第3节 氧气的制备（9大题型专项训练，江苏专用）化学新教版沪教版九年级上册

第3节 氧气的制备 题型01 氧气的工业制法 题型02 分解过氧化氢制取氧气 题型03 催化剂 实验探究催化剂的催化作用 题型04 加热分解高锰酸钾制取氧气 题型05 分解氯酸钾制取氧气 题型06 实验室中制取氧气的先后顺序 题型07 分解反应 题型08 特殊场合的氧气制备 题型09 简易供氧器的制作 题型01 工业制取氧气 分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。该方法是物理变化。 膜分离制氧（物理变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。 分子筛制氧（物理变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。 【典例1】（24-25九年级上·江苏无锡·期中）工业上制取氧气常见的有深冷法（图1）和变压吸附法（图2）。 （1）深冷法是将空气在一定条件下液化，再利用氮气和氧气的 不同将其汽化分离。 （2）分析图2可知，N2和O2的分子大小关系为N2 O2。（填“<”、“>”或“=”） （3）变压吸附法制取的氧气是 。（填“混合物”或“纯净物”） （4）分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。 【答案】 （1）沸点 （2）> （3）混合物 （4）压强 【详解】 （1）深冷法是利用氮气和氧气的沸点不同，将液化的空气汽化分离，因为氮气沸点（-196℃）低于氧气沸点（-183℃），升温时氮气先汽化分离。 （2）从图 2 分子筛吸附氮气可知，氮气分子能被分子筛吸附，氧气分子不能，说明氮气分子比氧气分子大，即N2>O2。 （3）变压吸附法制取的氧气中仍含有少量未被完全分离的其他气体成分，因此属于混合物。 （4）根据图 2，增压过程吸附氮气，减压过程释放氮气，说明分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的压强有关。 【变式1-1】（25-26九年级上·江苏·阶段检测）工业制氧气采用液化空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于该过程的描述不正确的是 A．有新物质氧气生成 B．利用空气中各气体沸点不同 C．该过程中无需使用催化剂 D．属于物理变化 【答案】A 【详解】A、空气中含有氧气，工业制氧气得到的氧气是空气中本来就有的，没有新物质生成，选项说法错误； B、空气主要是由氮气与氧气组成的，氮气与氧气的沸点不同，因此工业制氧气采用液化空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，最终得到液氧，选项说法正确； C、工业制氧气过程中没有新物质生成，属于物理变化，无需使用催化剂，选项说法正确； D、工业制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，选项说法正确。 故选A。 【变式1-2】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）空气是一种宝贵的资源，下图是以空气等为原料进行合成农业上一种重要的化肥尿素【化学式：CO（NH2）2】的工艺流程。请按要求回答相关问题： （1）X为 。 （2）分离空气常用方法有以下三种： ①分离液态空气法：是利用氧气与氮气的 不同。 ②用分子筛分离：分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴，其它微粒都不能通过分子筛而与之分离，则分子大小：氧气 氮气（选填“>”“=”“<”）。 ③气体膜分离技术：是在一定压力下让空气通过一种致密的透氧膜，在膜的另一侧得到较纯的氧气将空气分离，这种透氧膜相当于过滤装置中的 （填一实验用品）。 （3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 （4）氧气有很多用途，下列不属于氧气用途的是___________（填字母序号）。 A．医疗急救 B．食物防腐 C．航天火箭 D．气焊气割 （5）转化步骤为合成氨气的反应，该反应中需要 （选填“吸收”或“释放”）能量。 （6）已知氨气化学式为NH3，写出合成尿素的符号表达式 ，该反应 （选填“是”或“不是”）化合反应。 【答案】 （1）氮气/N2 （2）沸点 < 滤纸 （3）混合物 （4）B （5）释放 （6）NH3+CO2CO（NH2）2+H2O 不是 【详解】 （1）空气中可分离出X，且X与氢气可转化为氨气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则X为氮气，化学式为N2； （2）①分离液态空气法：是利用氧气与氮气的沸点不同，通过控制温度，使液氮和液氧先后气化，从而实现分离； ②用分子筛分离：分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴，其它微粒都不能通过分子筛而与之分离，氧分子可以通过，而氮分子不能通过，则分子大小：氧气<氮气； ③气体膜分离技术：在一定压力下让空气通过一种致密的透氧膜，在膜的另一侧得到较纯的氧气将空气分离，这种透氧膜相当于过滤装置中的滤纸，起到类似过滤，分离不同物质的作用。 （3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧“中含有液氧、液态的稀有气体等多种物质，属于混合物； （4）A、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，不符合题意； B、氧气具有氧化性，不能用于食物防腐，符合题意； C、氧气具有助燃性，可用于航天火箭，不符合题意； D、氧气具有助燃性，可用于气焊气割，不符合题意。 故选B； （5）转化步骤为合成氨气是放热反应，反应需要释放能量； （6）根据流程图可知，氨气（NH3）和二氧化碳（CO2）在一定条件下反应生成尿素[CO（NH2）2]和水（H2O），合成尿素的符号表达式为NH3+CO2CO（NH2）2+H2O。化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，该反应生成物有两种，不是化合反应。 【变式1-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）工业制取氧气有深冷法与变压吸附法两种。 I.深冷法的原理是将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： （1）深冷法制氧气属于 （填“物理”或者“化学”）变化。 （2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。 （3）步骤②剩余液体为 （填“有色”或“无色”）。 II.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如图所示。 （4）分析下表数据，与深冷法相比，变压吸附法的优点是 （写出一点即可）。 项目 变压吸附法 深冷法 最大产量 3200 20000 产品气含氧量（%） 93～95 99.5～99.8 工作表压强（kPa） -70～40 460～750 温度（℃） 0～40 -109～190 产每立方米氧气耗电量（kW•h） 0.40 0.50～0.65 （5）分子筛中发生的变化是 （填“物理变化”或者“化学变化”）。 （6）下列说法正确的是_______（填序号）。 A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 【答案】 （1）物理 （2）低 （3）有色 （4）温度0-40℃，无需大范围升降温，节约能源 （5）物理变化 （6）AC 【详解】 （1）由图可知，深冷法制氧气是利用空气中液氮和其它成分沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化； （2） 由图可知，氮气先蒸发出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低； （3）步骤②剩余液体含液氧，液氧是淡蓝色的，故剩余液体为有色； （4）由表中数据可知，变压吸附法所需温度为0～40℃，接近常温，生产条件比较容易达到； （5） 变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，无新物质生成，属于物理变化； （6） A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，故变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，符合题意； B、由图可知，二氧化碳已经被氧化铝除去，故变压吸附法制取的氧气中不含二氧化碳，不符合题意； C、由图可知在吸附塔内，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，故分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，符合题意。 故选AC。 题型02 分解过氧化氢制取氧气 实验药品 过氧化氢溶液（主要成分H2O2 ）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） 实验原理 文字表达式为 过氧化氢水+氧气 ,符号表达式为 H2O2 H2O+O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性 ②装药品 ③收集气体 【典例2】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（提示：浓硫酸具有吸水性） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，图中所示操作正确。 B、用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。 C、用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图中所示操作正确。 D、氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，图中所示操作正确。 故选：B。 【变式2-1】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）用W形管进行如图微型实验，将H2O2溶液推入管中与MnO2接触。下列说法错误的是 A．若a处粉末是木炭粉，可观察到发出白光 B．若a处粉末是硫粉，b处应连接吸收生成物，以免污染空气的装置 C．MnO2能增大H2O2分解生成O2的质量，使实验现象更明显 D．用W形管进行微型实验可以节约试剂 【答案】C 【详解】A、将H2O2溶液推入管中与MnO2接触，则H2O2在MnO2的催化作用下快速分解产生大量氧气，若a处粉末是木炭粉，可观察到木炭燃烧发出白光，A选项正确； B、若a处粉末是硫粉，硫粉燃烧会生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，因此b处应连接吸收生成物，以免污染空气的装置，B选项正确； C、MnO2是该反应的催化剂，能加快H2O2分解速率，但不能增大H2O2分解生成O2的质量，C选项错误； D、用W形管进行微型实验，可以节约试剂，D选项正确。 故选：C。 【变式2-2】如图所示，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，下列现象正确的是 A．气球胀大，红墨水右移 B．气球缩小，红墨水左移 C．气球胀大，红墨水左移 D．气球缩小，红墨水右移 【答案】B 【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解产生大量氧气，会造成瓶内压强增大，充气气球内的气体沿导管逸出，故会观察到气球缩小，红墨水左移。故选：B。 【变式2-3】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是 A．由图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 B．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 C．图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率 D．图3、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 【答案】D 【详解】A、图1和图2实验中，唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，不符合题意； B、由A分析可知，图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，不符合题意； C、图3、4中唯一的不同点是图4中将反应容器放入凉水中，温度低，反应速率平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，不符合题意； D、图3、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速率，符合题意； 故选：D。 题型03 催化剂 实验探究催化剂的催化作用 1．催化剂概念 在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 2．催化剂特点 “一变二不变” “一变”：改变其他物质的化学反应速率。（注意：改变可以是加快、也可以是减慢） “二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。 3．对催化剂的理解 （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（写在反应条件上） （3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； （3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。 【典例3】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化效果，同学们按图1所示装置进行了实验。 【查阅资料】过氧化氢分解为放热反应；温度过高，过氧化氢酶的催化活性会降低。 【实验步骤】 ①连接好装置，检查装置的气密性。 ②取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。 ③用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mLH2O2溶液注入容器中，采集数据（压强传感器可测定瓶内压强），绘制压强时间关系图，直至反应结束。 ④用5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图2、图3。 （1）步骤①，检查装置气密性时，用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气，若注射器B的活塞 ，则表明装置气密性良好。 （2）步骤③，先用注射器A从容器中抽出2毫升气体的目的是 。 （3）对比图2和图3，可知对过氧化氢分解催化效果更好的是 。 （4）同学们推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中反应突然变慢。理由是 。 【答案】 （1）向外移动1mL （2）消除因注入2mL过氧化氢溶液导致瓶内压强增大的影响 （3）过氧化氢酶 （4）过氧化氢分解放热，过氧化氢酶质量过大，反应过快，放热过多，导致过氧化氢酶的催化活性降低 【详解】 （1）检查装置气密性时，用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气，若注射器B的活塞向外移动1mL，则表明装置气密性良好； （2）步骤③，先用注射器A从容器中抽出2毫升气体的目的是消除因注入2mL过氧化氢溶液导致瓶内压强增大的影响；　 （3）对比图2和图3，相同条件下，使用过氧化氢酶时，压强增加的快，说明相同条件下，使用过氧化氢酶作催化剂，过氧化氢分解速率快，故对过氧化氢分解催化效果更好的是：过氧化氢酶； （4）过氧化氢分解放热，过氧化氢酶质量过大，反应过快，放热过多，会导致过氧化氢酶的催化活性降低。 【变式3-1】（25-26九年级上·江苏连云港·阶段检测）学习过氧化氢制氧气时使用了二氧化锰作催化剂，化学社团在寻找新的催化剂的活动中，对硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂进行了以下探究。 【查阅资料】硫酸铜溶于水，溶液呈蓝色。 【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。 （1）请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①木条不复燃； 步骤②产生气泡，溶液变为蓝色； 步骤③带火星的木条 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，该反应的文字表达式（或符号表达式）为 【评价改进】 （2）同学们认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。 【继续探究】 （3）同学们用下列方法继续探究上述实验：将甲同学实验后试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，称量后其质量为 g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，伸入带火星的木条，木条再次复燃，说明硫酸铜仍然可以加快过氧化氢分解。 【拓展延伸】 （4）比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢分解制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是______（填字母）。 A．溶液的起始温度 B．催化剂的质量 C．溶液的浓度 D．反应起始时间 （5）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10 mL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。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 （填“猪肝”或“土豆”）。 ②从曲线a、b的变化可以看出，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 【答案】 （1）复燃 / （2）质量和化学性质 （3）m （4）D （5）猪肝 30 【详解】 （1）结论为硫酸铜可作为过氧化氢分解的催化剂，则能加快过氧化氢的分解，氧气能使带火星的木条复燃，则可观察到木条复燃； 过氧化氢在硫酸铜催化作用下生成水和氧气，反应的表达式为：； （2）催化剂能改变反应速率，但反应前后其质量和化学性质不变，则若想证明硫酸铜为催化剂，则还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变； （3）根据结论为硫酸铜可作为过氧化氢分解的催化剂，则反应前后硫酸铜的质量不变，故将甲同学实验后试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，称量后其质量为mg； （4）对比实验中，要控制变量，要控制过氧化氢溶液的体积及浓度、催化剂的质量、溶液的起始温度等，不需要控制反应起始时间。 故选D； （5）①反应过程中产生氧气，则装置中的压强增大，由图乙可知，相同时间内猪肝块作催化剂使装置内压强变化更大，说明相同时间内猪肝块作催化剂对过氧化氢分解产生的氧气更多，则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块； ②从曲线a、b的变化可以看出，气体压强先增大后减小，是因为反应产生气体使装置内压强增大，反应结束后温度降低使装置内压强减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应，由图乙可知，30s时加猪肝块的过氧化氢使装置内压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s。 【变式3-2】（25-26九年级上·江苏南京·期中）化学兴趣小组对利用过氧化氢溶液制取氧气，进行了一次拓展探究型学习。 I．探究影响过氧化氢分解速率的因素。 （1）取足量且等质量的过氧化氢溶液完成如表实验。 实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL a 3% 0 10 几乎无 b 5% 0 20 几乎无 c 5% 0.5 20 14 d 10% 0.5 20 80 ①探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是 ； ②对比实验c和实验d，可得出的结论是 ； ③上述实验 （填“能”或“不能”）探究出温度对过氧化氢分解速率的影响。 （2）某研究人员选用海藻酸钠（性质稳定）作为催化剂支架，制备负载不同催化剂的海藻酸钠微球，利用数字化手持技术展开探究。 【实验过程】如图-1所示，取负载各种催化剂的海藻酸钠微球各30粒分别放入4个锥形瓶中，连接压力传感器。用注射器分别向每个锥形瓶中注入20mL浓度为5%的H2O2溶液，溶液全部注入瞬间立即采集 200s 内压强数据，最后软件绘制实验图形（肝脏研磨液富含过氧化氢酶，酶主要成分为蛋白质）。 【实验分析】 ①a、b、c瓶中的海藻酸钠微球都浮了起来，主要原因是 ； ②a、b瓶在60秒左右时压强突然恢复至常压，最可能的原因是 ； Ⅱ．探究H2O2溶液与84消毒液的反应 兴趣小组的同学们在收拾整理时，不小心将84消毒液喷洒到了盛有H2O2溶液的废液缸中，产生了许多气泡。同学们没有放过这次意外相遇，继续进行了下面的探究。 【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学符号为NaClO）。 取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，产生大量气泡，实验证明是氧气。 【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？ 【作出猜想】猜想一：作催化剂，类似H2O2溶液分解加入的MnO2的作用； 猜想二：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应； 【进行实验】 步骤1：按图-2所示组装实验装置，并检查装置气密性。 步骤2：向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mL溶液。 步骤3：将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见如表。 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 收集气体的总体积/mL 140 280 365 370 x （3）表中的数据x= 。 （4）分析表中数据得出“猜想 （填“一”或“二”）正确”，其依据是 。 【拓展应用】84消毒液、H2O2溶液是生活中常用消毒剂。除此外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！ 【答案】 （1） bc 在其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越高，分解速率越快 不能 （2） 产生的大量气体附着在小球表面，浮力增大 瓶内气压过大导致瓶塞被弹出 （3）375 （4） 二 第3次产生的氧气量减少了﹐第4、5次不再产生氧气（或每次反应加入过氧化氢体积相同但产生气体体积不同，说明次氯酸钠参与了反应）（答案合理即可） 【详解】 （1）①要探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，需要控制其他条件相同，只改变是否与催化剂接触这一条件，分析表格中的实验，应选择的实验序号为bc；故填：bc； ②对比实验c和实验d，其他条件相同，只有过氧化氢溶液的浓度不同，分析表格数据可知，其他条件相同的情况下，过氧化氢溶液的浓度越高，分解速率越快； ③对比分析表格内容可知，上述几组实验中温度不同时，其他条件也不同，则无法探究出温度对过氧化氢分解速率的影响； （2）①结合压强变化图可知，a、b、c瓶中的压强增大较快，说明过氧化氢的反应速率较快，产生的大量气体附着在小球表面，浮力增大，所以海藻酸钠微球都浮了起来； ②有图可知，a、b瓶的反应速率过快，压强增大过快，在60秒左右时压强突然恢复至常压，最可能的原因是瓶内气压过大导致瓶塞被弹出； （3）实验数据可知，第一次加入5mL过氧化氢溶液，收集140mL气体，第二次加入5mL过氧化氢溶液，收集气体的体积为280mL-140mL=140mL，第三次加入5mL过氧化氢溶液，收集气体的体积为 365mL-280mL=85mL，说明NaCIO已反应完，第四次加入5mL过氧化氢溶液，排出气体的体积为 370mL-365mL=5mL，即为加入过氧化氢溶液的体积，第五次进入5mL过氧化氢溶液，排出气体的体积为5mL，则x=370mL+5mL=375mL，故填：375； （4）催化剂的特点是改变其他反应速率，但本身的质量和化学性质不变，也不能改变生成物的质量，分析实验数据可知，猜想二正确；其依据是每次加入的过氧化氢溶液溶液质量不变，如果是催化剂，则每次产生气体的质量相等，但实验过程中第3次产生的氧气量减少了﹐第4、5次不再产生氧气（或每次反应加入过氧化氢体积相同但产生气体体积不同，说明次氯酸钠参与了反应）（答案合理即可）。 题型04 加热分解高锰酸钾制取氧气 实验药品 高锰酸钾（紫黑色固体） 实验原理 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气, 符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 【典例4】实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 【答案】D 【解析】A、M点时高锰酸钾没有分解，导管口会冒出的气泡是受热膨胀逸出的空气，故选项不正确。 B、在图1的N点时刻，高锰酸钾正在分解生成氧气等物质，导管口有气泡放出，故选项不正确。 C、P点得到的固体中含有锰酸钾和二氧化锰，是混合物，故选项不正确。 D、图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，故选项正确。 故选：D． 【变式4-1】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列与氧气有关的实验操作错误的是（资料：浓硫酸具有吸水性） A．制取 B．干燥C．收集 D．性质实验 【答案】C 【详解】A、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，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；为防止试管口产生的冷凝水倒流使试管炸裂，试管口应略向下倾斜，图示操作正确，不符合题意； B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应，可用于干燥氧气，为使氧气与浓硫酸充分接触，氧气应从长导管口的一端通入，图示操作正确，不符合题意； C、氧气密度比空气略大，应从长导管口的一端通入，图示操作错误，符合题意； D、做铁丝在氧气中燃烧的实验时，应在集气瓶底放入少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，图示操作正确，不符合题意。 故选：C。 【变式4-2】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列加热高锰酸钾制氧气实验的先后顺序关系正确的是 A．先装药品，再检查装置的气密性 B．检查装置气密性的时候，先用双手紧握容器，后将导管浸入水中 C．用排水法收集好氧气后，先把导管从水中取出，再熄灭酒精灯 D．用排水法收集氧气时，先将导管伸入集气瓶口，再加热药品 【答案】C 【详解】A、实验时应先检查装置气密性，后装药品。若先装药品再检查，发现漏气需重新拆装，浪费药品。错误。 B、正确操作是先将导管浸入水中，再用手紧握容器。若顺序颠倒，可能无法观察到气泡，导致误判气密性。错误。 C、用排水法收集好氧气后，先把导管从水中取出，再熄灭酒精灯。正确。 D、用加热初期产生的气泡是空气，需等导管口连续均匀冒气泡（纯氧气）时再收集。若直接伸入导管再加热，收集的氧气不纯。错误。 故选C。 【变式4-3】（25-26九年级上·江苏盐城·阶段检测）根据氧气的制取和性质实验，回答下列问题 （1）实验室用双氧水制取氧气时，为了产生平稳的气流，可选择的发生装置是 （填序号，下同），收集较纯净的O2，可选择的收集装置是 。 （2）若用装置A加热KMnO4制取O2，图中a处需补充仪器的名称是 ，需在试管口放一团棉花，其目的是 ，反应的符号或文字表达式是 。 （3）在检查装置A气密性时，若气密性良好，则导管末端先后出现的现象是_______。（填序号） A．a、b、c B．a、c、b C．b、c、a 【答案】 （1） C F （2） 酒精灯 防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管 / （3）B 【详解】 （1）用过氧化氢制取氧气，属于固液不加热型反应，装置C中的分液漏斗可以控制液体的滴加速度，从而产生平稳的气流，所以可选择的发生装置是C； 氧气不易溶于水，用排水法（装置F）收集的氧气较纯净，可选择的收集装置是F； （2）用装置A加热高锰酸钾制取氧气，图中a处补充的仪器是酒精灯，用于提供加热的热源； 在试管口放一团棉花，目的是防止加热时固体粉末进入导管，堵塞导管； 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：，符号表达式为； （3）检查装置A气密性时，先将导管一端浸入水中，用手紧握试管，试管内空气受热膨胀导管口会有气泡冒出，松开手后，试管内温度降低，压强减小，水会倒吸入导管，形成一段水柱，所以若气密性良好，导管末端先后出现的现象是a、c、b，选B； 题型05 分解氯酸钾制取氧气 实验药品 氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末） 实验原理 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气, 符号表达式：KClO3 KCl + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气） 【典例5】（24-25九年级上·江苏常州·期中）庆庆在做加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气的实验时，错把高锰酸钾当作了二氧化锰，其结果与只加氯酸钾相比，以下推论中错误的是 A．反应速率加快，最终生成氧气的质量增加 B．高锰酸钾的产物二氧化锰可作氯酸钾制氧气反应的催化剂 C．高锰酸钾先开始快速分解后氯酸钾分解速率加快 D．完全反应后试管内的固体物质有四种 【答案】D 【详解】A、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在高锰酸钾生成的二氧化锰中也可以加热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰作为催化剂反应速率加快，同时氧气由高锰酸钾和氯酸钾共同生成，质量增加，故选项说法正确； B、高锰酸钾反应后生成的二氧化锰可以作为氯酸钾制氧气反应的催化剂，故选项说法正确； C、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在高锰酸钾生成的二氧化锰中也可以加热分解生成氯化钾和氧气，二氧化锰作为催化剂反应速率加快，所以高锰酸钾先开始快速分解后氯酸钾分解速率加快，故选项说法正确； D、高锰酸钾分解后生成的固体产物为锰酸钾和二氧化锰，氯酸钾分解生成的固体产物有氯化钾，完全反应后试管内的固体物质有三种，故选项说法错误。 故选：D。 【变式5-1】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）实验室中用氯酸钾和二氧化锰制备氧气，下列说法正确的是 A．只加热氯酸钾无法生成氧气 B．二氧化锰可以加快氯酸钾的分解 C．二氧化锰能增加生成氧气的质量 D．反应前后二氧化锰的质量和性质没有改变 【答案】B 【详解】A、只加热氯酸钾也会产生氧气，只是需要加热到较高温度，此选项错误； B、在该反应中，二氧化锰是催化剂，能加快氯酸钾分解，此选项正确； C、在该反应中，二氧化锰只能加快氯酸钾分解，不能增加生成氧气的质量，此选项错误； D、在该反应中，二氧化锰是催化剂，其质量和化学性质不变，此选项错误。 故选B。 【变式5-2】（25-26九年级上·江苏·阶段检测）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 【详解】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5-3】（24-25九年级上·江苏镇江·期中）某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是 A．c可以代表O2 B．t2时刻，KClO3开始分解，到t3时刻完全分解 C．t1时刻，KMnO4开始分解，t3时刻Mn、K、O质量分数增大 D．反应过程中，起催化作用物质的质量一直保持不变 【答案】B 【分析】某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，高锰酸钾首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，然后再达到一定温度时，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解为氯化钾和氧气，且b的质量较少，则b是高锰酸钾，a是氯酸钾。 【详解】A、氧气在高锰酸钾开始分解的时刻，即t1时刻开始生成；c是在t2时刻才开始增加的，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，则c不代表氧气，可代表氯化钾，故选项说法错误； B、t2时刻，KClO3开始分解，到t3时刻完全分解，故选项说法正确； C、在加热的条件下，高锰酸钾首先分解产生氧气，因此t1时刻，KMnO4开始分解，t3时刻氯酸钾完全反应，此时Mn、K、O质量分数不再发生改变，故选项说法错误； D、起催化作用的物质是二氧化锰；该反应中的二氧化锰是高锰酸钾分解的产物，在高锰酸钾反应前，二氧化锰的质量为零，随着高锰酸钾的分解，二氧化锰的质量增加，当高锰酸钾完全分解后，二氧化锰的质量不再改变，故选项说法错误； 故选：B。 题型06 实验室制取氧气的先后顺序 以加热高锰酸钾为例： 连接装置：先将玻璃管润湿，再轻轻将玻璃管旋入胶皮管中 辅助工作：检查装置气密性时，先将导管伸入水中，再用手紧捂试管 制取气体时的先后顺序： （1）先检查装置气密性再装入药品 （2）先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热 （3）收集气体时先在水下盖好玻璃片再取出正放 （4）结束时先将导管撤离出水槽，再熄灭酒精灯 【典例6】（2025·江苏苏州·模拟预测）下列有关实验室制取氧气的实验操作先后顺序正确的是 A．先检查装置气密性，再连接仪器 B．先将收集满氧气的集气瓶拿出水槽，再盖上玻璃片 C．先预热，再用外焰对准药品加热 D．实验结束，先熄灭酒精灯，再撤导管 【答案】C 【详解】A、实验室制取氧气时，先连接仪器，再检查装置的气密性，故选项错误； B、排水法收集氧气结束时，先在水下盖上玻璃片，然后再将收集满氧气的集气瓶拿出水槽，正放在桌面上，故选项错误； C、使用酒精灯加热，应先预热，再用外焰对准药品部位加热，防止试管受热不均匀而炸裂，故选项正确； D、实验结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项错误； 故选：C。 【变式6-1】下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是 A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性 B．检查装置气密性时，先用手握住试管外壁，后将导管浸入水中 C．用胶头滴管取用液体时，先用手捏紧橡胶胶帽，后将滴管伸入试剂中 D．加热高锰酸钾并用排水法收集O2实验结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管 【答案】C 【详解】A、制取气体时，先检查装置的气密性，再装药品，A错误； B、检查装置气密性时，先将导管浸入水中，后用手握住试管外壁，B错误； C、用胶头滴管取用液体时，先用手捏紧橡胶胶帽，后将滴管伸入试剂中，防止将空气挤入试剂瓶中，C正确； D、加热高锰酸钾并用排水法收集O2实验结束时，先移出导管，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管破裂，D错误； 故选C。 【变式6-2】下列实验操作的先后顺序错误的是 A．检查装置气密性时，先将导管伸入水中，后用手紧捂试管 B．连接仪器时，先将玻璃管润湿，后轻轻将玻璃管旋入胶皮管中 C．滴管吸取液体时，先在空气中捏胶帽排空气，后伸入液体吸取 D．排水法收集氧气完成后，先熄灭酒精灯，后移出导气管 【答案】D 【详解】A、检查装置气密性时，先将导管伸入水中，后用手紧捂试管，导气管末端有气泡冒出，说明气密性好，A正确。 B、连接仪器时，先将玻璃管润湿，后轻轻将玻璃管旋入胶皮管中，B正确。 C、滴管吸取液体时，先在空气中捏胶帽排空气，后伸入液体吸取，防止药品污染，C正确。 D、排水法收集氧气完成后，先移出导气管，后熄灭酒精灯，防止试管冷却，水倒吸入试管，试管炸裂，D错误。 故选：D。 【变式6-3】化学实验操作有“先”与“后”顺序，下列操作顺序错误的是（　　） A．排水法收集氧气完毕后，先从水槽中移出导管，后熄灭酒精灯 B．检查装置气密性时，先用手捂住试管一会儿，再将导管伸入烧杯内水中 C．给试管中的药品加热时，先均匀加热，后集中加热 D．制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品 【答案】B 【详解】A、用排水法收集氧气时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸，引起试管炸裂，故A项正确。 B、检查装置气密性时，连接好装置后，先将导管末端放入水中，再用手捂住试管，否则气体先受热逸出，再将导管伸入烧杯中内水中，将看不到气泡逸出现象，不能确定装置是否漏气，故B项错误。 C、给试管加热，先预热，再集中加热，防止试管受热不均匀，引起试管炸裂，故C项正确。 D、制备气体时，先检查装置气密性，再装入药品，故D项正确。 故选B。 题型07 分解反应 1. 概念：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。 2．特点：一变多。 3. 表达式：A→B+C+……。 【典例7】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是 A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 【答案】D 【解析】 A、物质与氧气发生的反应属于氧化反应，选项正确； B、分解反应为一种反应物分解生成两种或两种以上物质的反应，化合反应为两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应，一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应，选项正确； C、化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应。如氧化钙与水生成氢氧化钙（化合反应，非氧化反应）。酒精燃烧生成二氧化碳和水（氧化反应，但生成物多，非化合反应）。选项正确； D、生成两种或两种以上物质的反应不一定是分解反应，如酒精燃烧生成二氧化碳和水，选项错误； 故选D。 【变式7-1】（25-26九年级上·江苏淮安·阶段检测）化合反应、氧化反应和分解反应的关系如图所示，下列反应与其对应区域正确的是 A．a区   B．b区   C．c区  氧化钙+水氢氧化钙 D．d区   【答案】D 【详解】选项 A：反应为 “一变多”，属于分解反应，但a区为 “化合反应”，错误； 选项 B：反应是 “物质与氧气的反应”（氧化反应），但生成物有两种（非 “多变一”），属于氧化反应但非化合反应，应对应c区（b区需 “既是化合又是氧化”），错误； 选项 C：反应是 “多变一”（化合反应），但反应物无氧气（非氧化反应），错误； 选项 D：反应为 “一变多”，属于分解反应，与d区（分解反应）对应，正确； 故填：D。 【变式7-2】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列化学变化中，属于分解反应的是 A．硫+氧气二氧化硫 B．氯酸钾氯化钾+氧气 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．铜+氧气氧化铜 【答案】B 【详解】A、硫+氧气二氧化硫，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误 B、氯酸钾氯化钾+氧气，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项正确 C、石蜡+氧气二氧化碳+水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项错误； D、铜+氧气氧化铜，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，故选项错误。 故选B。 【变式7-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列关系表示正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、化学变化和物理变化属于并列关系，不属于包含关系，冰雪融化过程中没有新物质生成，属于物理变化，物理变化包含冰雪融化，故A错误； B、缓慢氧化是物质与氧气发生的缓慢的不易察觉的氧化反应，故氧化反应包含缓慢氧化，铁生锈属于缓慢氧化，故缓慢氧化包含铁生锈，故B正确； C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，不属于化合反应，蜡烛燃烧是物质与氧反应的反应，属于氧化反应，故C错误； D、分解反应是一种物质生成另外两种或两种以上其他物质的反应，化学反应包含分解反应，高锰酸钾制取氧气过程中高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，属于分解反应，分解反应包含高锰酸钾制氧，故D错误。 故选B。 题型08 特殊场合的氧气制备 1. 医疗供氧原理：通过分子筛吸附或低温分离法制取高纯度氧气，存储在高压氧气瓶中，或通过管道系统输送到病房。 2. 高原/登山供氧原理：便携式氧气瓶或化学制氧剂提供短期氧气补充。 压缩氧气瓶：高压储存，通过减压阀和面罩释放。 化学制氧（如氯酸盐蜡烛）：化学反应生成氧气（如NaClO₃→NaCl + O₂） 应用场景：高海拔登山、高原旅游。 3. 航空供氧原理：机载制氧系统或备用氧气面罩。 分子筛机载制氧：从发动机引气中分离氧气，供飞行员使用。 紧急氧气发生器：通过化学反应（如过氧化物分解）快速产氧。 应用场景：客舱失压、战斗机高空飞行。 4. 工业/潜水供氧原理：高压氧气瓶或闭环呼吸系统。 潜水混合气：氧气与氦气/氮气混合，避免氧中毒。 再呼吸器：吸收二氧化碳并补充氧气，延长水下作业时间。 应用场景：深海作业、焊接切割。 5. 家庭/保健制氧原理：家用制氧机通过分子筛吸附空气制氧。 技术细节：小型分子筛设备，持续输出低流量氧气（1~5 L/min）。 应用场景：慢性阻塞性肺病（COPD）患者居家使用。 【典例8】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为氯酸钠（NaClO3）（化学性质与氯酸钾相似）、金属粉（燃烧时放热，提供氧酸钠分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是 A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的氯酸钠（NaClO3） C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．氧烛中催化剂的质量随着反应的进行不发生改变 【答案】C 【详解】A、金属粉燃烧时会发光，则可能有一定的照明功能，该选项说法正确； B、氯酸钾分解能生成氧气，NaClO3的化学性质和氯酸钾相似，则氧气主要来自产氧药块中的NaClO3，该选项说法正确； C、金属粉质量过少，则放出热量较少，NaClO3不会分解，但金属粉质量过多，则会消耗较多氧气，则金属粉质量会影响释放出氧气质量，该选项说法错误； D、催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变，则氧烛中催化剂的质量随着反应的进行不发生改变，该选项说法正确。 故选：C。 【变式8-1】自救呼吸器是自救、互救的逃生器具，设计思路如图1所示。常用生氧剂为超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2。等质量生氧剂的生氧性能如图2所示。已知人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min。下列分析正确的是 A．生氧装置中实现了O2向CO2的转化 B．10分钟内，KO2自救呼吸器生氧速度更快 C．可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效 D．用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更长 【答案】C 【详解】A、根据题意可知，生氧装置能将二氧化碳转化为氧气，该选项分析不正确； B、由图2可知，相同条件下，NaO2的生氧速度更快，该选项分析不正确； C、超氧化钾和超氧化钠均为黄色固体，反应后生成白色固体，则可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效，该选项分析正确； D、人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min，由图2可知，用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更短，该选项分析不正确。 故选C。 【变式8-2】（2024·江苏苏州·一模）常见的呼吸自救器有过滤式和隔绝式两种。如图为某隔绝式“化学氧呼吸自救器”的装置示意图，其内部装有片状超氧化钾（KO2）。超氧化钾（KO2）为黄色固体，与呼出气中的CO2、H2O均能发生反应，都生成O2和白色固体，产氧效率高。下列说法正确的是 A．观察到固体消失，可认为该自救器基本失效 B．该自救器不能在高浓度有毒有害气体环境中使用 C．内部的KO2不使用粉末状，可避免其进入呼吸道 D．使用过程中外壁发烫，推测自救器中的反应吸热 【答案】C 【详解】A、超氧化钾为黄色固体，生成白色固体，则固体不会消失，只是颜色改变，该选项说法不正确； B、该自救器与呼出气中的CO2、H2O均能发生反应，能在高浓度有毒有害气体环境中使用，该选项说法不正确； C、该自救器为网格版，若超氧化钾为粉末状，可能进入呼吸道，该选项说法正确； D、使用过程中外壁发烫，说明反应放热，该选项说法不正确。 故选C。 题型09 简易供氧器的制取 基于设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求：制氧原材料价廉物美，方便携带；能持续供氧，供氧过程不产生有害气体；设计气流阀门，调控气流速度。 经典装置： 【典例9】（25-26九年级上·江苏连云港·阶段检测）过碳酸钠溶于水可产生过氧化氢，进而制得氧气，实验小组利用此原理，自制简易供氧器制取氧气。下列说法不正确的是 A．使用前应检查装置气密性 B．Ⅰ中的二氧化锰起催化作用 C．Ⅱ中的水可用于增加氧气的湿度 D．该装置不能控制并观察产生氧气的快慢 【答案】D 【详解】A、制取气体的装置使用前检查气密性是必要操作，可防止装置漏气导致氧气收集不到或收集不纯，该说法正确。 B、过碳酸钠溶于水产生过氧化氢，二氧化锰对过氧化氢分解起催化作用，加快反应速率，该说法正确。 C、Ⅱ 中的水可使氧气通过时携带水蒸气，增加氧气的湿度，该说法正确。 D、装置中的注射器可以控制水的加入速率，从而控制反应速率，且通过观察 Ⅱ 中气泡产生的快慢可观察氧气产生的快慢，该说法不正确。 故选D。 【变式9-1】 化学兴趣小组基于“老人、学生、高原高反旅游人群”开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 任务一：探究反应原理 某品牌便携式制氧机（如图1所示），该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰。过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。该小组同学完成了图2所示装置的探究实验，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 （1）实验结论： 。 任务二：分析该便携式制氧机装置特点 图3为该便携式制氧机的装置及供氧原理示意图。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （2）反应仓中生成氧气，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_____（填字母）。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 （3）图3反应仓中“b通道”相当于图4装置中的 （选填“c”或“d”）导管。 （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量比冬天多，原因是 。 任务三：制作简易的家用制氧机 图5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）氧气能从瓶乙中逸出，是因为氧气 。 （6）该简易家用制氧机，其中甲瓶的作用相当于图3中的 仓。 （7）除需考虑反应原理、方法外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一条）。 任务四：从生活走向化学 （8）根据制取气体的一般思路，如果在实验室中利用过碳酸钠，水和二氧化锰制取氧气，可以选择的发生装置 （填序号），收集氧气可用装置C或D 。（请你在方框内画出氧气的另一种收集装置图） 【答案】 （1）有氧气生成且二氧化锰能加快过碳酸钠分解速率 （2）AB （3）c （4）降低反应物的浓度、减慢反应速率等 （5）不易溶于水且不和水反应 （6）反应 （7）矿泉水瓶和吸管的耐热性（合理即可） （8）B 【详解】 （1）实验过程中观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃，乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃，说明有氧气生成且二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率； （2）A、由于氧气不易溶于水，所以可以通过观察过滤仓中的水中气泡产生的快慢来观察氧气输出的速率，故A符合题意； B、由于用该制氧机制氧时，放出热量，氧气温度较高，则氧气通过过滤仓中的水可降低温度，故B项符合题意； C、过滤仓中的水对氧气 生成快慢没有影响，故C不符合题意； 故选AB； （3）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则检验方法为将带火星的木条放在过滤仓a口处，若木条复燃，证明是氧气； （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量水比冬天多，是因为加入过量的水能降低反应物的浓度，减慢反应速率； （5）氧气能从水中逸出，说明氧气不易溶于水且不和水反应； （6）据图可知，甲瓶是双氧水在二氧化锰催化作用下生成氧气，作用相当于图3中的反应仓； （7）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，还需要考虑试剂的成本、原料是否安全、材料是否耐用等； （8）实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取较纯净的氧气，反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选B固液反应常温型装置；氧气密度比空气大，且不易溶于水，可选用排水法收集（C）或向上排空气法收集，如图。 【变式9-2】化学兴趣小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动1：认识供氧器 下图1为某款家用制氧机结构示意图。 （1）制氧机观察窗的作用是 。 （2）加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 。 活动2：自制供氧器 学习小组利用身边物品，模仿市售制氧机，自制了如图2的简易供氧器。 （3）利用可以抽拉的线绳，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 （答一点）。 （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，B图中有一处不足之处，你的改进措施是 。 （5）验证B瓶导出的气体是氧气的方法是 。 （6）制作简易供氧器在选择反应原理时，需要考虑的因素有________（填字母）。 A．原料是否廉价易得 B．反应速率是否适中 C．制得气体是否纯净 D．是否安全、环保 【答案】 （1）观察是否有气泡产生和产生气体的快慢 （2）湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率（合理即可） （3）可以控制反应的发生和停止（合理即可） （4）将a导管延长并伸入到水面以下 （5）将带火星的木条放在B瓶b导管口处，若带火星的木条复燃，说明该气体为氧气 （6）ABCD 【详解】 （1）制氧机观察窗的作用是观察是否有气泡产生和产生气体的快慢； （2）加湿仓的中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是：湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （3）利用可以抽拉的线绳，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，从而控制反应的发生和停止，故优点是：可以控制反应的发生和停止； （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，应将a导管延长并伸入到水面以下，这样才可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率； （5）氧气具有助燃性，验证B瓶导出的气体是氧气的方法是：将带火星的木条放在B瓶b导管口处，若带火星的木条复燃，说明该气体为氧气； （6）A、需要考虑原料是否廉价易得，应选择成本低、容易获取的原料，以确保可行性和经济性，符合题意； B、需要考虑反应速率是否适中，反应速率应适中，过快可能导致氧气释放失控，过慢则无法满足需求，符合题意； C、需要考虑制得气体是否纯净，这样才能收集到所需的气体，符合题意； D、需要考虑是否安全、环保，避免产生有毒或易燃易爆物质，确保操作过程安全，减少意外风险，符合题意。 故选ABCD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 氧气的制备 题型01 氧气的工业制法 题型02 分解过氧化氢制取氧气 题型03 催化剂 实验探究催化剂的催化作用 题型04 加热分解高锰酸钾制取氧气 题型05 分解氯酸钾制取氧气 题型06 实验室中制取氧气的先后顺序 题型07 分解反应 题型08 特殊场合的氧气制备 题型09 简易供氧器的制作 题型01 工业制取氧气 分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。该方法是物理变化。 膜分离制氧（物理变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。 分子筛制氧（物理变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。 【典例1】（24-25九年级上·江苏无锡·期中）工业上制取氧气常见的有深冷法（图1）和变压吸附法（图2）。 （1）深冷法是将空气在一定条件下液化，再利用氮气和氧气的 不同将其汽化分离。 （2）分析图2可知，N2和O2的分子大小关系为N2 O2。（填“<”、“>”或“=”） （3）变压吸附法制取的氧气是 。（填“混合物”或“纯净物”） （4）分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。 【变式1-1】（25-26九年级上·江苏·阶段检测）工业制氧气采用液化空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于该过程的描述不正确的是 A．有新物质氧气生成 B．利用空气中各气体沸点不同 C．该过程中无需使用催化剂 D．属于物理变化 【变式1-2】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）空气是一种宝贵的资源，下图是以空气等为原料进行合成农业上一种重要的化肥尿素【化学式：CO（NH2）2】的工艺流程。请按要求回答相关问题： （1）X为 。 （2）分离空气常用方法有以下三种： ①分离液态空气法：是利用氧气与氮气的 不同。 ②用分子筛分离：分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴，其它微粒都不能通过分子筛而与之分离，则分子大小：氧气 氮气（选填“>”“=”“<”）。 ③气体膜分离技术：是在一定压力下让空气通过一种致密的透氧膜，在膜的另一侧得到较纯的氧气将空气分离，这种透氧膜相当于过滤装置中的 （填一实验用品）。 （3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 （4）氧气有很多用途，下列不属于氧气用途的是___________（填字母序号）。 A．医疗急救 B．食物防腐 C．航天火箭 D．气焊气割 （5）转化步骤为合成氨气的反应，该反应中需要 （选填“吸收”或“释放”）能量。 （6）已知氨气化学式为NH3，写出合成尿素的符号表达式 ，该反应 （选填“是”或“不是”）化合反应。 【变式1-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）工业制取氧气有深冷法与变压吸附法两种。 I.深冷法的原理是将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： （1）深冷法制氧气属于 （填“物理”或者“化学”）变化。 （2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。 （3）步骤②剩余液体为 （填“有色”或“无色”）。 II.变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如图所示。 （4）分析下表数据，与深冷法相比，变压吸附法的优点是 （写出一点即可）。 项目 变压吸附法 深冷法 最大产量 3200 20000 产品气含氧量（%） 93～95 99.5～99.8 工作表压强（kPa） -70～40 460～750 温度（℃） 0～40 -109～190 产每立方米氧气耗电量（kW•h） 0.40 0.50～0.65 （5）分子筛中发生的变化是 （填“物理变化”或者“化学变化”）。 （6）下列说法正确的是_______（填序号）。 A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 题型02 分解过氧化氢制取氧气 实验药品 过氧化氢溶液（主要成分H2O2 ）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） 实验原理 文字表达式为 过氧化氢水+氧气 ,符号表达式为 H2O2 H2O+O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性 ②装药品 ③收集气体 【典例2】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（提示：浓硫酸具有吸水性） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）用W形管进行如图微型实验，将H2O2溶液推入管中与MnO2接触。下列说法错误的是 A．若a处粉末是木炭粉，可观察到发出白光 B．若a处粉末是硫粉，b处应连接吸收生成物，以免污染空气的装置 C．MnO2能增大H2O2分解生成O2的质量，使实验现象更明显 D．用W形管进行微型实验可以节约试剂 【变式2-2】如图所示，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，下列现象正确的是 A．气球胀大，红墨水右移 B．气球缩小，红墨水左移 C．气球胀大，红墨水左移 D．气球缩小，红墨水右移 【变式2-3】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是 A．由图1、2对比可知，1中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度 B．图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝 C．图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率 D．图3、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 题型03 催化剂 实验探究催化剂的催化作用 1．催化剂概念 在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 2．催化剂特点 “一变二不变” “一变”：改变其他物质的化学反应速率。（注意：改变可以是加快、也可以是减慢） “二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。 3．对催化剂的理解 （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（写在反应条件上） （3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； （3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。 【典例3】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化效果，同学们按图1所示装置进行了实验。 【查阅资料】过氧化氢分解为放热反应；温度过高，过氧化氢酶的催化活性会降低。 【实验步骤】 ①连接好装置，检查装置的气密性。 ②取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。 ③用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mLH2O2溶液注入容器中，采集数据（压强传感器可测定瓶内压强），绘制压强时间关系图，直至反应结束。 ④用5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图2、图3。 （1）步骤①，检查装置气密性时，用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气，若注射器B的活塞 ，则表明装置气密性良好。 （2）步骤③，先用注射器A从容器中抽出2毫升气体的目的是 。 （3）对比图2和图3，可知对过氧化氢分解催化效果更好的是 。 （4）同学们推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中反应突然变慢。理由是 。 【变式3-1】（25-26九年级上·江苏连云港·阶段检测）学习过氧化氢制氧气时使用了二氧化锰作催化剂，化学社团在寻找新的催化剂的活动中，对硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂进行了以下探究。 【查阅资料】硫酸铜溶于水，溶液呈蓝色。 【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。 （1）请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤①木条不复燃； 步骤②产生气泡，溶液变为蓝色； 步骤③带火星的木条 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，该反应的文字表达式（或符号表达式）为 【评价改进】 （2）同学们认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。 【继续探究】 （3）同学们用下列方法继续探究上述实验：将甲同学实验后试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，称量后其质量为 g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，伸入带火星的木条，木条再次复燃，说明硫酸铜仍然可以加快过氧化氢分解。 【拓展延伸】 （4）比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢分解制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是______（填字母）。 A．溶液的起始温度 B．催化剂的质量 C．溶液的浓度 D．反应起始时间 （5）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10 mL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。 ①结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 （填“猪肝”或“土豆”）。 ②从曲线a、b的变化可以看出，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s（填“30”“65”或“120”）。 【变式3-2】（25-26九年级上·江苏南京·期中）化学兴趣小组对利用过氧化氢溶液制取氧气，进行了一次拓展探究型学习。 I．探究影响过氧化氢分解速率的因素。 （1）取足量且等质量的过氧化氢溶液完成如表实验。 实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL a 3% 0 10 几乎无 b 5% 0 20 几乎无 c 5% 0.5 20 14 d 10% 0.5 20 80 ①探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是 ； ②对比实验c和实验d，可得出的结论是 ； ③上述实验 （填“能”或“不能”）探究出温度对过氧化氢分解速率的影响。 （2）某研究人员选用海藻酸钠（性质稳定）作为催化剂支架，制备负载不同催化剂的海藻酸钠微球，利用数字化手持技术展开探究。 【实验过程】如图-1所示，取负载各种催化剂的海藻酸钠微球各30粒分别放入4个锥形瓶中，连接压力传感器。用注射器分别向每个锥形瓶中注入20mL浓度为5%的H2O2溶液，溶液全部注入瞬间立即采集 200s 内压强数据，最后软件绘制实验图形（肝脏研磨液富含过氧化氢酶，酶主要成分为蛋白质）。 【实验分析】 ①a、b、c瓶中的海藻酸钠微球都浮了起来，主要原因是 ； ②a、b瓶在60秒左右时压强突然恢复至常压，最可能的原因是 ； Ⅱ．探究H2O2溶液与84消毒液的反应 兴趣小组的同学们在收拾整理时，不小心将84消毒液喷洒到了盛有H2O2溶液的废液缸中，产生了许多气泡。同学们没有放过这次意外相遇，继续进行了下面的探究。 【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学符号为NaClO）。 取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，产生大量气泡，实验证明是氧气。 【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？ 【作出猜想】猜想一：作催化剂，类似H2O2溶液分解加入的MnO2的作用； 猜想二：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应； 【进行实验】 步骤1：按图-2所示组装实验装置，并检查装置气密性。 步骤2：向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mL溶液。 步骤3：将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见如表。 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 收集气体的总体积/mL 140 280 365 370 x （3）表中的数据x= 。 （4）分析表中数据得出“猜想 （填“一”或“二”）正确”，其依据是 。 【拓展应用】84消毒液、H2O2溶液是生活中常用消毒剂。除此外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！ 题型04 加热分解高锰酸钾制取氧气 实验药品 高锰酸钾（紫黑色固体） 实验原理 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气, 符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 【典例4】实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 【变式4-1】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列与氧气有关的实验操作错误的是（资料：浓硫酸具有吸水性） A．制取 B．干燥C．收集 D．性质实验 【变式4-2】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列加热高锰酸钾制氧气实验的先后顺序关系正确的是 A．先装药品，再检查装置的气密性 B．检查装置气密性的时候，先用双手紧握容器，后将导管浸入水中 C．用排水法收集好氧气后，先把导管从水中取出，再熄灭酒精灯 D．用排水法收集氧气时，先将导管伸入集气瓶口，再加热药品 【变式4-3】（25-26九年级上·江苏盐城·阶段检测）根据氧气的制取和性质实验，回答下列问题 （1）实验室用双氧水制取氧气时，为了产生平稳的气流，可选择的发生装置是 （填序号，下同），收集较纯净的O2，可选择的收集装置是 。 （2）若用装置A加热KMnO4制取O2，图中a处需补充仪器的名称是 ，需在试管口放一团棉花，其目的是 ，反应的符号或文字表达式是 。 （3）在检查装置A气密性时，若气密性良好，则导管末端先后出现的现象是_______。（填序号） A．a、b、c B．a、c、b C．b、c、a 题型05 分解氯酸钾制取氧气 实验药品 氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末） 实验原理 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气, 符号表达式：KClO3 KCl + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气） 【典例5】（24-25九年级上·江苏常州·期中）庆庆在做加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气的实验时，错把高锰酸钾当作了二氧化锰，其结果与只加氯酸钾相比，以下推论中错误的是 A．反应速率加快，最终生成氧气的质量增加 B．高锰酸钾的产物二氧化锰可作氯酸钾制氧气反应的催化剂 C．高锰酸钾先开始快速分解后氯酸钾分解速率加快 D．完全反应后试管内的固体物质有四种 【变式5-1】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）实验室中用氯酸钾和二氧化锰制备氧气，下列说法正确的是 A．只加热氯酸钾无法生成氧气 B．二氧化锰可以加快氯酸钾的分解 C．二氧化锰能增加生成氧气的质量 D．反应前后二氧化锰的质量和性质没有改变 【变式5-2】（25-26九年级上·江苏·阶段检测）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5-3】（24-25九年级上·江苏镇江·期中）某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是 A．c可以代表O2 B．t2时刻，KClO3开始分解，到t3时刻完全分解 C．t1时刻，KMnO4开始分解，t3时刻Mn、K、O质量分数增大 D．反应过程中，起催化作用物质的质量一直保持不变 题型06 实验室制取氧气的先后顺序 以加热高锰酸钾为例： 连接装置：先将玻璃管润湿，再轻轻将玻璃管旋入胶皮管中 辅助工作：检查装置气密性时，先将导管伸入水中，再用手紧捂试管 制取气体时的先后顺序： （1）先检查装置气密性再装入药品 （2）先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热 （3）收集气体时先在水下盖好玻璃片再取出正放 （4）结束时先将导管撤离出水槽，再熄灭酒精灯 【典例6】（2025·江苏苏州·模拟预测）下列有关实验室制取氧气的实验操作先后顺序正确的是 A．先检查装置气密性，再连接仪器 B．先将收集满氧气的集气瓶拿出水槽，再盖上玻璃片 C．先预热，再用外焰对准药品加热 D．实验结束，先熄灭酒精灯，再撤导管 【变式6-1】下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是 A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性 B．检查装置气密性时，先用手握住试管外壁，后将导管浸入水中 C．用胶头滴管取用液体时，先用手捏紧橡胶胶帽，后将滴管伸入试剂中 D．加热高锰酸钾并用排水法收集O2实验结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管 【变式6-2】下列实验操作的先后顺序错误的是 A．检查装置气密性时，先将导管伸入水中，后用手紧捂试管 B．连接仪器时，先将玻璃管润湿，后轻轻将玻璃管旋入胶皮管中 C．滴管吸取液体时，先在空气中捏胶帽排空气，后伸入液体吸取 D．排水法收集氧气完成后，先熄灭酒精灯，后移出导气管 【变式6-3】化学实验操作有“先”与“后”顺序，下列操作顺序错误的是（　　） A．排水法收集氧气完毕后，先从水槽中移出导管，后熄灭酒精灯 B．检查装置气密性时，先用手捂住试管一会儿，再将导管伸入烧杯内水中 C．给试管中的药品加热时，先均匀加热，后集中加热 D．制备气体时，先检查装置的气密性，后装入药品 题型07 分解反应 1. 概念：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。 2．特点：一变多。 3. 表达式：A→B+C+……。 【典例7】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是 A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 【变式7-1】（25-26九年级上·江苏淮安·阶段检测）化合反应、氧化反应和分解反应的关系如图所示，下列反应与其对应区域正确的是 A．a区   B．b区   C．c区  氧化钙+水氢氧化钙 D．d区   【变式7-2】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）下列化学变化中，属于分解反应的是 A．硫+氧气二氧化硫 B．氯酸钾氯化钾+氧气 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．铜+氧气氧化铜 【变式7-3】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列关系表示正确的是 A． B． C． D． 题型08 特殊场合的氧气制备 1. 医疗供氧原理：通过分子筛吸附或低温分离法制取高纯度氧气，存储在高压氧气瓶中，或通过管道系统输送到病房。 2. 高原/登山供氧原理：便携式氧气瓶或化学制氧剂提供短期氧气补充。 压缩氧气瓶：高压储存，通过减压阀和面罩释放。 化学制氧（如氯酸盐蜡烛）：化学反应生成氧气（如NaClO₃→NaCl + O₂） 应用场景：高海拔登山、高原旅游。 3. 航空供氧原理：机载制氧系统或备用氧气面罩。 分子筛机载制氧：从发动机引气中分离氧气，供飞行员使用。 紧急氧气发生器：通过化学反应（如过氧化物分解）快速产氧。 应用场景：客舱失压、战斗机高空飞行。 4. 工业/潜水供氧原理：高压氧气瓶或闭环呼吸系统。 潜水混合气：氧气与氦气/氮气混合，避免氧中毒。 再呼吸器：吸收二氧化碳并补充氧气，延长水下作业时间。 应用场景：深海作业、焊接切割。 5. 家庭/保健制氧原理：家用制氧机通过分子筛吸附空气制氧。 技术细节：小型分子筛设备，持续输出低流量氧气（1~5 L/min）。 应用场景：慢性阻塞性肺病（COPD）患者居家使用。 【典例8】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）氧烛常为密闭空间应急氧源，某种氧烛产氧药块主要成分为氯酸钠（NaClO3）（化学性质与氯酸钾相似）、金属粉（燃烧时放热，提供氧酸钠分解所需热量）和催化剂等。工作时敲击火帽点燃后即能持续燃烧并放出高纯氧气。下列说法中不正确的是 A．氧烛在工作时，有一定的照明功能 B．氧气主要来自产氧药块中的氯酸钠（NaClO3） C．金属粉质量不会影响释放出氧气质量 D．氧烛中催化剂的质量随着反应的进行不发生改变 【变式8-1】自救呼吸器是自救、互救的逃生器具，设计思路如图1所示。常用生氧剂为超氧化钾（KO2）和超氧化钠（NaO2），均为黄色固体，它们能与CO2或H2O反应，生成白色固体和O2。等质量生氧剂的生氧性能如图2所示。已知人正常呼吸时需要生氧剂的生氧速度不低于1L/min。下列分析正确的是 A．生氧装置中实现了O2向CO2的转化 B．10分钟内，KO2自救呼吸器生氧速度更快 C．可以通过观察生氧剂颜色变化判断其是否失效 D．用NaO2做生氧剂的自救呼吸器有效防护时间更长 【变式8-2】（2024·江苏苏州·一模）常见的呼吸自救器有过滤式和隔绝式两种。如图为某隔绝式“化学氧呼吸自救器”的装置示意图，其内部装有片状超氧化钾（KO2）。超氧化钾（KO2）为黄色固体，与呼出气中的CO2、H2O均能发生反应，都生成O2和白色固体，产氧效率高。下列说法正确的是 A．观察到固体消失，可认为该自救器基本失效 B．该自救器不能在高浓度有毒有害气体环境中使用 C．内部的KO2不使用粉末状，可避免其进入呼吸道 D．使用过程中外壁发烫，推测自救器中的反应吸热 题型09 简易供氧器的制取 基于设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求：制氧原材料价廉物美，方便携带；能持续供氧，供氧过程不产生有害气体；设计气流阀门，调控气流速度。 经典装置： 【典例9】（25-26九年级上·江苏连云港·阶段检测）过碳酸钠溶于水可产生过氧化氢，进而制得氧气，实验小组利用此原理，自制简易供氧器制取氧气。下列说法不正确的是 A．使用前应检查装置气密性 B．Ⅰ中的二氧化锰起催化作用 C．Ⅱ中的水可用于增加氧气的湿度 D．该装置不能控制并观察产生氧气的快慢 【变式9-1】 化学兴趣小组基于“老人、学生、高原高反旅游人群”开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 任务一：探究反应原理 某品牌便携式制氧机（如图1所示），该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰。过碳酸钠溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。该小组同学完成了图2所示装置的探究实验，观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出，木条不复燃；乙试管中小气泡快速冒出，木条复燃。 （1）实验结论： 。 任务二：分析该便携式制氧机装置特点 图3为该便携式制氧机的装置及供氧原理示意图。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 （2）反应仓中生成氧气，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是_____（填字母）。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 （3）图3反应仓中“b通道”相当于图4装置中的 （选填“c”或“d”）导管。 （4）温度越高，制氧机产生氧气速率越快，为了保证制氧速率的稳定，夏天制氧机反应仓加入水的量比冬天多，原因是 。 任务三：制作简易的家用制氧机 图5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）氧气能从瓶乙中逸出，是因为氧气 。 （6）该简易家用制氧机，其中甲瓶的作用相当于图3中的 仓。 （7）除需考虑反应原理、方法外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一条）。 任务四：从生活走向化学 （8）根据制取气体的一般思路，如果在实验室中利用过碳酸钠，水和二氧化锰制取氧气，可以选择的发生装置 （填序号），收集氧气可用装置C或D 。（请你在方框内画出氧气的另一种收集装置图） 【变式9-2】化学兴趣小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 活动1：认识供氧器 下图1为某款家用制氧机结构示意图。 （1）制氧机观察窗的作用是 。 （2）加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 。 活动2：自制供氧器 学习小组利用身边物品，模仿市售制氧机，自制了如图2的简易供氧器。 （3）利用可以抽拉的线绳，可实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 （答一点）。 （4）若想利用B装置监测产生氧气的气流速度，B图中有一处不足之处，你的改进措施是 。 （5）验证B瓶导出的气体是氧气的方法是 。 （6）制作简易供氧器在选择反应原理时，需要考虑的因素有________（填字母）。 A．原料是否廉价易得 B．反应速率是否适中 C．制得气体是否纯净 D．是否安全、环保 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $