1.1-3空气的成分—— 氧气的制取 化合反应与分解反应-2025-2026学年八年级科学下册同步精讲精练(新教材,浙教版)
2026-01-17
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2份
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41页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 空气的成分 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.72 MB |
| 发布时间 | 2026-01-17 |
| 更新时间 | 2026-01-17 |
| 作者 | 鼎优理化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55995842.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第1章 我们呼吸的空气
第1节 空气的成分
课时3 氧气的制取 化合反应与分解反应
◆网络构建
◆课本导学
一、氧气的制取
二、化合反应和分解反应
◆解题突破
题型 氧气的制取及催化剂对反应速率影响探究
◆基础训练
考点1 过氧化氢分解制氧气(含高锰酸钾制取氧气拓展)
考点2 工业制氧气
考点3 催化剂和催化作用
考点4 化合反应、分解反应
易错点 对催化剂的错误理解
◆强化训练
一、氧气的制取
1.氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点和液氮的沸点不同,通过分离液态空气获得氧气。
②过程:
【名师讲解】工业制氧气过程中无新物质生成,属于物理变化。
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可以得到含氧量较高的富集氧气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含氧量90%以上的富集空气。
2.氧气的实验室制法
(1)药品:过氧化氢、二氧化锰。
【名师讲解】实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素:制氧气的原料须是含氧的物质;利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气;生成的气体成分单一,便于收集 。
(2)反应原理:
【特别提示】①实验室一般用溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用,但不改变过氧化氢产生氧气的总量,且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能发生,只是发生反应的速度较慢。
(3)实验装置:固液常温型发生装置(方便添加液体药品)
(4)操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握圆底烧瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气
装入药品
将黑色的二氧化锰加入烧瓶,另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口,放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢溶液(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应
将分液漏斗的活塞打开,让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶,观察现象
用排水法收集氧气并验满
当导管口的气泡连续、均匀地逸出后(排净装置中的空气)。用排水法收集氧气,当瓶口有大气泡冒出时说明收集满氧气
收集完毕,关闭分液漏斗活塞,回收二氧化锰
待氧气收集满后,关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器材
【例1】下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是( )
A.试剂:烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B.收集:氧气的密度比空气大,可用向下排空气法收集
C.检验:将燃着的木条伸入集气瓶内,若木条熄灭,则证明是氧气
D.验满:若用排空气法收集氧气,可将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则证明集满
【拓展延伸】高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②反应原理:
③实验装置: 固体加热装置
④操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
将导管一端浸入水中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,手撤离后在导管中形成一段稳定的水柱,证明装置不漏气。否则,应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管
按固体药品的取用方法,取少量高锰酸钾装入试管,平铺在试管底部,管口塞一团棉花,防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上
铁夹夹在距离试管口1/3处,试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流,使试管破裂)
点燃酒精灯加热
先使酒精灯外焰在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气
集气瓶内装满水,不留空气,当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集,瓶中水排尽且出现大气泡时,瓶中氧气集满
收集完毕,导管撤离水槽
导管不离开水槽,不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯
当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯,否则水槽中的水会倒流入试管,引起试管炸裂
【名师讲解】①氧气不易溶于水,可用排水法收集。氧气密度比空气大,也可采用向上排空气法收集。
多功能瓶 (排空气法、排水法收集气体):
排空气法收集氧气:装置A中,氧气从a端通入,空气从b端排出;
排水法收集氧气:装置B中,装满水后,氧气从b端通入,水从a端排出。
②用排水法收集氧气时,集气瓶口有较大气泡冒出时,则说明氧气已收集满。
用向上排空气法收集氧气时,将带火星的木条置于集气瓶口,若复燃则氧气已经收集满。检验是不是氧气时,将带火星的木条伸入瓶内,如图所示。
【方法巧记】用高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集。其实验步骤可以按左侧表格中加点字概括为“查→装→定→点→收→离→熄”7个字,可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
【特别提醒】(1)用排空气法收集气体时:常用直角长导管,导管伸入到接近集气瓶底部,以排尽瓶中的空气,收集到较纯净的气体。
(2)用排水法收集气体时:用短的弯导管,放在集气瓶口,便于实验操作和水的排出,集气瓶中的水一定要装满,不能留有气泡。
3.催化剂
(1)催化剂:在化学反应里只起改变反应速度的作用,其本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫作催化剂(工业上又叫作触媒)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
(3)对催化剂的理解
①能改变反应速度,这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。不加入催化剂,并不意味着化学反应不能发生。
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变,但是物理性质可能改变,如块状催化剂反应后可能变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的,某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂,在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的,也不是唯一的,在某个化学反应中,可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度,不能增加或减少生成物的质量。
【规律总结】催化剂具有“一变”和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:在化学反应前后,催化剂本身的质量不变;在化学反应前后,催化剂本身的化学性质不变。
【例2】[2025·宁波慈溪期中]某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。
(1)甲图中放置过氧化氢溶液的仪器名称为______。
(2)加猪肝块催化的过氧化氢中,完全反应所用的时间大约为______秒。
(3)曲线a、b最终达到相同的压强,说明______。
(4)该组同学从曲线a、b变化推测:过氧化氢分解是放热反应,作出该推测的依据是____________________________________________________________。
4.探究实践:氧气的制取和性质研究
【目标】初步学会实验室制取氧气的方法,学习用排水法收集氧气,进一步认识氧气的性质。
【器材】锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、药匙、集气瓶、坩埚钳、水槽、酒精灯、玻璃片、木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔、澄清石灰水、过氧化氢溶液、二氧化锰。
【过程】
(1)组装装置。按如图所示组装器材。
(2)检查装置的气密性。先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握锥形瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气。如果没有气泡冒出,就说明装置漏气,应仔细查找原因,并改正装置。
【拓展延伸】固液常温型发生装置
固液常温型发生装置适用于固体和液体不需要加热制取气体的反应,通常选用如图所示的装置。
发生装置药品加入的原则是先固后液。
图中A装置为最简易的装置,但是不便于随时添加液体药品。
B装置和C装置中分别使用了长颈漏斗和分液漏斗,便于随时添加液体药品。使用B装置时,要注意长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下(进行液封),以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。C装置分液漏斗下端管口不用伸入液面以下,C和D装置可以控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率,节约药品。
(3)加入药品。在锥形瓶中加入药匙的二氧化锰粉末和30mL水,塞紧带有分液漏斗和导管的橡皮塞,并在分液漏斗中加入30mL10%的过氧化氢溶液。
(4)收集气体。将集气瓶灌满水,倒置于水槽中,再小心旋转分液漏斗的活塞,滴加过氧化氢溶液。当导管口的气泡连续、均匀地逸出后,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里,收集气体,如下图所示。当氧气收满时,立即关闭活塞。
刚开始排出的是装置中的空气,待气泡连续、均匀逸出后,才是反应产生的氧气。
收集满后用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将集气瓶移出水面,因氧气密度比空气大,集气瓶需正放在实验台上。
(5)观察收集到的气体的颜色:无色。
(6)用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上烧至发红,然后将木炭由集气瓶口向下
缓慢伸入,发现木炭剧烈燃烧、发出白光、放出热量。反应结束后,向集气瓶内加入澄清石灰水,振荡后,发现澄清石灰水变浑浊。
使木炭充分燃烧,现象明显。
反应的文字表达式为:碳+氧气二氧化碳
(C) (O₂) (CO₂)
变浑浊表达式:二氧化碳 + 氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水
(CO₂) [Ca(OH)₂] (CaCO₃)(H₂O)
(7)把2cm×5cm铝箔片的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。点燃火柴,待火柴将燃尽时,立即把铝箔伸入充满氧气的集气瓶中(瓶底留有少量水)。观察到铝箔剧烈燃烧、发出白光、生成白色固体。
反应的文字表达式为:
铝+氧气氧化铝
(Al)(O₂)(Al₂O₃)
【注意】铝箔在氧气中燃烧实验要求集气瓶底部放少量水或铺一层细沙,是因为铝在燃烧过程中放出大量的热,生成温度很高的固体溅落到瓶底,会使集气瓶炸裂。
◆教材<问题讨论>(见教材第10页)
由锥形瓶、分液漏斗和导管组成的装置是气体发生装置;由导管、水槽、集气瓶组成的装置是气体收集装置。
【例3】[2025·舟山定海区期中]下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作,其中错误的是( )
A. B. C. D.
二、化合反应和分解反应
1.化合反应
(1)定义:由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,叫作化合反应。
(2)特点:反应物有多种,生成物只有一种,即“多变一”。
(3)表达式:A+B+……→C。
(4)举例:磷+氧气五氧化二磷。
2.分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫作分解反应。
(2)特点:反应物只有一种,生成物有多种,即“一变多”。
(3)表达式:A→B+C+……。
(4)举例:过氧化氢水+氧气。
【名师讲解】①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型,是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型,所有的原料都转化到一种物质中。
③判断某反应是否是分解反应,首先判断是不是化学变化,再观察是否符合“一种反应物,多种生成物”的特点。若两点都符合则为分解反应,将一种混合物分离成多种纯净物的物理变化,不是分解反应。
【例4】二氧化钛是一种能降解甲醛、一氧化氮等有害气体的光触媒。在降解过程中二氧化钛不挥发,不消耗,具有长效性。
(1)根据题意,在降解过程中“二氧化钛”的作用是__________________。
(2)一氧化氮在空气中易与氧气反应,反应表达式为一氧化氮+氧气→二氧化氮,该反应属于______(填“化合”或“分解”)反应。
解题突破
◆题型 氧气的制取及催化剂对反应速率影响探究
【例1】[2025·杭州上城区期中]某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。实验装置如图所示,夹持仪器已略去。
图1 图2
【猜想与假设】影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。
【实验记录】同学们进行6组实验,实验记录如下:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度/%
30
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积/mL
6
6
6
6
6
6
水槽中水的温度
20
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
—
—
—
—
0.5gNaCl
0.5gFeCl₃
60min内产生氧气的体积/mL
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
【解释与结论】
(1)得出“过氧化氢溶液的浓度越大分解速率越快”结论所依据的实验是_______(填序号)。
(2)通过实验①、②、④可得出的结论是_________________________________。
【反思与评价】
(3)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是_________________
______________________。
(4)某同学改用如图2所示装置代替气囊完成实验②,正确的实验操作顺序是___________。
a.将导管伸入量筒,开启控温加热器,滴入过氧化氢溶液
b.开启控温加热器,将导管伸入量筒,滴入过氧化氢溶液
c.开启控温加热器,滴入过氧化氢溶液,待导管口有连续、均匀气泡冒出时将导管伸入量筒
考点1 过氧化氢分解制氧气(含高锰酸钾制取氧气拓展)
1.小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取氧气。装置气密性良好,图甲中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液,燃烧匙内装有用无纺布包裹的二氧化锰,燃烧匙可以上下移动。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.实验中,利用图丙装置收集的氧气较纯净
B.实验时应先装试剂再检查装置气密性
C.为使收集的气体较纯净,应待图乙中导管口处连续且均匀冒出气泡后开始收集
D.若用图丙装置收集氧气,可将带火星的木条放在b导管口处验满
2.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小。如图中的点表示的含义错误的是( )
A.𝑎点表示高锰酸钾的质量
B.𝑏点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C.𝑐点表示锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
D.𝑑点表示高锰酸钾完全分解
【关键点拨】解题的关键是明确实验室制取氧气的反应原理,正确分析变化的过程,注意分析坐标轴、曲线的起点和折点表示的意义及曲线变化趋势。
考点2 工业制氧气
3.如图为工业上分离液态空气法制氧气的示意图,下列说法正确的是( )
A.该分离过程是化学变化
B.说明液氧比液氮沸点低
C.该液体物质是纯净的氧气
D.此方法制氧气的原料来源广泛
【归纳总结】工业上用分离液态空气法制氧气,由于液氮沸点低,氮气先从液态空气中分离出来,剩余的物质主要是液氧。
考点3 催化剂和催化作用
4.某化学小组利用如图所示装置,探究过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用(①~⑦代表操作步骤)。
(1)操作步骤③中发生反应的文字表达式为__________________________。
(2)能够证明二氧化锰加快过氧化氢分解速率的实验现象是__________________。
(3)实验通过______的方法探究二氧化锰在过氧化氢分解过程中的作用。若实验最终得到结论:二氧化锰在该反应中作催化剂,起到了催化作用,则操作步骤⑥得到的称重结果___(填“>”“<”或“=”)0.2g。
(4)操作步骤⑦中的现象与操作步骤②③中的现象相同,说明________________。
(5)若操作步骤②中忘记加入二氧化锰,与原实验相比,反应结束后产生氧气的质量______(填“减少”“不变”或“增大”)。
考点4 化合反应、分解反应
5.下列反应属于分解反应的是( )
A.氢气+氧气水
B.水氢气+氧气
C.黄泥水→黄泥+水
D.甲烷+氧气水+二氧化碳
【归纳总结】分解反应的特点可以概括为“一变多”,反应物只有一种;而混合物的“分离”属于物理变化,不属于分解反应。
6.下列符合图中阴影部分的化学反应的文字表达式的是( )
A.氨气+二氧化碳+水→碳酸氢铵
B.镁+氧气氧化镁
C.碳酸氢钙碳酸钙+二氧化碳+水
D.氢气+氧化铜铜+水
易错点:对催化剂的错误理解
7.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
B.加入二氧化锰催化剂,过氧化氢分解生成的氧气增多
C.催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变
D.过氧化氢分解反应中不加二氧化锰,化学反应不能发生
【易错警示】催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量。
1.以下用过氧化氢溶液制取氧气的部分实验操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加过氧化氢溶液 C.制取并收集氧气 D.检查氧气是否集满
2.在两个250mL的集气瓶内装入如图甲、乙所示的水量,放入水槽中用排水法收集氧气。然后将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中,观察到图甲集气瓶中木条不复燃,图乙集气瓶中木条复燃。下列有关说法中,错误的是( )
甲 乙
A.能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气
B.集气瓶中装入水量越多,最终收集到的氧气越纯净
C.图甲中,收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为30%
D.图乙中,收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为52.6%
3.实验室常加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中的对应关系正确的是( )
A. B. C. D.
4.某同学利用过氧化氢溶液和二氧化锰做了下图实验,下列叙述不正确的是( )
A.步骤①③说明二氧化锰能加快过氧化氢分解
B.步骤①③的研究方法是对比实验法
C.不使用二氧化锰,过氧化氢也能反应生成氧气
D.实验能证明二氧化锰是反应的催化剂
5.化合反应、氧化反应和分解反应的关系图如图,下列反应与其对应区域匹配正确的是( )
A.a区:甲烷+氧气水+二氧化碳
B.b区:碳+氧气二氧化碳
C.c区:水氢气+氧气
D.d区:大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水
6.某同学在实验室选用了如下几种装置来制取气体。请将他们的制备过程补充完整。
(1)写出图中标有①②③的仪器的名称:①__________;②__________;③__________。
(2)用过氧化氢和二氧化锰来制取氧气,应选择的发生装置为__________(填字母,下同),选用装置能收集到较纯净的氧气。
(3)若收集某气体时只能选用E装置,则可推知该气体的性质可能有_________________。
(4)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。实验室里可加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物制取氨气,则制取氨气选用的装置组合为__________。
7.某校研究性学习小组在实验室进行探究实验。他们准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气并验证氧气的性质。
(1)指出图中所用仪器的名称:a________,b______,c________。
(2)装置图中有一些错误,请你为他们指出来:_________________________;______________________。
(3)用这种方法收集氧气时,当气泡________________________开始收集,收集满氧气后,应用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶______(填“正放”或“倒放”)在桌上。
(4)检验收集到的气体的方法:__________________________________________,则证明该气体是氧气。
(5)某同学改正错误后,在加热高锰酸钾制氧气的过程中,发现试管炸裂,请你帮他分析造成此后果的原因可能有__________________________;_____________(合理即可)
(6)实验室制取氧气大致可分为以下几个步骤:a.将高锰酸钾装入试管中,用带导管的橡胶塞塞紧试管口,并把试管固定在铁架台上;b.检查装置的气密性;c.点燃酒精灯给试管中的高锰酸钾加热;d.用排水法收集氧气;e.熄灭酒精灯;f.将导管从水槽中移出。正确的操作顺序是___(填序号)。
A.bacdfe B.abcdef C.bacdef D.abcdfe
【易错警示】实验室用高锰酸钾制取氧气时,需要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而堵塞导管。
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第1章 我们呼吸的空气
第1节 空气的成分
课时3 氧气的制取 化合反应与分解反应
◆网络构建
◆课本导学
一、氧气的制取
二、化合反应和分解反应
◆解题突破
题型 氧气的制取及催化剂对反应速率影响探究
◆基础训练
考点1 过氧化氢分解制氧气(含高锰酸钾制取氧气拓展)
考点2 工业制氧气
考点3 催化剂和催化作用
考点4 化合反应、分解反应
易错点 对催化剂的错误理解
◆强化训练
一、氧气的制取
1.氧气的工业制法
(1)空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点()和液氮的沸点()不同,通过分离液态空气获得氧气。
②过程:
【名师讲解】工业制氧气过程中无新物质生成,属于物理变化。
(2)膜分离技术制取氧气
利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可以得到含氧量较高的富集氧气。利用这种膜进行多级分离,可以得到含氧量90%以上的富集空气。
2.氧气的实验室制法
(1)药品:过氧化氢、二氧化锰。
【名师讲解】实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素:制氧气的原料须是含氧的物质;利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气;生成的气体成分单一,便于收集 。
(2)反应原理:
【特别提示】①实验室一般用溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液。
②二氧化锰在该反应中起加快过氧化氢分解的作用,但不改变过氧化氢产生氧气的总量,且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变。
③该反应不加入二氧化锰也能发生,只是发生反应的速度较慢。
(3)实验装置:固液常温型发生装置(方便添加液体药品)
(4)操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握圆底烧瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气
装入药品
将黑色的二氧化锰加入烧瓶,另将带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口,放置好集气瓶。最后向分液漏斗中加入过氧化氢溶液(俗称“双氧水”)
打开活塞进行反应
将分液漏斗的活塞打开,让过氧化氢溶液从分液漏斗滴入圆底烧瓶,观察现象
用排水法收集氧气并验满
当导管口的气泡连续、均匀地逸出后(排净装置中的空气)。用排水法收集氧气,当瓶口有大气泡冒出时说明收集满氧气
收集完毕,关闭分液漏斗活塞,回收二氧化锰
待氧气收集满后,关闭分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的过氧化氢和烧瓶中的二氧化锰固体。洗涤仪器并整理实验器材
【例1】下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是( )
A.试剂:烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B.收集:氧气的密度比空气大,可用向下排空气法收集
C.检验:将燃着的木条伸入集气瓶内,若木条熄灭,则证明是氧气
D.验满:若用排空气法收集氧气,可将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则证明集满
【答案】A
【解析】在该实验中,烧瓶内的水可以稀释过氧化氢溶液,还能起到缓冲的作用,A正确;氧气的密度比空气大,应用向上排空气法收集,B错误;将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则证明是氧气,C错误;将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则证明集满,D错误。
【拓展延伸】高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)制氧气
①药品:高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰。
②反应原理:
③实验装置: 固体加热装置
④操作步骤
操作步骤
操作方法及注意事项
检查装置气密性
将导管一端浸入水中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,手撤离后在导管中形成一段稳定的水柱,证明装置不漏气。否则,应塞紧或更换橡皮塞
将药品装入试管
按固体药品的取用方法,取少量高锰酸钾装入试管,平铺在试管底部,管口塞一团棉花,防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽、集气瓶或堵塞导管
将试管固定在铁架台上
铁夹夹在距离试管口1/3处,试管口要低于试管底部(防止冷凝水倒流,使试管破裂)
点燃酒精灯加热
先使酒精灯外焰在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气
集气瓶内装满水,不留空气,当导管口产生连续均匀的气泡时开始收集,瓶中水排尽且出现大气泡时,瓶中氧气集满
收集完毕,导管撤离水槽
导管不离开水槽,不能熄灭酒精灯
熄灭酒精灯
当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯,否则水槽中的水会倒流入试管,引起试管炸裂
【名师讲解】①氧气不易溶于水,可用排水法收集。氧气密度比空气大,也可采用向上排空气法收集。
多功能瓶 (排空气法、排水法收集气体):
排空气法收集氧气:装置A中,氧气从a端通入,空气从b端排出;
排水法收集氧气:装置B中,装满水后,氧气从b端通入,水从a端排出。
②用排水法收集氧气时,集气瓶口有较大气泡冒出时,则说明氧气已收集满。
用向上排空气法收集氧气时,将带火星的木条置于集气瓶口,若复燃则氧气已经收集满。检验是不是氧气时,将带火星的木条伸入瓶内,如图所示。
【方法巧记】用高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集。其实验步骤可以按左侧表格中加点字概括为“查→装→定→点→收→离→熄”7个字,可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
【特别提醒】(1)用排空气法收集气体时:常用直角长导管,导管伸入到接近集气瓶底部,以排尽瓶中的空气,收集到较纯净的气体。
(2)用排水法收集气体时:用短的弯导管,放在集气瓶口,便于实验操作和水的排出,集气瓶中的水一定要装满,不能留有气泡。
3.催化剂
(1)催化剂:在化学反应里只起改变反应速度的作用,其本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫作催化剂(工业上又叫作触媒)。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
(3)对催化剂的理解
①能改变反应速度,这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。不加入催化剂,并不意味着化学反应不能发生。
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变,但是物理性质可能改变,如块状催化剂反应后可能变为粉末状。
③催化剂是针对具体的反应而言的,某一个反应的催化剂在另一个化学反应中可能成为反应物、生成物或毫无关联的物质。如MnO2是过氧化氢分解的催化剂,在KMnO4分解中是生成物。
④催化剂不是万能的,也不是唯一的,在某个化学反应中,可选择不同的物质作为催化剂。
⑤催化剂只能改变化学反应的速度,不能增加或减少生成物的质量。
【规律总结】催化剂具有“一变”和“两不变”的特点:
①“一变”:改变其他物质的化学反应速度。
②“两不变”:在化学反应前后,催化剂本身的质量不变;在化学反应前后,催化剂本身的化学性质不变。
【例2】[2025·宁波慈溪期中]某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。
(1)甲图中放置过氧化氢溶液的仪器名称为______。
(2)加猪肝块催化的过氧化氢中,完全反应所用的时间大约为______秒。
(3)曲线a、b最终达到相同的压强,说明______。
(4)该组同学从曲线a、b变化推测:过氧化氢分解是放热反应,作出该推测的依据是____________________________________________________________。
【答案】(1)锥形瓶(2)30(3)催化剂只能改变反应快慢,但不能改变生成物的质量
(4)容器中的最终压强小于实验过程中的最高压强
【解析】(2)由图可知,30s时加猪肝块催化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;
(3)该实验为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,由图乙可知,曲线a、b最终达到相同的压强,说明最终生成氧气的体积相同,说明催化剂只改变化学反应速率,不改变生成物的质量。
(3)由图乙可知,装置内压强先增大后减小,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。
4.探究实践:氧气的制取和性质研究
【目标】初步学会实验室制取氧气的方法,学习用排水法收集氧气,进一步认识氧气的性质。
【器材】锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、药匙、集气瓶、坩埚钳、水槽、酒精灯、玻璃片、木条、火柴、粗铁丝、木炭、铝箔、澄清石灰水、过氧化氢溶液、二氧化锰。
【过程】
(1)组装装置。按如图所示组装器材。
(2)检查装置的气密性。先关闭分液漏斗活塞,然后把导管的下端浸入水槽中,用手紧握锥形瓶壁。如果观察到导管口有气泡冒出,移开手后一会儿,导管中出现一段水柱,就证明装置不漏气。如果没有气泡冒出,就说明装置漏气,应仔细查找原因,并改正装置。
【拓展延伸】固液常温型发生装置
固液常温型发生装置适用于固体和液体不需要加热制取气体的反应,通常选用如图所示的装置。
发生装置药品加入的原则是先固后液。
图中A装置为最简易的装置,但是不便于随时添加液体药品。
B装置和C装置中分别使用了长颈漏斗和分液漏斗,便于随时添加液体药品。使用B装置时,要注意长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下(进行液封),以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。C装置分液漏斗下端管口不用伸入液面以下,C和D装置可以控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率,节约药品。
(3)加入药品。在锥形瓶中加入药匙的二氧化锰粉末和30mL水,塞紧带有分液漏斗和导管的橡皮塞,并在分液漏斗中加入30mL10%的过氧化氢溶液。
(4)收集气体。将集气瓶灌满水,倒置于水槽中,再小心旋转分液漏斗的活塞,滴加过氧化氢溶液。当导管口的气泡连续、均匀地逸出后,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里,收集气体,如下图所示。当氧气收满时,立即关闭活塞。
刚开始排出的是装置中的空气,待气泡连续、均匀逸出后,才是反应产生的氧气。
收集满后用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将集气瓶移出水面,因氧气密度比空气大,集气瓶需正放在实验台上。
(5)观察收集到的气体的颜色:无色。
(6)用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上烧至发红,然后将木炭由集气瓶口向下
缓慢伸入,发现木炭剧烈燃烧、发出白光、放出热量。反应结束后,向集气瓶内加入澄清石灰水,振荡后,发现澄清石灰水变浑浊。
使木炭充分燃烧,现象明显。
反应的文字表达式为:碳+氧气二氧化碳
(C) (O₂) (CO₂)
变浑浊表达式:二氧化碳 + 氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水
(CO₂) [Ca(OH)₂] (CaCO₃)(H₂O)
(7)把2cm×5cm铝箔片的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。点燃火柴,待火柴将燃尽时,立即把铝箔伸入充满氧气的集气瓶中(瓶底留有少量水)。观察到铝箔剧烈燃烧、发出白光、生成白色固体。
反应的文字表达式为:
铝+氧气氧化铝
(Al)(O₂)(Al₂O₃)
【注意】铝箔在氧气中燃烧实验要求集气瓶底部放少量水或铺一层细沙,是因为铝在燃烧过程中放出大量的热,生成温度很高的固体溅落到瓶底,会使集气瓶炸裂。
◆教材<问题讨论>(见教材第10页)
由锥形瓶、分液漏斗和导管组成的装置是气体发生装置;由导管、水槽、集气瓶组成的装置是气体收集装置。
【例3】[2025·舟山定海区期中]下面是实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的装置或操作,其中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,分液漏斗末端不需要伸入液面以下,故该选项图示操作正确;B、用排水法收集氧气时,集气瓶应装满水,待导管口有连续均匀气泡冒出时再进行收集,故该选项图示操作正确;C、氧气验满时,应将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满,故该选项图示操作错误;D、硫在氧气中燃烧时,集气瓶底应放一些水,防止二氧化硫污染空气,故该选项图示操作正确。
二、化合反应和分解反应
1.化合反应
(1)定义:由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,叫作化合反应。
(2)特点:反应物有多种,生成物只有一种,即“多变一”。
(3)表达式:A+B+……→C。
(4)举例:磷+氧气五氧化二磷。
2.分解反应
(1)定义:由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫作分解反应。
(2)特点:反应物只有一种,生成物有多种,即“一变多”。
(3)表达式:A→B+C+……。
(4)举例:过氧化氢水+氧气。
【名师讲解】①化合反应和分解反应都属于化学反应的基本反应类型,是从反应物和生成物的种类变化上分类的。
②化合反应是原子利用率最高的一种化学反应类型,所有的原料都转化到一种物质中。
③判断某反应是否是分解反应,首先判断是不是化学变化,再观察是否符合“一种反应物,多种生成物”的特点。若两点都符合则为分解反应,将一种混合物分离成多种纯净物的物理变化,不是分解反应。
【例4】二氧化钛是一种能降解甲醛、一氧化氮等有害气体的光触媒。在降解过程中二氧化钛不挥发,不消耗,具有长效性。
(1)根据题意,在降解过程中“二氧化钛”的作用是__________________。
(2)一氧化氮在空气中易与氧气反应,反应表达式为一氧化氮+氧气→二氧化氮,该反应属于______(填“化合”或“分解”)反应。
【答案】(1)催化作用(2)化合
【解析】(1)在降解过程中二氧化钛不挥发,不消耗,具有长效性,说明二氧化钛在化学反应前后,本身的质量和化学性质不变,但能够改变化学反应的速度,故起催化作用。
(2)该反应中,反应物有两种,而生成物只有一种,则该反应为化合反应。
解题突破
◆题型 氧气的制取及催化剂对反应速率影响探究
【例1】[2025·杭州上城区期中]某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。实验装置如图所示,夹持仪器已略去。
图1 图2
【猜想与假设】影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。
【实验记录】同学们进行6组实验,实验记录如下:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度/%
30
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积/mL
6
6
6
6
6
6
水槽中水的温度
20
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
—
—
—
—
0.5gNaCl
0.5gFeCl₃
60min内产生氧气的体积/mL
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
【解释与结论】
(1)得出“过氧化氢溶液的浓度越大分解速率越快”结论所依据的实验是_______(填序号)。
(2)通过实验①、②、④可得出的结论是_________________________________。
【反思与评价】
(3)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是_________________
______________________。
(4)某同学改用如图2所示装置代替气囊完成实验②,正确的实验操作顺序是___________。
a.将导管伸入量筒,开启控温加热器,滴入过氧化氢溶液
b.开启控温加热器,将导管伸入量筒,滴入过氧化氢溶液
c.开启控温加热器,滴入过氧化氢溶液,待导管口有连续、均匀气泡冒出时将导管伸入量筒
【答案】(1)③④(2)温度越高,过氧化氢分解速率越快
(3)相同时间内实验②产生氧气少,需要加热,水蒸气含量高(合理即可)(4)a
【解析】(1)③④过氧化氢的浓度不同,其余条件相同,故通过比较③④,可以得出“过氧化氢溶液的浓度越大分解速率越大”;
(2)通过实验①、②、④可以看出,温度越高,过氧化氢分解速率越大。
(3)在实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②,是因为相同时间内实验②产生氧气少而且反应需要加热导致水蒸气的含量高;
(4)某同学改用如图2所示装置代替气囊完成实验②,正确的实验操作顺序是将导管伸如量筒,开启控温加热器,滴入过氧化氢溶液。故选:a。
考点1 过氧化氢分解制氧气(含高锰酸钾制取氧气拓展)
1.小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取氧气。装置气密性良好,图甲中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液,燃烧匙内装有用无纺布包裹的二氧化锰,燃烧匙可以上下移动。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.实验中,利用图丙装置收集的氧气较纯净
B.实验时应先装试剂再检查装置气密性
C.为使收集的气体较纯净,应待图乙中导管口处连续且均匀冒出气泡后开始收集
D.若用图丙装置收集氧气,可将带火星的木条放在b导管口处验满
【答案】C
【解析】实验中,利用题图乙装置(排水法)收集的氧气较为纯净,A错误。实验时应先检查装置气密性再装入试剂,B错误。为使收集的气体较纯净,应待题图乙中导管口处连续且均匀冒出气泡后开始收集,C正确。氧气密度比空气大,用题图丙装置(向上排空气法)收集氧气,可将带火星的木条放在a导管口处验满,D错误。
2.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小。如图中的点表示的含义错误的是( )
A.𝑎点表示高锰酸钾的质量
B.𝑏点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C.𝑐点表示锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
D.𝑑点表示高锰酸钾完全分解
【答案】C
【解析】识图解题:
【关键点拨】解题的关键是明确实验室制取氧气的反应原理,正确分析变化的过程,注意分析坐标轴、曲线的起点和折点表示的意义及曲线变化趋势。
考点2 工业制氧气
3.如图为工业上分离液态空气法制氧气的示意图,下列说法正确的是( )
A.该分离过程是化学变化
B.说明液氧比液氮沸点低
C.该液体物质是纯净的氧气
D.此方法制氧气的原料来源广泛
【答案】D
【解析】液态空气分离过程中无新物质生成,属于物理变化,A错误。由题图可知,氮气先从液态空气中分离出来,说明液氮比液氧的沸点低,B错误。剩余液体物质由氧气、稀有气体等混合而成,属于混合物,C错误。该方法利用分离液态空气获得氧气,原料来源广泛,D正确。
【归纳总结】工业上用分离液态空气法制氧气,由于液氮沸点低,氮气先从液态空气中分离出来,剩余的物质主要是液氧。
考点3 催化剂和催化作用
4.某化学小组利用如图所示装置,探究过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用(①~⑦代表操作步骤)。
(1)操作步骤③中发生反应的文字表达式为__________________________。
(2)能够证明二氧化锰加快过氧化氢分解速率的实验现象是__________________。
(3)实验通过______的方法探究二氧化锰在过氧化氢分解过程中的作用。若实验最终得到结论:二氧化锰在该反应中作催化剂,起到了催化作用,则操作步骤⑥得到的称重结果___(填“>”“<”或“=”)0.2g。
(4)操作步骤⑦中的现象与操作步骤②③中的现象相同,说明________________。
(5)若操作步骤②中忘记加入二氧化锰,与原实验相比,反应结束后产生氧气的质量______(填“减少”“不变”或“增大”)。
【答案】(1)过氧化氢水+氧气
(2)操作步骤①中带火星的木条不复燃,操作步骤③中带火星的木条复燃
(3)对比;= (4)二氧化锰在化学反应前后化学性质不变 (5)不变
【解析】(1)操作步骤③中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气。
(2)操作步骤①中过氧化氢分解慢,较短时间内产生氧气少,带火星的木条不复燃,操作步骤③中二氧化锰能加快过氧化氢分解速率,短时间内产生大量氧气,带火星的木条复燃。
(3)实验通过对比的方法进行探究。二氧化锰在过氧化氢分解制氧气的反应中作催化剂,反应前后其质量和化学性质不变,故操作步骤⑥得到的称重结果等于0.2g。
(4)操作步骤⑦中的现象与操作步骤②③中的现象相同,说明二氧化锰在化学反应前后化学性质不变。
(5)催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变生成物的质量,故若操作步骤②中忘记加入二氧化锰,与原实验相比,反应结束后产生氧气的质量不变。
考点4 化合反应、分解反应
5.下列反应属于分解反应的是( )
A.氢气+氧气水
B.水氢气+氧气
C.黄泥水→黄泥+水
D.甲烷+氧气水+二氧化碳
【答案】B
【解析】氢气+氧气水,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,A错误;水氢气+氧气,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,B正确;黄泥水→黄泥+水,该过程没有新物质生成,属于物理变化,C错误;甲烷+氧气水+二氧化碳,该反应的反应物是两种,不符合“一变多”的特点,不属于分解反应,D错误。
【归纳总结】分解反应的特点可以概括为“一变多”,反应物只有一种;而混合物的“分离”属于物理变化,不属于分解反应。
6.下列符合图中阴影部分的化学反应的文字表达式的是( )
A.氨气+二氧化碳+水→碳酸氢铵
B.镁+氧气氧化镁
C.碳酸氢钙碳酸钙+二氧化碳+水
D.氢气+氧化铜铜+水
【答案】B
【解析】题图中阴影部分的化学反应既属于化合反应,又属于氧化反应。氨气+二氧化碳+水→碳酸氢铵,符合“多变一”的特征,属于化合反应,但没有氧气参与反应,不属于氧化反应;镁+氧气氧化镁,符合“多变一”的特征,属于化合反应,且该反应有氧气参与,属于氧化反应;碳酸氢钙碳酸钙+二氧化碳+水,不符合“多变一”的特征,不属于化合反应;氢气+氧化铜铜+水,不符合“多变一”的特征,不属于化合反应。故选B。
易错点:对催化剂的错误理解
7.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
B.加入二氧化锰催化剂,过氧化氢分解生成的氧气增多
C.催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变
D.过氧化氢分解反应中不加二氧化锰,化学反应不能发生
【答案】C
【解析】A.二氧化锰可以用作过氧化氢分解的催化剂,但对于其他化学反应不一定能起到催化作用,A错误;B.催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变生成物的质量,B错误;C.催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变,C正确;D.不加入催化剂反应也可以发生,只是反应速率较慢,D错误。
【易错警示】催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量。
1.以下用过氧化氢溶液制取氧气的部分实验操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加过氧化氢溶液 C.制取并收集氧气 D.检查氧气是否集满
【答案】C
【解析】A项装置中的长颈漏斗与外界相通,无法采用此方法检查该装置的气密性;B项倾倒液体试剂时,瓶塞要倒放;C项过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,选用固液常温型发生装置,氧气不易溶于水,可用排水法收集;D项验满时应将带火星的木条放在集气瓶口,而不是伸入瓶内。
2.在两个250mL的集气瓶内装入如图甲、乙所示的水量,放入水槽中用排水法收集氧气。然后将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中,观察到图甲集气瓶中木条不复燃,图乙集气瓶中木条复燃。下列有关说法中,错误的是( )
甲 乙
A.能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气
B.集气瓶中装入水量越多,最终收集到的氧气越纯净
C.图甲中,收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为30%
D.图乙中,收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为52.6%
【答案】C
【解析】题图乙集气瓶中收集到的不是纯净的氧气,木条能复燃,说明能使带火星的木条复燃的不一定是纯净的氧气,A正确。集气瓶中装入水量越多,则瓶中空气含量越少,最终收集到的氧气越纯净,B正确。空气中,氧气体积约占空气体积的21%,题图甲中,集气瓶内有75mL的水,则有 的空气,所以收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为,C错误。题图乙中,集气瓶内有 的水,则有 的空气,所以收集完成时,集气瓶内氧气的体积分数约为, 正确。
3.实验室常加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中的对应关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A项.高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,则高锰酸钾没有分解时,二氧化锰的质量为0,随着反应的进行,二氧化锰质量逐渐增加,当高锰酸钾完全分解后,二氧化锰的质量不再增加,A错误;
B、C项.高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,在高锰酸钾没有分解时,生成氧气的质量为零,随着反应的进行,氧气质量逐渐增加,当高锰酸钾完全分解后,氧气的质量不再增加,B、C错误;
D项.加热高锰酸钾制氧气,高锰酸钾没有分解时,只有高锰酸钾1种物质,高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,高锰酸钾未完全分解时,装置内共有4种物质(高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氧气),高锰酸钾完全分解后,装置内物质为锰酸钾、二氧化锰和氧气,共3种,D正确。
4.某同学利用过氧化氢溶液和二氧化锰做了下图实验,下列叙述不正确的是( )
A.步骤①③说明二氧化锰能加快过氧化氢分解
B.步骤①③的研究方法是对比实验法
C.不使用二氧化锰,过氧化氢也能反应生成氧气
D.实验能证明二氧化锰是反应的催化剂
【答案】D
【解析】①中没有二氧化锰,带火星的木条不复燃,③中加有二氧化锰,带火星的木条复燃,对比说明二氧化锰能加快过氧化氢分解;根据是否加入二氧化锰,带火星的木条能否复燃,进行对比实验;二氧化锰是催化剂,不使用二氧化锰时过氧化氢也可以发生反应,只是反应速率慢;该反应只证明了二氧化锰能改变反应速率,但没有证明反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变,不能说明二氧化锰为催化剂。
5.化合反应、氧化反应和分解反应的关系图如图,下列反应与其对应区域匹配正确的是( )
A.a区:甲烷+氧气水+二氧化碳
B.b区:碳+氧气二氧化碳
C.c区:水氢气+氧气
D.d区:大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水
【答案】B
【解析】
6.某同学在实验室选用了如下几种装置来制取气体。请将他们的制备过程补充完整。
(1)写出图中标有①②③的仪器的名称:①__________;②__________;③__________。
(2)用过氧化氢和二氧化锰来制取氧气,应选择的发生装置为__________(填字母,下同),选用装置能收集到较纯净的氧气。
(3)若收集某气体时只能选用E装置,则可推知该气体的性质可能有_________________。
(4)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。实验室里可加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物制取氨气,则制取氨气选用的装置组合为__________。
【答案】(1)铁架台 水槽 试管 (2) B D (3)密度比空气小,易溶于水(合理即可) (4)AE
【解析】(2)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,发生装置应选用固液常温型;用排水法收集的氧气较纯净。(3)若收集某气体时只能选用向下排空气法,则可推知该气体密度比空气小,不与空气中的成分反应,易溶于水或能与水反应等。(4)加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物制取氨气,发生装置选用固体加热型;氨气密度比空气小,极易溶于水,只能用向下排空气法收集。
7.某校研究性学习小组在实验室进行探究实验。他们准备用加热高锰酸钾的方法制取氧气并验证氧气的性质。
(1)指出图中所用仪器的名称:a________,b______,c________。
(2)装置图中有一些错误,请你为他们指出来:_________________________;______________________。
(3)用这种方法收集氧气时,当气泡________________________开始收集,收集满氧气后,应用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶______(填“正放”或“倒放”)在桌上。
(4)检验收集到的气体的方法:__________________________________________,则证明该气体是氧气。
(5)某同学改正错误后,在加热高锰酸钾制氧气的过程中,发现试管炸裂,请你帮他分析造成此后果的原因可能有__________________________;_____________(合理即可)
(6)实验室制取氧气大致可分为以下几个步骤:a.将高锰酸钾装入试管中,用带导管的橡胶塞塞紧试管口,并把试管固定在铁架台上;b.检查装置的气密性;c.点燃酒精灯给试管中的高锰酸钾加热;d.用排水法收集氧气;e.熄灭酒精灯;f.将导管从水槽中移出。正确的操作顺序是___(填序号)。
A.bacdfe B.abcdef C.bacdef D.abcdfe
【答案】(1)酒精灯;试管;铁架台 (2) (两空答案可互换)试管口没向下倾斜;试管口没有放一团棉花 (3)连续并比较均匀地放出时;正放 (4)将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃 (5)。试管外壁有水;试管底部与灯芯接触 (6)A
【解析】(1)题图中仪器分别是a酒精灯,b试管,c铁架台。
(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气时,试管口应稍微向下倾斜,试管口应放一团棉花。
(3)用排水法收集氧气时,当气泡连续并比较均匀地放出时,开始收集。收集满氧气后,应用玻璃片盖住集气瓶口,由于氧气的密度比空气大,应将集气瓶正放在桌上。
(4)检验收集到的气体的方法:将带火星的木条伸入集气瓶中,如果木条复燃,则证明该气体是氧气。
(5)试管炸裂可能的原因有试管底部与灯芯接触、加热时试管外壁有水、未给试管预热、收集完氧气先熄灭酒精灯再移出导管等。
(6)用高锰酸钾制氧气时的操作步骤:检查装置的气密性;将高锰酸钾装入试管中,用带导管的橡胶塞塞紧试管口,并把试管固定在铁架台上;点燃酒精灯给试管中的高锰酸钾加热;用排水法收集氧气;将导管从水槽中移出;熄灭酒精灯。故选A。
【易错警示】实验室用高锰酸钾制取氧气时,需要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而堵塞导管。
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