按照正确的操作顺序进行,选项正确;
D、高锰酸钾加热生成氧气,固体减少的质量等于生成氧气的质量。而集气瓶内减少的水的体积等于收集到氧气的体积,由于氧气的密度与水的密度不同,所以固体减少的质量不等于集气瓶内减少的水的质量,选项错误。
故选D。
考点6:氧气的检验及验满
【典例精讲】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)根据如图装置,回答下列有关问题。
(1)装置图中仪器a的名称为 。
(2)实验室若用B装置制取一瓶纯净的氧气,选用装置 ,请写出其文字表达式 。
(3)用装置E收集O2,O2应该从 通入(填c或d),用此装置收集O2,检验O2是否收满的方法是 。
【答案】(1)试管
(2) D
(3) d 将带火星的木条放在c端导管口处,木条复燃,说明氧气已收集满
【规范解答】(1)仪器a的名称为试管;
(2)氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法收集,其中用排水法能收集到较纯净的氧气,即装置D;
B装置为固液常温型发生装置,则实验室用B装置制取氧气的原理是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;
(3)用装置E收集,由于氧气密度比空气略大,所以应该从d通入,空气从c排出,氧气具有助燃性,则检验是否收满的方法是:将带火星的木条放在c端导管口处,木条复燃,说明氧气已收集满。
【变式训练01】(25-26九年级上·贵州·阶段练习)如图为实验室气体制取和应用的常用装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)用高锰酸钾制氧气的发生装置为 (填字母序号,下同),写出该反应的文字表达式: 。
(3)用过氧化氢溶液制氧气的发生和收集装置为 ,该反应的文字表达式为 。
(4)E装置是实践小组同学在老师指导下设计的家用简易制氧机原理图。过碳酸钠在水的作用下分解成碳酸钠和过氧化氢。
①验证甲仓导出的气体是氧气的方法: 。
②甲仓的主要作用是 (答一点即可)。
【答案】(1)试管
(2) A
(3) BD
(4) 将带火星的木条放在甲仓导出气体的导管口,若木条复燃,证明是氧气。 净化气体(或观察气体生成速率)
【规范解答】(1)仪器 a 的名称为试管;故填:试管。
(2)高锰酸钾制氧气是固体加热型反应,发生装置应选 A;其反应的文字表达式:;故填:A;。
(3)用过氧化氢溶液制氧气是固液不加热型反应,发生装置选 B;氧气密度比空气大且不易溶于水,收集装置可选 D(排水法);其反应的文字表达式:;故填:BD;。
(4)氧气具有助燃性,可以使带火星的木条复燃,则验证甲仓导出的气体是氧气的方法是:将带火星的木条放在甲仓导出气体的导管口,若木条复燃,证明是氧气;甲仓的主要作用是:净化气体(或观察气体生成速率);故填:将带火星的木条放在甲仓导出气体的导管口,若木条复燃,证明是氧气;净化气体(或观察气体生成速率)。
【变式训练02】(25-26九年级上·山西·阶段练习)某化学兴趣小组围绕“氧气的制取”开展了一系列探究活动。请你作为小组成员,参与完成以下任务。
任务一:氧气实验室制取的装置
(1)小组同学决定用加热高锰酸钾的方法制取一瓶较纯净的氧气,图中应选择的发生装置和收集装置是 (填字母序号),写出该反应的文字表达式 。
(2)图中仪器①名称是 。若将F中装满水收集氧气,水从 (填“长”或“短”)导管端排出。
任务二:氧气制取的检验与验满
(3)在用排水法收集氧气时,当观察到 时,氧气已收集满。
(4)检验该瓶气体是氧气的方法是 。
任务三:制作简易的家用制氧机
如图是实验小组用矿泉水瓶、双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器。
(5)该简易供氧器的优点(写一点) 。
(6)该家用简易供氧器在实际使用中,还需考虑很多方面的因素,例如(写一点) 。
【答案】(1) AC
(2) 长颈漏斗 长
(3)集气瓶口有大气泡冒出
(4)将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气
(5)装置简单(合理即可)
(6)氧气的输出速率是否稳定(合理即可)
【规范解答】(1)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气,该反应为固体加热型,发生装置可选择A,排水法收集的气体较排空气法纯净,氧气不易溶于水,收集装置可选择C,故应选择的装置组合为AC;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,文字表达式为;
(2)仪器①名称是长颈漏斗;
若将F中装满水收集氧气,氧气的密度小于水,氧气从短管进,水从长导管端排出;
(3)在用排水法收集氧气时,当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明氧气已收集满;
(4)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,则检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气;
(5)该简易供氧器利用矿泉水瓶、双氧水和二氧化锰自制,其优点是装置简单(或操作简便、可随时添加药品等),因为用生活中常见的矿泉水瓶等材料制作,装置构造不复杂,操作起来也比较方便,还能随时通过注射器添加双氧水等药品来持续制氧;
(6)该家用简易供氧器在实际使用中,需要考虑多方面因素,比如氧气的输出速率是否稳定(或氧气的纯度是否符合要求、能否持续供氧等),在实际使用场景中,稳定的氧气输出速率能保证使用者正常呼吸,符合要求的氧气纯度能保障使用安全,持续供氧能力则关系到使用时长等。
考点7:氧气的制取中装置的选择
【典例精讲】(25-26九年级上·广东·阶段练习)如图所示是实验室制取和收集气体的部分装置。请回答下列问题:
(1)写出图中带有标号仪器的名称:① ;② 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的文字或符号表达式是 。用装置B制取氧气时,该装置还需做的改进是 。试管口应略往下倾斜的原因是 。
(3)加热高锰酸钾制取氧气,检查装置气密性的方法,先将导管的一端放入水后,用手握住试管外壁,若观察到 ,说明装置气密性良好。
(4)可以选择C装置收集氧气,因为 ;还可以选用装置D收集氧气,是因为 。
(5)如果用F装置收集氧气,氧气应从哪个管口进入 (选填“a”或“b”)。
【答案】(1) 长颈漏斗 水槽
(2) 或 在试管口放一团棉花 为了防止冷凝水回流到试管底部,避免试管炸裂
(3)导管口有气泡连续冒出
(4) 氧气不易溶于水 氧气的密度比空气大
(5)a
【规范解答】(1)仪器①的名称是长颈漏斗;仪器②的名称是水槽;
(2)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:,符号表达式为:,若B装置用高锰酸钾制取氧气,发生装置需要改进的是在试管口放一团棉花,防止加热时试管内的粉末状物质进入导管;试管口应略往下倾斜的原因是为了防止冷凝水回流到试管底部,避免试管炸裂;
(3)加热高锰酸钾制取氧气,检查装置气密性的方法,先将导管的一端放入水后,用手握住试管外壁,若观察到导管口有气泡连续冒出,说明气密性良好;
(4)可选用C装置排水法收集氧气,是因为氧气不易溶于水,能用排水法收集;还可选用D装置向上排空气法收集氧气,是因为氧气的密度比空气大;
(5)若用F装置收集氧气,氧气的密度比空气大,应从a口通入氧气。
【变式训练01】(25-26九年级上·江西·阶段练习)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)指出图中标有数字的仪器名称:① ;② ;③ 。
(2)写出高锰酸钾制取氧气的文字表达式 ,该反应类型属于 反应。应选择的发生装置是 (填序号),选该装置,还需如何改进: 。
(3)如果要收集一瓶纯净的氧气,应选择的收集装置是 ,且当气泡 时开始收集。
(4)如果用装置B与C组合来制取氧气,往长颈漏斗中添加的药品是 ;写出该反应的文字表达式 。
【答案】(1) 水槽 锥形瓶 集气瓶
(2) 分解 A 试管口放一团棉花
(3) D 连续均匀冒出
(4) 过氧化氢溶液
【规范解答】(1)由图可知,仪器①为水槽,②为锥形瓶,③为集气瓶;
(2)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为:;
该反应符合一变多,属于分解反应;
该反应属于固体加热反应,发生装置可选A;
该装置还需要在试管口放一团棉花,防止固体粉末进入导管;
(3)氧气的密度比空气大,不易溶于水,既可以采用向上排空气法收集,又可以采用排水法收集,排空气法收集的气体比较干燥,排水法收集的气体比较纯净,故选D;
当气泡连续均匀冒出时开始收集,因为一开始排出的气体中含有装置中的空气;
(4)如果用装置B与C组合来制取氧气,B装置适用于固液不加热反应制取气体,适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,故长颈漏斗添加的是液体药品即过氧化氢溶液;
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,文字表达式为:。
【变式训练02】(25-26九年级上·江苏·阶段练习)实验室常利用化学反应制取少量氧气,常用装置如图所示。
(1)用装置B制取氧气时,应先检查装置气密性:将导管先放入水槽中,用双手握住试管,若发现导管口有气泡冒出,一段时间后松手,发现导管中 ,则证明装置气密性良好。
(2)用装置A制取氧气,并测量所得氧气体积。该化学反应的符号表达式为 请利用图所示装置,选择合适的装置并将其进行正确的连接;①→ (填接口的序号)。
(3)若将装置A中的长颈漏斗改成分液漏斗,其优点是 。
(4)用高锰酸钾制取较纯净的氧气,则选择的发生和收集装置是 (选填符号),发生装置中的不足之处是 ,开始收集氧气的最佳时刻是 。
(5)若用F装置收集氧气,证明氧气已经集满的操作和现象是 。
【答案】(1)形成一段稳定的水柱
(2) ⑨⑧
(3)可以控制反应的速率
(4) BD 试管口没有放一团棉花 导管口有连续均匀气泡冒出时
(5)将带火星的木条放在集气瓶⑥端的出口,木条复燃
【规范解答】(1)检查装置 B 的气密性时,将导管先放入水槽中,用双手捂住试管,试管内气体受热膨胀,压强增大,导管口有气泡冒出;一段时间后松手,试管内气体遇冷收缩,压强减小,外界大气压将水压入导管,会发现导管中形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性良好。
(2)装置 A 为固液不加热型发生装置,适用于过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制取氧气,反应的符号表达式为。要测量氧气体积,用排水法,氧气从 G 装置的⑨进入,水从⑧排出,再用 H 装置测量水的体积,所以连接①→⑨→⑧→。
(3)将装置 A 中的长颈漏斗改成分液漏斗,其优点是可以通过分液漏斗的活塞控制液体的滴加速度,从而控制反应的速率。
(4)用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应需要加热,所以发生装置选 B;要收集较纯净的氧气,用排水法收集,收集装置选 D,所以选择的发生和收集装置是 BD。
高锰酸钾受热时粉末容易进入导管,所以发生装置中的不足之处是试管口没有放一团棉花。
用排水法收集氧气时,开始收集氧气的最佳时刻是导管口有连续均匀气泡冒出时,因为刚开始排出的是装置内的空气。
(5)氧气具有助燃性,若用F 装置收集氧气,证明氧气已经集满的操作和现象是将带火星的木条放在集气瓶⑥端的出口,木条复燃。
考点8:固液加热型装置气密性的检验
【典例精讲】(25-26九年级上·河北·阶段练习)实验是学习化学的重要途径。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)仪器①的名称是 。
(2)收集一瓶干燥的氧气进行实验,最好选择装置 (填字母)收集氧气。
(3)实验室用装置A制备氧气,在装入药品前应先检查装置气密性。若气密性良好,会出现图2中的 。
(4)若实验室用装置A制取氧气,还应进行的改进是 。
Ⅱ.用制氧机的探究
兴趣小组的同学在跨学科实践课上对某款家用制氧机进行研究。该制氧机利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢(H2O2),其工作原理如图3所示。
(5)检验“过滤仓”中导出的气体是氧气的方法是 。
(6)兴趣小组的同学在实验室模拟用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,可选用图1中的 (填字母)作为发生装置。为获得平稳气流,需对装置进行改进,改进的方法是 。
【答案】(1)铁架台
(2)C
(3)甲丙
(4)在试管口放一团棉花
(5)在左侧导管口放一根带火星木条,若木条复燃,则是氧气
(6) B 将长颈漏斗换成分液漏斗
【规范解答】(1)根据常见仪器的形状和用途,可知仪器①是铁架台。
(2)收集一瓶干燥的氧气可用向上排空气法,故最好选择C收集氧气。
(3)检查装置气密性的方法是:先将导管放入水中,双手紧握试管,观察到导管有气泡冒出(甲);放开手后,看到导管中液面上升(丙),则证明装置气密性良好。故气密性良好,可以观察到甲、丙现象。
(4)加热时试管中的固体容易随气流进入导管,所以在试管口放一团棉花,可防止加热时粉末状固体进入导管,造成堵塞。
(5)过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气,利用氧气助燃性,将带火星小木条放到左侧导管口处,若木条复燃则为氧气。
(6)①用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,反应不需要加热,选装置B作为发生装置;②为获得平稳气流,可将装置B中的长颈漏斗换成分液漏斗,通过控制分液漏斗活塞控制液体滴加速度,从而控制反应速率。
【变式训练01】(2025·广东东莞·一模)实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气,小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气,相关叙述合理是
A.装置甲的试管口要略向下倾斜,是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流
B.使用装置乙分解双氧水制取氧气时,需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末
C.关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞,放手后若活塞回到原处则装置气密性良好
D.利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气,可实现“随开随用、随关随停”
【答案】C
【规范解答】A.在给试管中的固体加热时,为了防止试管口产生的冷凝水倒流,炸裂试管底部,要让试管口略向下倾斜;高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,不会生成水,故选项A错误;
B.二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中是催化剂,反应前后质量和化学性质不会改变,用装置乙分解双氧水制取氧气时,不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末,故选项B错误;
C.关闭止水夹a,向下压装置丙中注射器的活塞,若装置不漏气的话,活塞就会回到原处,故选项C正确;
D.装置丁中二氧化锰粉末与双氧水不能彻底分开,不能实现“随开随用、随关随停”的操作,故选项D错误。
故选C。
【变式训练02】(24-25九年级上·广东深圳·期末)规范的实验操作是科学探究的基础。下列实验操作正确的是
A.加热液体 B.读液体体积
C.振荡试管液体 D.检验装置气密性
【答案】B
【规范解答】A、加热液体时,试管内液体量不能超过试管容积的三分之一,故A操作错误;
B、读液体体积时,视线与凹液面最低处保持水平,故B操作正确;
C、振荡试管液体时,要左右摆动试管,不能上下晃动试管,更不能用拇指堵住试管口,容易将手腐蚀,故C操作错误;
D、检查装置气密性,必须在密封体系内,图示长颈漏斗与外界通着,不密封,不能检查装置气密性,故D操作错误。
故选:B。
考点9:催化剂的概念、性质与用途
【典例精讲】(25-26九年级上·河南·阶段练习)若用H2O2溶液和MnO2来制氧气。为了证明MnO2的催化作用,甲同学通过如图装置来进行实验探究:
(1)图①中加入10mLH2O2溶液,然后塞入带火星木条的橡胶塞,如图②所示,此时无明显现象。再通过漏斗加入1gMnO2,如图③所示,此时可观察到的现象是 。停止产生气泡后,将图③中的混合液进行过滤提取固体,再进行称量,固体仍为1g,甲同学认为MnO2是催化剂。
(2)乙同学认为甲同学的结论不严谨,因为没有验证 是否改变。
【答案】(1)有大量气泡产生,带火星的木条复燃
(2)MnO2的化学性质
【规范解答】(1)加入二氧化锰后,过氧化氢的分解速率会变快,此时观察到的现象是有大量气泡产生,带火星的木条复燃。
(2)催化剂不仅要求在化学反应前后本身的质量不变,还要求在化学反应前后自身的化学性质不变,所以甲同学的结论不严谨。
【变式训练01】(25-26九年级上·辽宁·阶段练习)为探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素,某研究小组做了以下实验。
活动一:哪些因素可以影响过氧化氢溶液的分解速率?
实验编号
溶液
催化剂(0.1 g)
温度/℃
收集100 mL氧气需要的时间/s
体积/mL
溶质质量分数/%
①
10
30
-
20
660
②
a
30
粉末
20
3
③
10
5
粉末
b
205
④
10
5
粉末
40
68
⑤
10
5
Fe2O3粉末
20
352
表1
(1)对比实验①和②可得出的结论是 。
(2)实验②中a的数值为 ;实验③中b的数值为 。
(3)通过实验 可以推断出温度对过氧化氢溶液分解速率有影响。
(4)设计实验③和⑤的目的是 。
活动二:硫酸铜能否当过氧化氢分解的催化剂?
【设计方案】小组同学设计方案如图。
(5)实验现象:步骤①产生少量气泡,带火星的木条不复燃;步骤② ;步骤③带火星的木条复燃。
(6)实验结论:硫酸铜可以做过氧化氢分解的催化剂,反应的符号表达式: 。
【交流评价】
(7)老师认为该方案不严谨。若要确定该实验结论正确,同学们经过讨论后,认为还需证明硫酸铜的 和化学性质在反应前后保持不变。
(8)兴趣小组的同学设计了如图补充实验:通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量m= g,将该固体加入5%的过氧化氢溶液,当观察到 ,溶液变蓝色,证明该实验结论正确。
【答案】(1)在相同条件下,使用催化剂(粉末)可以显著加快过氧化氢溶液分解的速率。
(2) 10 20
(3)③④
(4)探究催化剂种类对分解速率的影响。
(5)产生大量气泡
(6)
(7)质量
(8) 1.2 产生大量气泡
【规范解答】(1)实验①和②的变量是催化剂的有无,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、温度)相同。实验①没有催化剂,反应时间为660秒;实验②使用了粉末,反应时间为3秒。显然,加入后反应速率显著加快。因此,结论是:在其他条件相同的情况下,可以显著加快过氧化氢溶液的分解速率。
(2)实验②和实验①形成对照,变量是催化剂的有无,因此过氧化氢溶液的体积应保持致,即;实验③和实验④形成对照,变量是温度,其他条件应保持一致,因此实验③的温度应与实验①和②相同,即。
(3)实验③和实验④的变量是温度,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、催化剂种类和用量)相同。实验③在20℃时反应时间为205秒,实验④在40时反应时间为68秒。温度升高,反应速率加快,说明温度对过氧化氢分解速率有显著影响。
(4)实验③和⑤的变量是催化剂种类,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、温度)相同。实验③是,反应时间为205秒;实验⑤使用粉末,反应时间为352秒。通过对比,可以探究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,即比较和的催化效果。
(5)步骤①中只有5%的过氧化氢溶液,分解速率较慢,产生的氧气不足以使带火星的木条复燃;步骤②中加入硫酸铜后,过氧化氢分解速率加快,产生大量氧气,带火星的木条复燃;步骤③中带火星的木条复燃,说明硫酸铜具有催化作用。
(6)氧化氢在硫酸铜的催化作用下分解生成水和氧气,符号表达式为:。
(7)实验中需要补充实验,通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量仍为1.2g,说明其质量和化学性质未变。
(8)实验补充步骤中,硫酸铜的质量仍为1.2g,说明其质量未变;将硫酸铜加入过氧化氢溶液中,观察到有气泡产生且溶液变蓝色,说明其化学性质未变,从而证明硫酸铜是催化剂。
【变式训练02】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂,分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后,用传感器测量装置中气压的变化,如图乙中曲线a、b所示。下列说法正确的是
A.两种催化剂中催化效率更高的是土豆块
B.后期压强减小说明过氧化氢分解时会放出热量
C.加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s
D.30s时曲线a的压强高于65s时曲线b,说明加猪肝块比加土豆块催化其完全反应产生氧气更多
【答案】B
【规范解答】A、由图乙可知,相同时间内,加猪肝块的装置内压强变化更大,说明催化效率更高的是猪肝块,该选项错误。
B、过氧化氢分解生成氧气,反应过程中压强应增大,后期压强减小,是因为反应结束后,温度降低,气体遇冷收缩,说明过氧化氢分解时会放出热量,该选项正确。
C、由图乙可知,加猪肝块催化的过氧化氢大约在 30s 时就基本反应完全(此时压强达到最大值),该选项错误。
D、因为过氧化氢溶液的浓度和体积相同,所以最终产生氧气的质量是相等的,30s 时曲线 a 的压强高于 65s 时曲线 b,是因为加猪肝块时反应速率更快,该选项错误。
故选B。
考点10:催化作用
【典例精讲】(25-26九年级上·河南·阶段练习)下列关于催化剂的说法中,正确的是
A.二氧化锰是所有反应的催化剂
B.二氧化锰能够增加过氧化氢分解产生氧气的质量
C.催化剂在反应前后的质量和性质都不改变
D.对于一个化学反应来说催化剂可能不止一种
【答案】D
【规范解答】A、二氧化锰不一定是催化剂,其他物质也可以当催化剂,故A错误;
B、生成物质量由反应物决定,催化剂仅影响反应速率,不改变生成物质量。故B错误;
C、催化剂在反应前后质量和化学性质(而不是性质)不变,故C错误;
D、过氧化氢溶液分解制取氧气可使用二氧化锰作催化剂也可用氧化铁作催化剂,在同一反应中可以用多种催化剂改变速率,故D正确。
故选D。
【变式训练01】(25-26九年级上·内蒙古·阶段练习)小林通过实验发现氧化铜也能作过氧化氢分解的催化剂,为比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,某兴趣小组进行了如下探究。
【定性探究】
(1)如图甲,可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
(2)写出过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生反应的文字表达式: 。
【定量探究】
为了定量比较二者的催化效果,实验时小林用图乙所示装置作为对照实验,以生成40 mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略),设计了下列三组实验。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
无
a
②
20
氧化铜0.5 g
b
③
20
二氧化锰0.5 g
c
(3)上述实验中的“待测数据”是指 ;最后实验结果表明氧化铜的催化效果较差,则b (选填“>”“<”或“=”)c。
【拓展探究】
(4)某兴趣小组的同学按图1所示装置进行如下实验,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2所示。
①对比分析图2中的 (填字母)两点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
②由图2还可得出的结论是 。
【答案】(1)试管中产生气泡的快慢
(2)过氧化氢水+氧气
(3) 收集40 mL气体需要的时间 >
(4) ac或者bd 催化剂只改变化学反应速率,不改变生成氧气的质量(合理即可)
【规范解答】(1)催化效果越好,产生气泡越快,可通过观察试管中产生气泡的快慢定性比较。
(2)过氧化氢在二氧化锰催化下分解为水和氧气,文字表达式为:。
(3)实验时小林用图乙所示装置作为对照实验,以生成40mL气体为标准,则待测数据是生成40mL气体所需时间;催化效果差则反应时间长,氧化铜催化效果差,所以b>c。
(4)①对比ac(达到相同压强所需时间不同)或bd(相同时间内达到的压强不同),其他条件相同,催化剂种类不同,反应速率不同,可知反应速率与催化剂种类有关。③
②由图可知,最终压强相同,说明催化剂只改变化学反应速率,不改变生成氧气的质量。
【变式训练02】(25-26九年级上·四川资阳·阶段练习)A~H是初中化学常见的物质,它们之间的转化关系如图所示,A是一种暗紫色固体,B、G都是黑色固体粉末,E是一种无色液体,H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,在反应②前后,B的质量和化学性质都不改变,回答下列问题:
(1)H物质的名称为 。
(2)B物质在反应②中起 作用。
(3)反应②的文字表达式为 ;该属于基本反应类型中的 反应。
【答案】(1)二氧化碳
(2)催化
(3) 分解
【规范解答】(1)由分析可知,H物质的名称是:二氧化碳;
(2)反应②为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,B为二氧化锰,在该反应中,二氧化锰是催化剂,起到催化作用;
(3)反应②为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,文字表达式为;该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应。
考点11:分解反应
【典例精讲】(25-26九年级上·湖南·阶段练习)现有如下几个反应,其中属于分解反应的是
A.水氢气+氧气
B.铜+氧气氧化铜
C.氢氧化钠+硫酸铜→硫酸钠+氢氧化铜
D.石灰石+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
【答案】A
【规范解答】A、该反应符合一变多,属于分解反应,符合题意;
B、该反应不符合一变多,不属于分解反应,不符合题意;
C、该反应不符合一变多,不属于分解反应,不符合题意;
D、该反应不符合一变多,不属于分解反应,不符合题意;
故选A。
【变式训练01】(25-26九年级上·广东·阶段练习)文物考古彰显我国古今科技文明,发掘的某些珍贵文物可放入氮气保护箱中,所以氮气在文物保护方面具有重要的价值。同时它也是一种重要的化工原料,氮气和氢气在催化剂作用下可以制取氨气。下列说法正确的是
A.用氮气保护文物是因为氮气化学性质稳定
B.制取氨气的反应属于分解反应
C.制取氨气过程中催化剂的质量和性质不变
D.催化剂是二氧化锰
【答案】A
【规范解答】A、氮气可用于文物保护,是因为氮气的化学性质稳定,不易与文物发生化学反应,能防止文物被氧化等,该选项正确。
B、分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。氮气和氢气在催化剂作用下可以制取氨气。不属于分解反应,该选项错误。
C、在化学反应里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发生变化的物质叫做催化剂。这里说“性质”不变,包括物理性质,而催化剂是化学性质不变,物理性质可能改变,该选项错误。
D、催化剂有多种,不是只有二氧化锰,不同的反应所用催化剂不同,该选项错误。
故选A。
【变式训练02】(25-26九年级上·安徽·阶段练习)小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。看图回答下列问题:
I.小明同学使用溶液进行实验。
(1)仪器①的名称是 。
II.小安同学使用高锰酸钾固体进行实验。
(2)图中加入正确的操作是 。
(3)反应的文字表达式为 ,反应类型为 。
(4)氧气收集完毕,将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯的原因是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)bc
(3) 分解反应
(4)防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂
【规范解答】(1)由图可知仪器①是长颈漏斗;
(2)取用高锰酸钾时,先将试管横放,用药匙或纸槽将药品送至试管底,再将试管竖立,故选bc;
(3)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为:;
反应符合一变多,属于分解反应;
(4)实验结束后,为了防止水槽中的水倒吸,引起热的试管炸裂,则应先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)下列图像不能正确反映其对应操作中各量变化关系的是
A.加热高锰酸钾制氧气
B.向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
C.用等量等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D.加热高锰酸钾制取氧气
【答案】B
【规范解答】A、加热高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,随着反应的进行,生成氧气的质量从零逐渐增大,待完全反应后,不再变化,不符合题意;
B、向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,在该反应中,固体是二氧化锰,二氧化锰是该反应的催化剂,化学反应前后催化剂的质量不变,符合题意;
C、用等量等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,故有催化剂的反应速率快,但是最后生成氧气的质量相等,不符合题意;
D、加热高锰酸钾制取氧气,一开始未达到高锰酸钾的分解温度,只含高锰酸钾一种固体,达到分解温度后,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,高锰酸钾部分分解时,含高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种固体,高锰酸钾完全反应后,含锰酸钾和二氧化锰两种固体,不符合题意。
故选B。
2.(2025·辽宁大连·中考真题)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
【规范解答】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。
3.(2025·北京·中考真题)根据下列所示装置,结合所学知识回答问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥ 。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 ,选用的发生装置是 (填字母序号)。若用装置收集氧气,依据氧气的性质是 。实验结束后应先把导管移出水面,后熄灭酒精灯,原因是 。
(3)实验室用过氧化氢制取氧气的文字表达式为 ,应选用的发生装置是 (填字母序号)。小红同学选用装置收集氧气,验满的方法是 。
(4)已知甲烷()气体难溶于水,密度小于空气。应选用的收集装置是 (填字母)。
【答案】(1) 酒精灯 试管 铁架台 长颈漏斗 水槽 集气瓶
(2) A 不易溶于水且与水不反应 防止水倒流,炸裂试管
(3) B 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,则集满
(4)C/E
【规范解答】(1)由图可知,①为酒精灯;②为试管;③为铁架台;④为长颈漏斗;⑤为水槽;⑥为集气瓶;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:;
该反应属于固体加热反应,发生装置可选A;
用C装置,即排水法收集氧气,是因为氧气不易溶于水,且与水不反应;
实验结束后应先把导管移出水面,后熄灭酒精灯,原因是:防止水倒流,炸裂试管;
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的文字表达式为:;
该反应属于固液不加热反应,发生装置可选B;
小红同学选用D装置,即向上排空气法收集氧气,氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满;
(4)甲烷难溶于水,密度比空气小,可用排水法或向下排空气法收集,收集装置可选C或E。
4.(2025·福建·中考真题)的制取及性质
(1)请写出仪器名称:E: 。
(2)组装一套便于添加溶液的发生装置,需用到图中的仪器有 (填标号),将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是: 。
(3)若用G装置收集氧气,当 时开始收集,收集完氧气后,在水槽中用玻璃片 (选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口,取出集气瓶, (选填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。
A组同学通过查阅资料得知,双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气,同学们可以选择图中的 (选填编号)装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生大量气泡,但将带火星的木条放在导管口没有复燃,可能的原因是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) ADE 将锥形瓶倾斜,用药匙(或纸槽)将二氧化锰送至锥形瓶底部,再使锥形瓶直立
(3) 当导管口有连续均匀气泡冒出 磨砂 正放
(4) D 加热时试管内水蒸气随氧气逸出
【规范解答】(1)由图可知,仪器E为长颈漏斗;
(2)实验室用过氧化氢制氧,应选用固液常温型发生装置,选用锥形瓶D作反应容器,为便于添加溶液,发生装置需选双孔塞A、长颈漏斗E,即ADE;
将二氧化锰粉末加入锥形瓶,需将锥形瓶倾斜,用药匙(或纸槽)将二氧化锰送至锥形瓶底部,再使锥形瓶直立;
(3)用G(排水法)收集氧气,当导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集(此时排出的是纯净氧气,因为开始排出的气体主要是空气);
玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口(磨砂面密封好);
氧气密度比空气大,收集后正放在桌面;
(4)加热双氧水制氧气,试管口需向上倾斜,且导管口不能伸入过长,选D;
带火星木条未复燃,因为加热时试管内水蒸气随氧气逸出,使木条不能复燃(水蒸气降低氧气浓度)。
5.(2025·湖南长沙·中考真题)通过化学学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,请结合如图回答问题:
(1)写出编号①、②仪器的名称:① 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的文字表达式为 ,实验时,在试管口放置一团棉花的作用是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,选用的制取装置是 (填序号)
(4)F装置可用来测量生成的氧气的体积,在水面上放一层植物油的目的是 。
【答案】(1)试管
(2) 防止加热时固体粉末进入导管
(3)BD/BE
(4)防止氧气溶于水中
【规范解答】(1)由图可知,仪器①为试管。
(2)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:;加热时,为了防止固体粉末进入导管,试管口应塞一团棉花。
(3)过氧化氢制取氧气的反应为固液常温反应,发生装置选B,由于氧气密度比空气大,且不易溶于水,所以收集装置选D或E,所以制取装置可以选用BD或BE。
(4)氧气不易溶于水,但仍有少量会溶于水,则在水面上放一层植物油的目的是防止氧气溶于水中。
基础夯实
1.(25-26九年级上·江苏·阶段练习)下列关于催化剂的说法正确的是
A.催化剂在化学反应后质量减小,且在化学反应前后其化学性质发生了改变
B.一个化学反应的催化剂只有一种催化剂
C.使用催化剂能增加生成物的质量
D.催化剂能改变化学反应速率
【答案】D
【规范解答】A、催化剂在化学反应后质量和化学性质都不发生改变,故A说法错误;
B、一个化学反应的催化剂可能不止一种催化剂,例如二氧化锰、硫酸铜溶液等都可以是过氧化氢分解的催化剂,故B说法错误;
C、催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变生成物的质量,故C说法错误;
D、催化剂能改变化学反应的速率,有些催化剂能加快化学反应速率,有些催化剂能减慢化学反应速率,故D说法正确;
故选:D。
2.(25-26九年级上·四川·阶段练习)化学实验操作的“先”与“后”对实验结果、实验安全等具有十分重要的意义。下列实验操作中的先后顺序错误的是
A.连接仪器时,先用水润湿玻璃管,后与胶皮管连接
B.用托盘天平称量时,先放质量大的砝码,再放质量小的砝码
C.高锰酸钾制氧气时,实验结束后,先把导管移出水面,后熄灭酒精灯
D.用胶头滴管滴加液体时,先将胶头滴管伸入试管并贴近内壁,后滴加液体
【答案】D
【规范解答】A、连接仪器时,先把玻璃管口用水湿润,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管,说法正确,不符合题意;
B、用托盘天平称量时,先放质量大的砝码,再放质量小的砝码,说法正确,不符合题意;
C、高锰酸钾制氧气时,实验结束后,先把导管移出水面,后熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒吸入热的试管底部,使试管炸裂,说法正确,不符合题意;
D、用胶头滴管滴加液体时,应垂直悬空在试管口正上方滴加,不能伸入试管内或接触试管内壁,说法错误,符合题意。
故选:D。
3.(25-26九年级上·山东·阶段练习)下列图示实验操作中,错误的是
A.取用固体粉末 B.倾倒液体
C.滴加液体 D.检验氧气
【答案】B
【规范解答】A、取用粉末状试剂,先把试管横放或倾斜,然后用药匙或纸槽将试剂送到试管底部,再将试管竖起,图示A操作正确;
B、倾倒液体时,试管要倾斜,标签要朝向手心,瓶口紧挨试管口,瓶塞要倒放,图示B操作错误;
C、用胶头滴管滴加少量液体时,注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,图示C操作正确;
D、氧气具有助燃性,检验氧气的方法为:将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃说明该气体为氧气,图示D操作正确。
故选B。
4.(25-26九年级上·江西·阶段练习)下列实验方案合理的是 。
选项
实验目的
实验方案
A
区分氮气和二氧化碳
分别伸入燃着的木条
B
鉴别酒精和蔗糖溶液
尝味道
C
证明蜡烛燃烧产物中有水
在蜡烛燃烧的火焰上方罩一个干燥的小烧杯
D
鉴别水和过氧化氢溶液
【答案】 C 取样,分别加入少量二氧化锰
【规范解答】A.二氧化碳和氮气都不支持燃烧,不燃烧,所以将燃着的木条伸入瓶中,木条都会熄灭,现象相同,无法鉴别,此选项错误;
B. 在实验室不能尝任何药品的味道,此选项错误;
C. 在蜡烛火焰上方罩一只干冷的小烧杯,当观察到烧杯内壁有水雾产生,证明蜡烛燃烧产物中有水,此选项正确;
故选C;
D.水和过氧化氢溶液都是无色的,但二氧化锰可以加快过氧化氢的分解速率,所以可以用二氧化锰鉴别水和过氧化氢溶液,实验方案为取样,分别加入少量二氧化锰,观察现象,有气泡产生的是过氧化氢溶液,无明显现象的是水。
5.(25-26九年级上·江西·阶段练习)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是
A.组装好装置后,检查装置气密性
B.加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热
C.水槽中有气泡冒出时,立即收集气体
D.实验结束时,先 ,再移走酒精灯
【答案】 A 从水槽中移出导气管
【规范解答】A、组装好装置后,检查装置气密性,防止装置气密性不好,更换部分仪器时浪费药品,故选项实验操作正确;
B、加入药品后,先进行预热,然后用酒精灯的外焰对准药品部位加热,故选项实验操作不正确;
C、水槽中有气泡冒出时,不宜立即收集气体,因为刚冒出的气泡中混有试管中的空气,收集到的气体不纯,故选项实验操作不正确;
D、实验结束时,先从水槽中移出导气管,再移走酒精灯,防止水槽中的水倒吸,使试管炸裂;
故选A;填:从水槽中移出导气管。
6.(22-23九年级上·江西·阶段练习)下列有关实验现象的描述正确的是 。
A.红磷在空气中燃烧,放出大量的热,产生大量白烟
B.过氧化氢溶液中加入二氧化锰粉末,产生烟雾,生成黑色固体
C.木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成二氧化碳
D.硫在空气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,生成
【答案】 A 具有刺激性气味的气体
【规范解答】A、红磷在空气中燃烧,放出大量的热,产生大量的白烟,故选项说法正确;
B、过氧化氢溶液中加入二氧化锰粉末,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,会观察到有气泡产生,故选项说法错误;
C、木炭在氧气中燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象,故选项说法错误;
D、硫在空气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体。
故选A;填:具有刺激性气味的气体。
7.(25-26九年级上·江西九江·阶段练习)如图是工业上分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图:
【查阅资料】氮气的沸点,氧气的沸点。
(1)工业上制取氧气的方法属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)气体A的主要成分是 ,约占空气体积分数的 。
(3)液体B属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(4)工业液氧和氧气具有相同的化学性质,都能 。
(5)工业制氧气比实验室制氧气的优点是 。
(6)是指大气中直径小于或等于微米的颗粒物,主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少污染的是___________(填序号)。
A.焚烧秸杆 B.用太阳能发电 C.大量烧煤取暖 D.植树造林
【答案】(1)物理变化
(2) 氮气 78%
(3)混合物
(4)支持燃烧(合理即可)
(5)原料丰富、价格便宜(合理即可)
(6)BD
【规范解答】(1)工业上分离液态空气制氧气,没有新物质生成,属于物理变化;
(2)在标准大气压下,液氮的沸点为-196℃,液氧的沸点为-183℃,所以液态空气在升温时,沸点较低的氮气首先蒸发出来,故A是氮气,约占空气体积分数的78%;
(3)液体B中主要成分是氧气,还含有稀有气体等物质,是混合物;
(4)工业液氧和氧气具有相同的化学性质,都能支持燃烧;
(5)工业制氧比实验室制氧气的有优点是原料丰富、价格便宜;
(6)A.焚烧秸秆会产生大量的烟尘,加重PM2.5的污染,故A错误;
B.用太阳能发电可以减少化石能源的使用,减少烟尘的排放,能减少PM2.5污染,故B正确;
C.大量烧煤取暖,煤燃烧会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物,会增加PM2.5污染,故C错误;
D.植树造林可以净化空气,减少空气中的灰尘等,能减少PM2.5污染,故D正确;
故选BD。
8.(25-26九年级上·湖南·阶段练习)以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤:
①将试管固定在铁架台上;
②检查装置的气密性;
③点燃酒精灯,先使试管受热均匀,然后对准试管中盛放试剂的部位加热;
④将试剂装入试管,用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管;
⑤收集完毕,将导管从水槽中取出;
⑥用排水法收集氧气;
⑦熄灭酒精灯。
请回答下列问题。
(1)请写出该实验原理的文字表达式 。
(2)该实验正确的操作顺序是 。(填序号)
(3)可以用排水法收集氧气,体现了氧气 的性质。
(4)请补充该实验过程中遗忘的操作 。
【答案】(1)
(2)②④①③⑥⑤⑦
(3)不易溶于水且不与水反应
(4)在试管口放一团棉花
【规范解答】(1)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为;
(2)实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤:连(连接仪器、组装实验装置)→查(检查装置的气密性)→装(装入固体药品,在试管口放一团棉花)→定(用铁架台固定仪器装置)→点(用火柴点燃酒精灯,给试管加热)→收(用排水法收集氧气)→移(把导管移出水面)→熄(熄灭酒精灯),即②④①③⑥⑤⑦;
(3)可以用排水法收集氧气,体现了氧气不易溶于水且不与水反应的性质;
(4)实验室用高锰酸钾制取氧气时,为防止加热时固体粉末进入导管,堵塞导管,应在试管口放一团棉花,故该实验过程中遗忘的操作是在试管口放一团棉花。
9.(25-26九年级上·河南·阶段练习)A、B、C、D、E是初中化学常见的物质,A为暗紫色固体,B为黑色固体,E为无色液体,其中D能使带火星的木条复燃,将G放入D中燃烧,可观察到火星四射,生成黑色固体H。请根据图中物质间的相互转化关系,回答有关问题:
(1)A是 (填物质化学符号);D是 。(填物质名称)
(2)反应③的文字表达式为 。
【答案】(1) KMnO4 氧气
(2)
【规范解答】(1)A是高锰酸钾,化学符号:KMnO4;D是氧气;
(2)反应③是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,文字表达式为:。
10.(25-26九年级上·福建·阶段练习)实验室制取氧气的方法:①加热高锰酸钾固体;②过氧化氢溶液分解,有关制取装置如下图所示。回答问题。
(1)下列有关高锰酸钾性质的描述,属于化学性质的是___________(填序号)。
A.紫黑色固体 B.受热易分解 C.易溶于水
(2)若用方法①制取氧气应选用的发生装置是 (填序号),反应的文字表达式为: ;试管口放一团棉花目的是 。
实验结束后先移出导管,再熄灭酒精灯的目的是 。
(3)方法②制取氧气应选用的发生装置是 ;可用实验室收集纯净氧气的装置是 (从“C、D、E”中选)。
(4)若用排水法收集氧气,开始收集氧气的最佳时刻是 ;若用排空气法收集氧气已满的检验方法是 。
(5)用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气可选发生装置为 (填序号)。
【答案】(1)B
(2) A 防止加热时粉末进入导管 防止水槽的水倒流炸裂试管
(3) B E
(4) 导管口有连续均匀气泡冒出 带火星木条放在集气瓶口,木条复燃则满
(5)A
【规范解答】(1)A、 “紫黑色固体”描述的是高锰酸钾的颜色和状态,属于物理性质。
B、受热易分解”,分解是化学变化,属于化学性质。
C、“易溶于水”描述高锰酸钾的溶解性,属于物理性质。
故填:B。
(2)方法①是 “固体加热型” 反应,发生装置选A;高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式为;试管口放棉花的目的:防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管或污染水槽;实验结束先移导管再灭酒精灯的目的:防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤冷炸裂。
故填:A;;防止加热时粉末进入导管;防止水槽的水倒流炸裂试管。
(3)方法②是 “固液不加热型” 反应,发生装置选B;排水法(装置 E)收集的氧气更纯净,收集纯净的氧气选装置E。
故填:B;E。
(4)排水法收集时,需等导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集(此时装置内空气已排尽); 向上排空气法验满:将火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满。
故填:导管口有连续均匀气泡冒出;带火星木条放在集气瓶口,木条复燃则满。
(5)加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气,属于 “固体加热型” 反应,发生装置选A。
故填:A。
培优拔高
11.(25-26九年级上·江苏·阶段练习)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将足量白磷加入试管中并将试管置于60℃热水中,t3时,推注过氧化氢(H2O2)溶液,实验装置及数据曲线如图。下列说法不正确的是
A.实验前应检查装置的气密性
B.t1时白磷开始燃烧
C.t3到t4对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D.气球的作用是调节气压和防止生成的五氧化二磷污染空气
【答案】C
【规范解答】A、该反应有气体生成,所以实验前应检查装置的气密性,故A说法正确;
B、由图可知,t1时,温度开始明显上升,说明此时白磷开始燃烧,故B说法正确;
C、t3时,推注H2O2溶液,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,装置中氧气含量增大,白磷燃烧更剧烈,放热更大,所以t3到t4对应温度升高,不能说明过氧化氢分解放热,故C说法不正确;
D、该实验中,白磷燃烧,放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,故气球的作用是调节气压,防止压强过大,橡皮塞被冲出,另外白磷燃烧生成的五氧化二磷不能直接排放到空气中,会污染空气,所以气球还可以收集五氧化二磷,防止其污染空气,故D说法正确;
故选C。
12.(25-26九年级上·广东·阶段练习)下列有关实验操作中“先”和“后”的说法不正确的是
A.给试管里的固体药品加热时,先均匀加热后集中加热
B.加热高锰酸钾制取氧气,停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
C.用滴管取细口瓶内的液体时,先捏紧胶头,排出里面的空气,后伸入液体中吸取
D.高锰酸钾加热制备氧气,先装药品,后检查装置气密性。
【答案】D
【规范解答】A、给试管里的固体加热时,先均匀预热再集中加热,防止试管受热不均炸裂,正确;
B、加热高锰酸钾制取氧气,停止加热时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒流,炸裂试管,正确;
C、用滴管取细口瓶内的液体时,先捏紧胶头,排出里面的空气,后伸入液体中吸取,防止液体与空气中的物质反应,正确;
D、高锰酸钾加热制备氧气,先检查装置的气密性,后装药品,防止装置漏气,浪费药品,错误。
故选D。
13.(25-26九年级上·湖南·阶段练习)下列关于催化剂的说法正确的是
A.二氧化锰可作任何反应的催化剂
B.有的化学反应的催化剂可能不止一种
C.没有催化剂就不能进行化学反应
D.催化剂在化学反应前后质量不变
【答案】B
【规范解答】A、有许多反应需要的催化剂不是二氧化锰,二氧化锰也不是只做催化剂用的,也可做反应物或生成物,故选项说法错误;
B、有的化学反应的催化剂可能不止一种,例如过氧化氢分解的催化剂可以是二氧化锰,也可以是氧化铜等,故选项说法正确;
C、催化剂能够改变化学反应的速率,而不能改变能否发生化学反应的事实,并不是没有催化剂就不能进行化学反应,故选项说法错误;
D、催化剂的特点就是在化学反应前后化学性质和质量都不变,故选项说法错误。
故选B。
14.(25-26九年级上·江西南昌·阶段练习)鉴别下列物质的方法正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
木炭和二氧化锰
观察颜色
B
食盐和沙子
加水观察是否溶解
C
铁粉和四氧化三铁
用磁铁吸引
D
区分氧气和氮气
【答案】 B 用燃着的木条伸入集气瓶中,燃烧更剧烈的是氧气
【规范解答】A、木炭和二氧化锰均为黑色固体,不能通过颜色鉴别,该选项方法不正确;
B、食盐能溶于水,但沙子不能,可通过加水观察是否溶解鉴别,该选项方法正确;
C、铁粉和四氧化三铁均能被磁铁吸引,不能鉴别,该选项方法不正确。
故选B。
D、氧气具有助燃性,但氮气不可燃也不助燃,则可用燃着的木条伸入集气瓶中,燃烧更剧烈的是氧气,熄灭的为氮气。
15.(24-25九年级上·江西景德镇·期中)人类每时每刻都离不开空气,下列对空气及有关气体的说法正确的是 。
A.氧气具有可燃性,可用作燃料
B.利用稀有气体通电能发光的物理性质,可用来制作电光源
C.空气的成分中,按质量计算氮气约占78%,氧气约占21%
D.工业上利用液氮和液氧的 不同,分离液态空气制备氧气(填一种性质)
【答案】 B 沸点
【规范解答】A、氧气具有助燃性,不具有可燃性,不可用作燃料,故错误;
B、稀有气体通电会发出不同颜色的光,该性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,利用稀有气体通电能发光的物理性质,可用来制作电光源,故正确;
C、空气的成分中,按体积计算氮气约占78%,氧气约占21%,故错误;
D、工业上利用液氮和液氧的沸点不同,分离液态空气制备氧气;
故选B;沸点。
16.(24-25九年级上·江西吉安·阶段练习)一定条件下甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法正确的是 。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
120
90
6
5
反应后质量/g
86
108
22
a
A.表中“a”值为10
B.丁可能是该反应的催化剂
C.该反应为化合反应
D.反应中乙、丙变化的质量比为
【答案】 B 9:8
【规范解答】A、由表中数据可知,a=5,故选项说法不正确;
B、反应前后丁的质量不变,则丁可能是该反应的催化剂,也可能是没有参加反应的杂质,故选项说法正确;
C、该反应是甲在一定条件下反应生成乙和丙,符合一变多的特点,属于分解反应,故选项说法不正确;
D、反应中乙、丙变化的质量比为(108g﹣90g):(22g﹣6g)=9:8;
故选:B;9:8。
17.(25-26九年级上·广东·阶段练习)如图所示是有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略,参加反应的氧气为足量),请回答下列问题:
(1)反应①中二氧化锰所起的作用是 作用。
(2)分别写出反应③和反应⑤的文字或符号表达式为 ; 。
(3)你还学习过哪些物质能与氧气反应?请写出一个反应与上图中的反应不重复的文字或符号表达式 。
(4)上述5个反应属于分解反应的有 (填序号),化合反应的有 (填序号)。
(5)比较上面制取氧气的两个原理,原理①的优点有 (任写一点)。
【答案】(1)催化
(2) 或 或
(3)()或()等
(4)
(5)节约能源、实验操作简单方便等
【规范解答】(1)反应①是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应中二氧化锰的作用是催化作用;
(2)生成物③的反应是碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,该反应的符号表达式是,其文字表达式为;生成物⑤的反应是铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的现象是剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量热,该反应的符号表达式是,其文字表达式为;
(3)硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,其反应的符号表达式是,其文字表达式为;镁在氧气中燃烧生成氧化镁,其反应的符号表达式是,其文字表达式为;
(4)高锰酸钾制氧气和过氧化氢制氧气都是属于一种物质生成多种物质,属于分解反应,碳、磷和铁与氧气反应都是两种物质生成一种物质,属于化合反应。
(5)原理①的优点有节约能源、实验操作简单方便等。
18.(25-26九年级上·安徽·阶段练习)阅读下面科普短文。
二氧化氯()是一种环保型杀菌消毒剂,在生活中主要用于饮用水的消毒和食品保鲜。用二氧化氯消毒后的水可以直接饮用。
通常状况下,二氧化氯是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,其熔点为,沸点为11.0℃,易溶于水,且与水反应得到酸性溶液。该气体具有强烈的腐蚀性,吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤。
二氧化氯极其不稳定,受热易发生爆炸性分解,直接造成氯气泄漏而污染环境,同时产生氧气,所以只有依靠现场制备,工业上用潮湿的氯酸钾()和草酸()在时反应制得。由于制取二氧化氯需要使用的氯酸钾是易爆危险品,制备和运输成本很高,因此我国目前还未广泛用其消毒自来水。
请依据文章回答下列问题:
(1)二氧化氯的物理性质有: (写1条即可);化学性质有: (写1条即可)。
(2)写出二氧化氯受热分解的文字表达式 。该反应的基本反应类型为 。
(3)发生二氧化氯泄漏时,紧急处理的方法是 。
【答案】(1) 黄绿色 不稳定
(2) 分解反应
(3)喷洒大量的水
【规范解答】(1)物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,根据短文,二氧化氯的物理性质有:黄绿色或有刺激性气味、密度比空气大、熔点为-59°C、沸点为11.0°C、易溶于水等(写1条即可) ;化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质,根据短文,二氧化氯的化学性质有:有毒或具有强烈的腐蚀性、不稳定、受热易发生爆炸性分解等(写1条即可);
(2)二氧化氯受热易发生爆炸性分解,生成氯气和氧气,文字表达式为:;该反应是由一种物质生成两种物质,符合“一变多”的特征,基本反应类型是分解反应;
(3) 因为二氧化氯易溶于水,且与水反应得到酸性溶液,所以发生二氧化氯泄漏时,紧急处理的方法是喷洒大量的水。
19.(25-26九年级上·山西·阶段练习)已知A、B、C、D、E、F均为初中化学中常见的物质,其中A、C均为无色液体,D与E反应产生黑色固体F并伴随火星四射的现象,它们的转化关系如图所示(部分反应的条件省略)“→”代表转化。
(1)B在反应中起 作用。
(2)请写出D与E反应的符号表达式 ;该反应属于基本反应类型中的 反应。
【答案】(1)催化
(2) 化合反应
【规范解答】(1)由分析可知,B是二氧化锰,所以B在反应中的作用为催化作用;
(2)D与E反应是铁和氧气反应生成黑色固体四氧化三铁,反应的符号表达式为:,此反应符合多变一的特点,属于化合反应。
20.(25-26九年级上·江西九江·阶段练习)人类活动离不开氧气,某化学兴趣小组的同学利用下列实验装置,开展氧气的实验室制取和有关性质的研究,请结合下列实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中标有序号的仪器名称① ;② 。
(2)以高锰酸钾为原料制取并收集较纯净的氧气可选择 (A~F中选择),该反应的文字表达式为 ,若收集的气体呈紫红色,可能的原因是 。
(3)在分解过氧化氢溶液制氧气的实验中,若用G装置收集氧气,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入,验满方法是 。
【答案】(1) 酒精灯 锥形瓶
(2) AF 没有在试管口处放一团棉花
(3) a 将带火星的木条放在b口处,观察到带火星的木条复燃,证明氧气已集满
【规范解答】(1)仪器①名称为酒精灯;仪器②名称为锥形瓶。故填:酒精灯;锥形瓶。
(2)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热型,应该用A装置作为发生装置; 因为氧气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即用D装置收集,氧气不易溶于水,可以用排水法收集,即用F装置收集,用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净,故填:AF。
高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。故该应的文字表达式为:。
若收集的气体呈紫红色,可能的原因是没有在试管口处放一团棉花,加热时粉末状物质进入导管,使水槽中的水变红,导致收集的气体呈紫红色。故填:没有在试管口处放一团棉花。
(3)用用万能瓶采用排空气法收集氧气,由于氧气的密度比空气大,氧气应该从长管进入,空气从短管排出,所以氧气应从a端进入,集满后氧气从b端逸出,氧气具有助燃性,则验满时应将带火星的木条放在b口处,观察到带火星的木条复燃,证明氧气已集满。故填:a;将带火星的木条放在b口处,观察到带火星的木条复燃,证明氧气已集满。
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