内容正文:
第1节第4课时氧气的制取
一、选择题
1.工业制氧气用分离液态空气法,先将空气液化,然后逐渐升温,关于这个过程的描述错误的是( )
A.有新物质氧气生成 B.利用了物质的沸点不同
C.先收集到的氮气沸点较低 D.属于物理变化
2.如图所示的实验操作中,正确的是( )
A.检查装置气密性 B.倾倒液体 C.氧气验满 D.量取液体的体积
3.下列关于实验室制取氧气的相关操作,解释错误的是( )
选项
实验操作
解释原因
A
将试管口略向下倾斜
防止水槽中的水倒流回试管,试管炸裂
B
伸入试管的导管不宜过长
防止导管过长,不利于氧气导出
C
待导管口有连续均匀气泡冒出时收集气体
排尽装置内空气
D
收集满氧气的集气瓶正放到桌面上
氧气的密度比空气的密度大
4.实验室用加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集的主要操作步骤如下:①点燃酒精灯,先使试管均匀受热,然后对准药品部位加热;②将药品装入试管,用带导管 的单孔橡皮塞塞紧试管;③收集完毕,将导管从水槽中取出;④检查装置的气密性;⑤用排水法收集氧气;⑥将试管固定在铁架台上;⑦熄灭酒精灯.其中正确的操作顺序是( )
A.④②⑥①⑤③⑦ B.②④⑥①⑤③⑦
C.④②⑥①⑤⑦③ D.②④⑥①⑤⑦③
5.用高锰酸钾制取氧气,不需要的仪器有( )
A.试管 B.酒精灯 C.陶土网 D.铁架台
6.工业制取氧气的主要步骤,将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作:
下列有关说法正确的是( )
A.以上步骤①②③涉及有化学变化 B.氮气的沸点比氧气的沸点高
C.上述变化中,气体分子结构没变 D.蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物
7.下列有关实验室制取氧气与工业制取氧气的比较﹐叙述正确的是( )
A.生产原料不同 B.得到的产物完全不同
C.都发生化学变化 D.制取条件相同
8.如图是工业分离液态空气制取氧气的有关流程,下列说法不正确的是( )
A.用带火星的木条可以区分空气、氧气和氮气
B.空气中含有大量氧气,其体积分数大约为21%
C.气体通过膜分离器进入氧气储罐的过程中未发生化学变化
D.上述制取氧气的方法主要是利用液态纯净物沸点不同这一性质
9.实验室用过氧化氢制取氧气,为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解快慢的不同影响,用如图1装置进行实验。测得氧气体积分数随时间变化情况如图2。下列说法正确的是( )
A.实验前要检查图1装置气密性 B.图2初始时氧气的体积分数为0
C.使用催化剂会增加制取氧气的质量 D.对过氧化氢分解较快的催化剂是氧化铁
10.按如图所示进行实验,容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中正确的是( )
A.过氧化氢分解生成氢气和氧气
B.产生的泡沫可用于灭火
C.催化剂加入后,过氧化氢分解产生氧气的速率和质量都增加
D.反应前后催化剂的质量和化学性质相同
11.下列实验操作中的“先”与“后”顺序不正确的是( )
A.给试管加热时,先使试管底部均匀受热,再用酒精灯外焰固定加热
B.加热高锰酸钾制氧气实验结束应先熄灭酒精灯再从水槽中移出导管
C.实验室制取气体时先检查装置的气密性再加入药品
D.排水法收集氧气时,先盖玻璃片,再从水中拿出集气瓶正放桌上
12.下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是( )
A B C D
A.加热一定量高锰酸钾制取氧气
B.向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
C.密闭容器中燃烧一定量红磷
D.加热一定量高锰酸钾固体
13.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
二、填空题
14.氧气性质比较活泼,能支持燃烧
(1)如何验证一瓶无色气体是氧气 。
(2)加热高锰酸钾制取氧气时,试管口放棉花的作用 。
(3)加热固体制取氧气时,试管口略向下倾斜的原因 。
15.便携式制氧机是一些有特殊需求家庭制备氧气的设备,某化学制氧机的原理见图1,用该制氧机制氧时,在反应仓中先加入适量水,然后加入过碳酸钠(Na2CO3·H2O)粉末和二氧化锰。过碳酸钠加水会溶解,并分解生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰的 作用下产生氧气,反应仓内有大量气泡、变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)图1中加湿过滤仓不仅可以过滤杂质、将氧气冷却,还能利用氧气 溶于水的性质,使氧气变得湿润;而且根据 来判断产生氧气的速率。
(2)小组同学将自制的塑料简易家用制氧机在原版本的基础上经历了如图2所示的迭代优化,请写出改进后装置的一个优点 。
三、实验探究题
16.科学兴趣小组对“大象牙膏”趣味实验进行了探究。
任务一:“大象牙膏”的实验原理
【实验原理】如图所示,过氧化氢溶液与发泡剂(洗洁精)在催化剂作用下迅速分解放出大量氧气,使发泡剂膨胀喷涌而出。
(1)下列说法正确的是 (填序号)。
A.产生的泡沫可用于灭火 B.加入催化剂可以使生成物的质量增加
C.没有催化剂,过氧化氢不会分解 D.反应前后,催化剂的化学性质相同
任务二:探究“大象牙膏”喷射形成的条件
【实验探究】以“泡沫喷出瓶口所用的时间”为标准,阿妍同学设计了以下实验:在同样规格的锥形瓶中,分别加入10mL过氧化氢溶液、5滴洗洁精、4mL催化剂溶液,完成实验,记录如表。
序号
催化剂
催化剂浓度/%
质量分数/%
实验温度
“牙膏”喷出瓶口所用的时间/s
①
氯化铁
10
10
20
48
②
高锰酸钾
10
x
20
5
③
酵母
10
10
20
10
④
酵母
5
10
20
42
⑤
酵母
10
10
40
3
(2)【解释与结论】实验①、②、③是探究催化剂种类对“牙膏”喷射效果的影响,则表中x的值为 。
(3)对比实验 (填实验序号),可知催化剂浓度会影响“牙膏”喷射效果。
(4)通过上表分析,缩短“牙膏”喷出瓶口所用时间可采取的措施有 (任写一条)。
(5)【反思与评价】实验②结束后,阿妍观察到锥形瓶内有黑色固体产生,溶液的紫红色褪去,经检验该黑色物质为二氧化锰,由此她判断高锰酸钾不是过氧化氢分解的催化剂,理由是 。
17.某兴趣小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。
(1)基础实验:实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液,以及如图仪器。
请回答下列问题:
①图1中仪器①的名称是 。
②利用高锰酸钾制取纯度较高的氧气应选择的装置组合是 (填字母序号),该反应的文字(或符号)表达式为 。
(2)探索制氧气的新方法:为探索制氧气的新方法,小福同学不能选用制取氧气的是 (填序号)。
A.CH4 B.KClO3 C.NaCl D.CaO2
(3)变压吸附法制氧气:利用变压吸附技术,以分子筛为吸附剂制取氧气。
由图3、图4可知:过程1和过程2交替进行,可连续生产大量高纯度氧气。
过程1中,空气通过分子筛吸附材料时, 填“氮”或者“氧”分子更容易被吸附;过程2中,采用 方法,能使被吸附的气体释放出去此过程称为解吸,分子筛吸附材料恢复吸附能力。
(4)探究氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果:
③实验步骤:1、取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g粉末状二氧化锰混合;取10mL、4%过氧化氢溶液与 g粉末状氧化铜混合;
2、利用注射器收集两次实验得到的氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。④通过图2得出的结论是 。
⑤请写出氧化铜催化过氧化氢溶液分解制氧气的文字(或符号)表达式 。
⑥实验过程中发现U型管内右侧液面上升,原因是该反应 (填“放热”或“吸热”)。
18.气体的实验室制取是学生必备的基本实验技能。请根据下列装置图回答问题。
(1)写出图中标号的仪器名称:② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置是 (填字母)。
(3)若用装置D排空气法收集氧气,气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)实验甲为验证氧气性质的实验,瓶底留有水的作用是 。
答案:
1.A 2.D 3.A 4.A 5.C 6.C 7.A 8.A 9.A 10.D 11.B 12.B 13.B
14.(1)用带火星的木条伸入盛有该气体的集气瓶中,若复燃则是氧气(2)防止高锰酸钾颗粒堵塞导管(3)固体中含有一定量的水份,管口略向下可以避免水蒸气冷凝倒流炸裂试管底部
15.催化;不易;产生气泡的快慢;方便携带(或结构简单、节约材料等合理即可)
16.(1)D(2)10(3)③④(4)增大催化剂溶液浓度或升高温度(5)催化剂在反应前后不发生变化
17.(1)铁架台;A、E;(或)(2)A;C(3)氮;降低压强(4)0.2;相同条件下,二氧化锰催化效果比氧化铜好;过氧化氢水氧气(或);放热
18.(1)集气瓶(2)A(3)a(4)防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
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