第12讲 氧气的实验室制取（暑假预习讲义）新九年级化学新教材鲁教版

第12讲 氧气的实验室制取 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握实验室制取氧气的三种方法（过氧化氢分解、高锰酸钾加热分解、氯酸钾加热分解）的反应原理，能正确书写文字表达式与符号表达式； 2. 理解实验室制取气体的一般思路，能根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置； 3. 掌握催化剂的概念与“一变二不变”特点，理解催化作用，能辨析催化剂相关的常见误区； 4. 掌握过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的完整实验步骤、操作要点及安全注意事项，能进行基础的误差分析； 5. 学会氧气的检验与不同收集方式下的验满方法，能规范描述实验操作与现象； 6. 对比三种实验室制氧方法的优缺点，能根据实际需求选择合适的制氧方案。 预习重点 1. 实验室制取氧气的三种反应原理；发生装置与收集装置的选择依据； 2. 催化剂的概念、特点与催化作用； 3. 高锰酸钾、过氧化氢制氧气的实验步骤与操作注意事项。 预习难点 1. 构建实验室制取气体的一般思路，根据题目情境灵活选择实验装置； 2. 催化剂“一变二不变”的深度理解与实验验证逻辑； 3. 实验操作的误差分析，以及安全注意事项的原理推导。 情｜境｜启｜思 想象这样一个场景：偏远山区的医院因突发断电，医用供氧系统停止工作，危重病人的生命危在旦夕。如果此刻你就在现场，手边只有实验室常见的化学药品和仪器，你能否快速设计出一套安全可行的制氧方案，为病人争取生机？ 氧气是生命赖以生存的基础，工业上我们可以通过分离液态空气的方法大量制取氧气，但在实验室中，我们需要更简便、快速的方法制取少量纯净的氧气。选择什么药品？需要什么反应条件？用什么装置收集？如何验证制得的气体就是氧气？这些都是制取气体时必须系统思考的问题。 请大家带着下面的问题，开启本节课的学习： 实验室制取氧气可以选择哪些药品？这些药品在元素组成上有什么共同特点？ 同样制取氧气，为什么过氧化氢和高锰酸钾使用的发生装置完全不同？选择发生装置的核心依据是什么？ 二氧化锰在过氧化氢分解反应中起到了什么作用？反应前后它本身的质量和性质发生变化了吗？ 收集氧气可以用哪些方法？选择收集方法的依据是什么？不同方法收集的气体有什么差异？ 用高锰酸钾制取氧气结束后，为什么必须先把导管移出水面，再熄灭酒精灯？操作颠倒会造成什么后果？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 实验室制取氧气的反应原理 1.实验室制取气体选择药品的基本原则 ① 反应物必须含有目标元素（制氧则必须含氧元素）； ② 反应条件温和，操作简便安全； ③ 反应速率适中，便于收集； ④ 产物纯净，无污染。 2.实验室制取氧气常用的三种方法 （1）过氧化氢分解法（固液常温型） 药品：过氧化氢溶液（俗称双氧水）、二氧化锰 反应条件：常温，二氧化锰作催化剂 文字表达式： 符号表达式： （2）高锰酸钾加热分解法（固固加热型） 药品：高锰酸钾（紫红色固体） 反应条件：加热 文字表达式： 符号表达式： （3）氯酸钾加热分解法（固固加热型） 药品：氯酸钾（白色晶体）、二氧化锰 反应条件：加热，二氧化锰作催化剂 文字表达式： 符号表达式： 3工业制氧 工业上大量制取氧气采用分离液态空气法，利用液氮和液氧的沸点不同，通过降温加压使空气液化，再升温分离，属于物理变化。 【特别提醒】 1.根据质量守恒定律，制取氧气的反应物必须含有氧元素，不含氧元素的物质（如氯化钠）一定不能用于制氧。 2.三种实验室制氧方法均属于分解反应；符号表达式只需写出反应物、生成物和反应条件，不需要配平。 3.工业制氧是物理变化，实验室制氧是化学变化，二者本质不同，注意区分，考试中常设置混淆选项。 【例1】选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是（    ） A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 【答案】D 【详解】A、在选择制作简易供氧器的反应原理时，原料是否价廉易得是很重要的因素。如果原料昂贵或难以获取，会增加制作成本和难度，不利于实际应用。例如，选择过氧化氢溶液和二氧化锰作为原料制取氧气，过氧化氢溶液价格相对较低且容易购买，符合价廉易得的要求。所以该因素需要考虑，不符合题意。 B、必须确认生成的是氧气，且适合呼吸（无毒、助燃等），需考虑，不符合题意。 C、反应速率是否适中非常关键。如果反应速率过快，可能导致气体产生过于迅速，难以控制，甚至可能引发安全问题；如果反应速率过慢，则不能及时提供足够的氧气。例如，过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，通过控制二氧化锰的用量等可以使反应速率适中，满足简易供氧器的需求。所以该因素需要考虑，不符合题意。 D、对于简易供氧器并非必需因素，因紧急情况下可接受一定杂质，且纯度可通过简单方法改善，而非选择反应原理时的关键考量，符合题意。 故选D。 【即练1】现有下列反应：①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；②氧化汞汞+氧气；③硝酸铵水+氮气+氧气；④过氧化氢水+氧气。其中适用于实验室制取氧气的是 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】C 【详解】实验室制取气体的要求：反应条件易达到，不能生成目标气体之外的气体，反应物易得，尽量环保等；反应②时间长、能耗大且生成有毒物质汞，反应③中除氧气生成外还有氮气生成，因此②③不适用于实验室制取氧气，故适用于实验室制取氧气的是①④，故选：C。 【即练2】欲在实验室制取某气体时，下列因素中不需要考虑的是 A．药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C．操作简便易行，安全可靠，节能环保 D．所要制取气体的颜色和气味 【答案】D 【详解】A、实验室制取气体，首先得有合适的药品。药品容易获得，才能保证实验可进行，并且这些药品要能通过反应生成所要制取的气体，这是制取气体的基础，不符合题意。 B、反应条件易于控制很重要，比如有的反应需要加热，有的在常温下即可，如果条件难控制，实验就不好操作。反应速率也得适中，速率太快，气体来不及收集；速率太慢，实验效率太低，不符合题意。 C、操作简便易行，能让实验在常规实验室条件下顺利开展；安全可靠是为了保障实验人员和设备的安全；节能环保符合现代实验的理念和要求，不符合题意。 D、所要制取气体的颜色和气味，只是气体本身的物理性质，不会影响气体的制取过程，比如制取氧气，不管氧气是无色无味的，制取方法都是根据反应原理、条件等确定，符合题意。 故选D。 知识点02 实验装置的选择与实验操作 实验室制取气体的完整装置分为发生装置和收集装置两部分，分别依据不同原则选择。 1. 发生装置的选择 （1）选择依据：反应物的状态 + 反应条件 固液常温型：反应物为固体+液体，反应不需要加热 适用反应：过氧化氢催化分解制氧气 （2）常见装置类型： 实验装置图 反应物状态 固体+固体 固体+液体 反应条件 加热 不加热 适用制取 的气体 ①加热高锰酸钾制氧气 ①过氧化氢分解制氧气 ②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 2. 收集装置的选择 选择依据：气体的密度、溶解性，以及是否与水、空气发生反应 收集方法 排水法 排空气法 装置图 适用范围 不易溶于水或难溶于水的物质 所收集的气体不与空气中的物质反应，且密度与空气相差较大 密度比空气大的气体 密度比空气小的气体 优点 收集的气体纯度较高，但不干燥 收集的气体较干燥，但纯度不高 注意 事项 A.最佳收集时间：当导管口气泡连续且均匀冒出时； B．导管不能伸入集气瓶口过长，过长不利于气体排出； C．集满O2的集气瓶应正 放在桌面上 导管应伸到集气瓶的底部，防止收集的气体不纯。 3. 过氧化氢制取氧气的实验步骤 ① 查：连接仪器，检查装置的气密性； ② 装：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橡胶塞； ③ 加：向分液漏斗中加入过氧化氢溶液； ④ 收：打开分液漏斗活塞，待导管口产生连续、均匀的气泡时，再将导管伸入集气瓶开始收集； ⑤ 验满：排水法看到集气瓶口有大气泡向外冒出时，说明已集满； ⑥ 放置：在水下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。 4. 高锰酸钾制取氧气的实验步骤 可谐音记忆为口诀：茶庄定点收利息（查、装、定、点、收、离、熄） ① 查：连接仪器，检查装置气密性； ② 装：将高锰酸钾装入试管底部，在试管口塞一团棉花； ③ 定：将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜； ④ 点：点燃酒精灯，先预热试管，再对准药品部位集中加热； ⑤ 收：待导管口气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气； ⑥ 离：实验结束后，先将导管从水槽中移出； ⑦ 熄：最后熄灭酒精灯。 5. 氧气的检验与验满 （1）检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明该气体是氧气。 （2）验满： ①排水法：当集气瓶口有大气泡向外冒出时，证明氧气已收集满； ②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。 【特别提醒】 1.发生装置只与反应物状态和反应条件有关，与生成物无关；收集装置只与气体本身的性质有关，与制取方法无关。 2.长颈漏斗末端必须伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出；分液漏斗不需要液封，且可以通过控制液体滴加速率来控制反应速率。 3.排空气法收集气体时，导管必须伸到接近集气瓶瓶底，便于将瓶内空气彻底排出，提高气体纯度。 4.排水法收集时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，不能立即收集，必须等气泡连续均匀冒出时再收集，否则会导致收集的氧气不纯。 5.高锰酸钾制氧时，试管口塞棉花是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管；试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。 6.实验结束“先移导管，后熄灯”是核心安全要点：若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、气压减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管炸裂。 【例2】下图是实验室用过氧化氢溶液制取并收集氧气的装置图。下列说法正确的是 A．过氧化氢溶液不需要条件即可快速分解制得大量氧气 B．可以将长颈漏斗口换成漏斗 C．集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放在实验桌上 D．观察到导气管口有气泡冒出时立即开始收集氧气 【答案】C 【详解】A. 过氧化氢在常温下分解速率极慢，需要二氧化锰等催化剂才能快速分解产生大量氧气，A错误。 B. 实验时长颈漏斗下端需伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从漏斗逸出；普通漏斗颈部过短，无法实现液封，不能替换长颈漏斗，B错误。 C. 氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放，C正确。 D. 反应刚开始时导管口冒出的气泡是装置内原有的空气，立即收集会导致所得氧气不纯净，需要等气泡连续、均匀冒出时再开始收集，D错误。 【即练3】如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是 A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性 B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气 C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色 D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热 【答案】C 【详解】A.制取气体的操作顺序是先检查装置气密性，确认气密性良好后再装入药品，A操作顺序错误。 B.排水法收集氧气时，导管口刚开始冒出的气泡是装置内的空气，需等气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯，B错误。 C.图示装置试管口没有放置棉花，加热时高锰酸钾粉末会随气流通过导管进入水槽，高锰酸钾溶于水呈紫红色，因此水槽中的水会变为紫红色，C正确。 D.加热试管时需先对试管整体预热，再对准试剂部位加热，直接局部加热会导致试管受热不均发生炸裂，D错误。 【即练4】下列实验室制取氧气及检验的操作错误的是 A．检查气密性 B．制取 C．收取 D．检验 【答案】C 【详解】A、检查该装置气密性时，关闭弹簧夹后向长颈漏斗加水，若长颈漏斗内液面高度稳定不变，说明装置气密性良好，操作正确。 B、固液不加热制气装置中，长颈漏斗下端必须浸没在液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出，操作正确。 C、排水法收集氧气时，集满后在水下盖好玻璃片再将集气瓶移出水面，防止气体逸出，操作错误。 D、氧气有助燃性，检验时将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃即可证明是氧气，操作正确。 知识点03 催化剂与催化作用 1. 实验探究：二氧化锰对过氧化氢分解的作用 （1）取A、B两支试管进行对比实验： 实验1：向A试管中加入3~5mL过氧化氢溶液，将带火星木条伸入试管口，木条不复燃。说明常温下过氧化氢分解速率很慢，产生的氧气很少。 实验2：向B试管中加入少量二氧化锰粉末，将带火星木条伸入试管口，木条不复燃。说明二氧化锰本身常温下不能产生氧气。 实验3：将A试管中的过氧化氢溶液倒入B试管中，木条复燃。说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。 实验4：待B试管中无明显现象后，倒出上层液体，再加入过氧化氢溶液，木条再次复燃。重复多次仍有相同现象，说明反应前后二氧化锰的化学性质没有改变。 （2）实验验证：反应后将二氧化锰过滤、干燥、称量，发现质量与反应前完全相等。 2. 催化剂与催化作用 （1）催化剂定义：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。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 3. 催化剂的核心特点：一变二不变 （1）一变：改变其他物质的化学反应速率（包括加快和减慢，不只是加快）。 （2）二不变：化学反应前后，催化剂本身的质量不变，化学性质不变。 4. 常见认知误区 （1）催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的总质量，生成物质量由反应物的质量决定。 （2）催化剂不是反应物，也不是生成物，书写表达式时要写在箭头上方。 （3）催化剂具有专一性：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，但不是所有反应的催化剂；同一个反应也可以有多种催化剂（如硫酸铜、氧化铁也能催化过氧化氢分解）。 【特别提醒】 1.“改变速率”包括加快和减慢，不能片面理解为“加快反应速率”；减慢反应速率的催化剂也叫负催化剂。 2.“二不变”特指质量和化学性质不变，催化剂的物理性质可能发生改变，比如颗粒大小、状态等。 3.验证某物质是某反应的催化剂，必须同时验证三点：能改变反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变，三者缺一不可。 4.催化剂不会改变反应的最终结果，只是改变了到达结果的快慢，不影响生成物的总质量。 【例3】室温下，进行如下实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验①和②，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验①和③，探究对分解速率的影响 C．对比实验①和⑤，探究温度对分解速率的影响 D．对比实验③和④，探究和对分解速率影响的程度 【答案】C 【详解】A.实验①和②仅浓度不同，其余条件（溶液体积、温度、无催化剂）均相同，可探究浓度对分解速率的影响，说法正确。 B.实验①和③仅是否加入不同，其余条件均相同，可探究对分解速率的影响，说法正确。 C.实验①为室温无催化剂，若要探究温度影响，对比实验需仅温度不同、其余条件完全一致，该组对比还存在是否加入催化剂的差异，说法错误。 D.实验③和④仅催化剂种类不同，其余条件（浓度、体积、温度、催化剂质量）均相同，可比较两种催化剂对过氧化氢分解速率的影响，说法正确。 【即练5】下列有关催化剂的说法中，正确的是 A．能改变化学反应速率 B．在化学反应后其质量减小 C．能增加生成物的质量 D．在化学反应后其化学性质发生了变化 【答案】A 【详解】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化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂。催化剂的核心性质可总结为“一变两不变”：“一变”指能改变化学反应速率（可加快、可减慢）；“两不变”指化学反应前后，催化剂自身的质量、化学性质均不改变。催化剂不影响生成物的最终质量。 A.正确； B.反应前后催化剂质量不变，错误； C.催化剂不能改变生成物的质量，错误； D.反应前后催化剂化学性质不变，错误。 【即练6】实验小组同学们利用如图装置进行探究实验。有关分析正确的是 A．图甲实验观察到有大量气泡产生 B．图乙实验产生气体量比甲更多 C．图乙实验前后二氧化锰质量不变 D．实验中产生的气体具有可燃性 【答案】C 【详解】A.常温下过氧化氢自然分解速率极慢，不会产生大量气泡，错误。 B.二氧化锰是该反应的催化剂，仅能加快反应速率，不改变生成物的质量，甲、乙中过氧化氢质量相等，最终产生氧气的质量相同，错误。 C.催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不改变，因此实验前后二氧化锰质量不变，正确。 D.反应生成的气体是氧气，氧气具有助燃性，没有可燃性，错误。 1．下列关于的制取、验满及性质实验操作错误的是 A．制备 B．收集 C．验满 D．助燃性 【答案】B 【详解】A. 加热高锰酸钾制氧气，试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流使炸裂试管，管口放棉花可避免固体粉末进入导管，用外焰加热，操作正确。 B. 氧气密度大于空气，用该万能瓶排空气法收集时，应遵循“长进短出”的原则，从长导管通入氧气才能将瓶内空气排出，图中从短导管通入，无法收集到氧气，操作错误。 C. 氧气验满时将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃即证明集满，操作正确。 D. 铁丝在氧气中燃烧时，瓶底预先放少量水，可防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，操作正确。 2．实验室制氧气有以下操作，操作顺序正确的是 ①撤去酒精灯②将仪器固定在铁架台上③检验装置的气密性④给装入药品的试管加热⑤收集气体⑥撤出伸入水中的导气管⑦装入高锰酸钾，用带导管的橡皮塞塞紧试管口 A．⑦③②④⑤⑥① B．③⑦②④⑤⑥① C．③⑦②④⑤①⑥ D．⑦③④②⑤⑥① 【答案】B 【详解】实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤口诀：查、装、定、点、收、离、熄 ③检验装置的气密性（查） ⑦装入高锰酸钾，用带导管的橡皮塞塞紧试管口（装） ②将仪器固定在铁架台上（定） ④给装入药品的试管加热（点） ⑤收集气体（收） ⑥撤出伸入水中的导气管（离） ①撤去酒精灯（熄） 正确顺序：③⑦②④⑤⑥①，对应选项 B。 3．排水集气法收集氧气的装置如图所示。下列有关操作或说法正确的是 A．导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集 B．瓶内水排完后，拿出水面再用玻璃片盖住瓶口 C．集气瓶移出水槽后，倒放在实验台上 D．排空气法比该方法收集到的氧气更纯净 【答案】A 【详解】A.反应刚开始排出的气泡是装置内的空气，待导管口气泡连续均匀冒出时，排出的才是纯净氧气，此时开始收集可避免收集的氧气混有空气，操作正确。 B.瓶内水排完后，需要在水下就用玻璃片盖住瓶口，再拿出水面；如果拿出水面后再盖玻璃片，空气会进入集气瓶导致氧气不纯，操作错误。 C.氧气密度大于空气（），集气瓶移出水槽后应正放在实验台上，倒放会导致氧气逸散，操作错误。 D.排水法收集的氧气纯度高于排空气法，排空气法易残留空气，说法错误。 4．实验小组设计了过氧化氢溶液制取氧气的实验装置，下列关于该实验的说法正确的是 A．不需要检查装置气密性 B．集气瓶内不需要装满水 C．该实验可控制反应速率 D．还可用向下排空气法收集 【答案】C 【详解】A.所有制取气体的实验，操作前都必须检查装置气密性，防止漏气影响实验，A错误。 B.图示为排水法收集氧气，集气瓶必须装满水，否则会使收集的氧气混有空气、纯度降低，B错误。 C.装置中的分液漏斗可控制过氧化氢溶液的滴加速率，进而控制反应物接触量，实现对反应速率的控制，C正确。 D.氧气密度大于空气，需用向上排空气法收集，不能用向下排空气法，D错误。 5．在“实验室用高锰酸钾制取氧气”的实验中，下列操作正确的是 A．检查气密性 B．取用高锰酸钾 C．发生装置 D．收集装置 【答案】B 【详解】A.该装置带有长颈漏斗，检查气密性时未封闭长颈漏斗，手握试管加热时，气体会从长颈漏斗逸出，无法在导管口观察到气泡，不能检验气密性，操作错误。 B.高锰酸钾是粉末状固体，取用粉末状药品的操作是：将试管横放，用纸槽/药匙把药品送至试管底部，再竖起试管，图示操作符合规范，操作正确。 C.高锰酸钾制氧气是固体加热反应，为防止加热产生的冷凝水倒流炸裂试管，试管口需要略向下倾斜，且在试管口放一团棉花，图示试管口向上倾斜，操作错误。 D.用排水法收集氧气时，氧气密度远小于水，应该短管进气、长管排水，图示为长管进气，氧气会从短管逸出，无法收集到氧气，操作错误。 6．实验室用高锰酸钾制取氧气，下列操作规范且安全的是 A．连接仪器：将试管抵住实验台、塞紧橡胶塞 B．加热试管：先预热，再对准试剂固定加热 C．结束实验：先把集气瓶拿出水槽，再盖上玻璃片 D．清洗整理：加热后的试管，立即用冷水清洗 【答案】B 【详解】A.将试管抵住实验台塞橡胶塞，易导致试管受压破裂，正确操作是手持试管、远离桌面塞塞子，操作错误。 B.加热试管时先预热可使试管均匀受热，避免局部温差过大炸裂，再对准试剂部位固定加热，操作规范安全。 C.排水法收集氧气结束，应先在水下盖上玻璃片，再将集气瓶拿出水槽，否则氧气会逸散，操作错误。 D.加热后的试管立即用冷水清洗，会因冷热骤变导致试管炸裂，需冷却至室温后再清洗，操作错误。 7．实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置如图所示，以下说法正确的有几项 ①试管口放一团棉花可以防止加热时，试管内的粉末状物质进入导管 ②实验步骤可以简化为“查、装、定、点、收、熄、移” ③用排水法制取氧气因为氧气难溶于水 ④当集气瓶口出现1个大气泡时说明氧气已集满 ⑤集满氧气的集气瓶取出水槽后要倒立在实验台上 ⑥排水法收集氧气时，导管要伸入集气瓶底部 A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 【答案】A 【详解】 ①正确：高锰酸钾是粉末状固体，加热时易随气流飞溅，试管口的棉花可阻挡粉末进入导管堵塞导管。 ②错误：高锰酸钾制氧气的正确步骤是“查、装、定、点、收、移、熄”，必须先将导管移出水面再熄灭酒精灯，防止水倒吸炸裂试管，题目中“熄、移”顺序颠倒。 ③错误：氧气的溶解性是不易溶于水，不是难溶于水，二者溶解程度不同，描述错误。 ④错误：排水法收集氧气时，集气瓶口有大量气泡向外冒出才说明氧气集满，1个气泡不能证明集满。 ⑤错误：氧气密度比空气大，集满氧气的集气瓶取出后应正放在实验台上，倒立会导致氧气逸出。 ⑥错误：排水法收集氧气时，导管只需放在集气瓶口即可，只有排空气法收集时才需要导管伸入集气瓶底部。 综上只有1个说法正确，答案选A。 8．制取氧气并做木炭在氧气中燃烧的实验如图所示。下列说法正确的是 A．试管口放置棉花团是为了吸收水蒸气 B．有气泡冒出即可收集气体 C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．试管口略向下倾斜是防止冷凝水倒流 【答案】D 【详解】A.试管口放置棉花团的作用是防止加热时固体粉末进入导管，而非吸收水蒸气，故A错误； B.排水法收集气体时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，需等气泡连续、均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯，故B错误； C.红热木炭应缓慢从集气瓶口向下伸入，若迅速伸到瓶底，燃烧放热会使集气瓶上部的氧气受热逸出，导致木炭燃烧时间短、现象不明显，故C错误； D.试管口略向下倾斜，可避免加热时产生的冷凝水倒流回热的试管底部，防止试管炸裂，故D正确。 9．如图分别是实验室用高锰酸钾、过氧化氢制取氧气的装置。完成该实验的操作中，不正确的是 A．装药品后检查装置的气密性 B．加热时用酒精灯火焰先对试管预热 C．均需检查装置的气密性 D．均可用带火星木条检验气体 【答案】A 【详解】A. 实验室制取气体时，需先检查装置气密性，确认装置不漏气后再装药品，错误。 B. 加热试管时先对试管预热，可防止试管因受热不均发生炸裂，正确。 C. 两种制取氧气的实验都有气体生成，实验前均需检查装置气密性，防止气体泄漏，正确。 D. 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此两种方法制得的氧气均可用带火星木条检验，正确。 10．氧气是人类赖以生存的资源。下列关于氧气的实验室制取及性质的说法中，正确的是 A．用排水法收集氧气，有连续均匀放出气泡时开始收集 B．铁丝能在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁 C．硫在氧气中燃烧时，集气瓶底部放少量水是为了吸收热量 D．过氧化氢制取氧气时，加入二氧化锰的量越多，生成氧气的量越多 【答案】A 【详解】A.排水法收集氧气时，最初放出的气泡是装置内残留的空气，立即收集会导致收集到的氧气不纯，待气泡连续均匀冒出时再收集才能得到较纯净的氧气，A正确。 B.铁丝无法在空气中燃烧，仅能在纯氧中剧烈燃烧、火星四射，生成四氧化三铁，B错误。 C.硫燃烧生成有毒的二氧化硫气体，集气瓶底部放少量水的核心目的是吸收二氧化硫，防止空气污染，不是为了吸收热量，C错误。 D.二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，催化剂仅改变化学反应速率，不改变生成物的质量，生成氧气的质量由反应物过氧化氢的量决定，与二氧化锰用量无关，D错误。 11．氧气的实验室制取 (1)反应原理 ①高锰酸钾制取氧气：___________。 ②过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气：___________。 (2)实验装置 ①发生装置 选用试剂 选择依据 发生装置 装置特点 原因分析 反应物状态 发生条件 固体 加热 试管口略向下倾斜 ___________ 试管口放一团棉花 ___________ 和 固体和液体 常温(不需要加热) 长颈漏斗下端口伸入液面以下 ___________ ②收集装置 选择依据(氧气的性质) 收集方法 收集装置 装置特点 原因分析 氧气___________溶于水且不和水反应 排水法(较纯净) 导管不要伸入集气瓶太长 ___________ 氧气密度比空气___________且不与空气成分反应 向上排空气法 (较干燥) 导管应伸到集气瓶底部 ___________ (3)实验步骤 实验室用高锰酸钾制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管；②连接仪器，检查装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡胶塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水槽中取出。 ①正确的操作顺序为___________。 ②收集氧气的最佳时机为：当导管口有___________时开始收集(目的是___________)。 ③实验结束时，应先撤离导管，再熄灭酒精灯的原因是___________。 (4)检验与验满 检验 验满 将___________伸入集气瓶___________，若木条___________，说明为氧气 将___________靠近集气瓶___________，若木条___________，证明氧气已收集满 集气瓶瓶口一侧有较大气泡放出 实验改进创新 (5)装置对比改进 同学们在使用图1中A装置制取氧气时，发现锥形瓶内反应较剧烈，此时可将长颈漏斗更换为分液漏斗(如B装置)，改进过后B装置的优点是___________，你还可以选择什么仪器：___________(填一种)。 跨学科实践——制作简易制氧装置 (6)某化学兴趣小组的同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧机，如图2所示。 ①过滤仓中的水除了有过滤杂质的作用外，还起到的作用是___________(填序号)。 a．加快的生成  b．降低的温度   c．可以通过观察气泡冒出的快慢来判断生成的速率 ②为了调控供氧流速，可进行的操作或改进是___________。 ③结合实验室制取氧气的方法，除了考虑到试剂的价格、制氧气反应的难易与安全性等因素，你认为应考虑的其他因素有___________(至少写一点)。 【答案】(1) (2) 防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管破裂 防止高锰酸钾粉末进入导管 形成液封，防止产生的氧气从长颈漏斗口逸出 不易 便于将集气瓶内的水排尽 大 排尽集气瓶内的空气，使收集到的氧气较纯净 (3) ②③①④⑥⑤ 连续、均匀的气泡冒出 排尽装置内的空气，使收集到的氧气较纯净 防止水槽中的水倒吸进入热的试管，使试管破裂 (4) 带火星的木条 内 复燃 带火星的木条 口 复燃 (5) 可以控制反应速率，得到平稳的氧气流 注射器 (6) bc 在反应仓增加注射器，控制液体的滴加速率 反应物选择含有氧元素的物质或考虑实验过程对环境的影响；实验所需仪器的规格、性能；实验试剂的浓度、用量等 【详解】（1）①高锰酸钾制取氧气： ； ②过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气： ； （2）固体加热制氧气：反应物状态为固体，反应条件是加热，所以发生装置为“固固加热型”； 试管口略向下倾斜的原因是防止加热时产生的冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂； 试管口放一团棉花的原因是防止加热时高锰酸钾粉末随氧气流进入导管； 和制氧气：反应物状态为固体和液体，反应条件是常温(不需要加热)，所以发生装置为“固液常温（不加热）型”。 长颈漏斗下端口伸入液面以下的原因是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出； 氧气不易溶于水且不与水反应，所以可以用排水法收集，此时收集到的氧气较纯净； 氧气的密度比空气大且不与空气成分反应，所以也可以用向上排空气法收集； 排水法收集氧气时导管的放置：导管不要伸入集气瓶太长，便于将集气瓶内的水排尽，收集到更纯净的氧气。 （3）实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤是连(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：注意用高锰酸钾时，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(收集氧气)→移(把导管移出水面)→熄(熄灭酒精灯)，正确的操作顺序为②③①④⑥⑤； 用排水法收集氧气时，刚开始加热时，试管内的空气受热膨胀会先从导管口逸出，此时排出的气体主要是空气，不是纯净的氧气。当导管口有连续、均匀气泡冒出时，说明此时排出的气体是高锰酸钾分解产生的氧气，此时开始收集可以得到较纯净的氧气； 如果先熄灭酒精灯，试管内的温度会降低，压强减小，水槽中的水会在大气压的作用下倒吸入热的试管中，使试管因骤冷而炸裂。因此，实验结束时，应先撤离导管，再熄灭酒精灯； （4）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。因此，检验氧气时，将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明该气体是氧气； 当用向上排空气法收集氧气时，氧气会从集气瓶底部逐渐充满整个集气瓶，当氧气收集满时，会从瓶口逸出。所以验满氧气时，将带火星的木条靠近集气瓶瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满； （5）分液漏斗可通过控制活塞来调节液体的滴加速度，从而控制反应速率，得到平稳的氧气流； 注射器能通过推拉活塞控制液体的滴加量和滴加速度，进而控制反应速率； （6）a、过滤仓中的水不能加快的生成，因为水不参与反应，也不会改变反应的条件，所以a错误； b、反应生成的氧气温度较高，水可以起到冷却作用，降低的温度，所以b正确； c、可以通过观察气泡冒出的快慢来判断生成的速率，气泡冒出越快，说明生成氧气的速率越快，所以c正确。 故选bc； 为了调控供氧流速，可进行的操作或改进是可以通过控制反应仓中液体的滴加速度来调控供氧流速。例如，反应仓增加注射器，通过控制液体的滴加量和滴加速度，从而控制反应速率，进而调控供氧流速； 除了考虑试剂的价格、制氧气反应的难易与安全性等因素，还应考虑反应物选择含有氧元素的物质或考虑实验过程对环境的影响；实验所需仪器的规格、性能；实验试剂的浓度、用量等等因素。例如，在实际应用中，需要保证制取的氧气纯度足够高，以满足不同的使用需求；装置的便携性对于一些需要移动使用的场景很重要；操作简便性可以提高实验的效率和安全性。 12．常见的收集装置 类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置图 ⑦__________ ⑧__________ 适用范围 收集溶于__________水且不与水反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 优缺点 收集的气体纯度高，但不干燥 收集的气体较干燥，但纯度不高 注意事项 a．用排水法收集气体时，集气瓶应装满水，当导管口有连续均匀的气泡冒出时方可收集，收集时导管只需伸到集气瓶瓶口即可； b．用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部，便于排尽集气瓶内空气； c．当使用固固加热型发生装置和排水法收集装置制取气体时，实验结束后，应先__________，再__________，目的是防止______________________________。 【答案】 水槽 集气瓶 难/不易 大 小 将导管从水中取出 熄灭酒精灯 水槽中的水倒吸进试管中，使试管炸裂 【详解】装置图：根据图像，仪器⑦是水槽，仪器⑧是集气瓶。 适用范围：排水法适用于收集难（或不易）溶于水且不与水反应的气体；向上排空气法适用于收集密度比空气大且不与空气成分反应的气体；向下排空气法适用于收集密度比空气小且不与空气成分反应的气体。 注意事项：c. 当使用固固加热型发生装置和排水法收集装置制取气体时，实验结束后，应先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，目的是防止水槽中的水倒吸进试管中，使试管炸裂。 13．实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质，请根据如图所示装置回答问题。 (1)仪器a的名称为______。 (2)实验室加热高锰酸钾固体制取氧气，发生反应的符号表达式为_______。该方法应选用的发生装置是_______(选填字母序号)；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是_______(选填“A”或“B”)。 A．熄灭酒精灯    B．把导管移出水面 (3)利用装置D收集氧气时，检验氧气收集满的方法是_______。 (4)用F装置探究氧气性质时，发现铁丝剧烈燃烧，反应的符号表达式为______。 【答案】(1)试管 (2) A B (3)将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃则氧气收集已满。 (4) 【详解】（1）略 （2）略； 高锰酸钾制氧气是固体加热型反应，发生装置选择A。 为防止倒吸，需要先移走导管，后熄灭酒精灯。 （3）略。 （4）略。 14．如图是实验室常用气体的制备装置，据图回答问题： (1)图中仪器①的名称是____________。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置为_______(填字母)，该反应的文字表达式为_____________，收集一瓶比较干燥的氧气，应选择的收集装置是___________(填字母)。试管口要放一团棉花，目的是________________； (3)用装置E收集氧气，实验过程中当观察到___________(填写现象)时，说明气体收集满，接下来应先________(填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”)。若用装置F收集氧气，气体应从_________(填“a”或“b”)端通入。 (4)利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将_______放在_______，若复燃，证明已满。 (5)用装置E收集氧气，若收集到的氧气不纯，则可能原因是（任写两点）_______、_______。 【答案】(1)试管 (2) A C 防止高锰酸钾颗粒进入导气管 (3) 集气瓶口有大气泡向外冒出 从水中取出导气管 a (4) 一根带火星的木条 集气瓶瓶口 (5) 未等气泡连续均匀冒出就开始收集 集气瓶未装满水 【详解】（1）图中仪器①的名称是试管； （2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，选用加热固体的方法制取，故选装置A，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其文字表达式为；收集一瓶干燥的氧气，只能采用排空气法，因为氧气的密度比空气大，故应选择的收集装置是向上排空气法，故选装置C；试管口的棉花是为了防止高锰酸钾颗粒进入导气管； （3）用排水法收集氧气时，当观察到集气瓶口有大气泡向外冒出时就可判断氧气已满；接下来应先从水中取出导气管再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂；氧气的密度比空气大，应从长导管进气，故从a进； （4）根据氧气的助燃性，利用C装置收集氧气时，验满的方法：将一根带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明已满； （5）用装置E收集氧气，若收集到的氧气不纯，则可能原因是未等气泡连续均匀冒出就开始收集，此时收集的气体中混有装置内的空气；集气瓶未装满水，瓶内残留的空气会与氧气混合，导致氧气不纯。 15．如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出标号③仪器名称：___________。 (2)给固体加热时，试管口略向下倾斜是为了防止___________。 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净氧气时，应选择的实验装置是___________(填字母)。 (4)用A装置制取氧气的文字表达式___________。 (5)装置C与装置B比较，装置C的主要优点是___________。 【答案】(1)水槽 (2)冷凝水倒流使热的试管炸裂 (3)BF/CF (4) (5)能控制化学反应速率（合理即可） 【详解】（1）据图可知，标号③仪器名称是：水槽； （2）加热固体可能生成水，固体中也可能含有水，受热变成水蒸气后到试管口温度降低冷凝为水，水如果流到试管底可能造成试管受热不均炸裂。所以试管口应略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流使试管炸裂； （3）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，属于固液常温型，所以应该选择B或C装置来制取；用排水法收集的气体比较纯净，氧气不易溶于水，可用排水法收集，即收集装置为F； （4）装置A属于固体加热型，试管口放有一团棉花，采用的加热高锰酸钾的方法，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：； （5）装置C中，可通过分液漏斗控制液体的滴加速度，进而控制反应速率。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第12讲 氧气的实验室制取 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1. 掌握实验室制取氧气的三种方法（过氧化氢分解、高锰酸钾加热分解、氯酸钾加热分解）的反应原理，能正确书写文字表达式与符号表达式； 2. 理解实验室制取气体的一般思路，能根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置； 3. 掌握催化剂的概念与“一变二不变”特点，理解催化作用，能辨析催化剂相关的常见误区； 4. 掌握过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的完整实验步骤、操作要点及安全注意事项，能进行基础的误差分析； 5. 学会氧气的检验与不同收集方式下的验满方法，能规范描述实验操作与现象； 6. 对比三种实验室制氧方法的优缺点，能根据实际需求选择合适的制氧方案。 预习重点 1. 实验室制取氧气的三种反应原理；发生装置与收集装置的选择依据； 2. 催化剂的概念、特点与催化作用； 3. 高锰酸钾、过氧化氢制氧气的实验步骤与操作注意事项。 预习难点 1. 构建实验室制取气体的一般思路，根据题目情境灵活选择实验装置； 2. 催化剂“一变二不变”的深度理解与实验验证逻辑； 3. 实验操作的误差分析，以及安全注意事项的原理推导。 情｜境｜启｜思 想象这样一个场景：偏远山区的医院因突发断电，医用供氧系统停止工作，危重病人的生命危在旦夕。如果此刻你就在现场，手边只有实验室常见的化学药品和仪器，你能否快速设计出一套安全可行的制氧方案，为病人争取生机？ 氧气是生命赖以生存的基础，工业上我们可以通过分离液态空气的方法大量制取氧气，但在实验室中，我们需要更简便、快速的方法制取少量纯净的氧气。选择什么药品？需要什么反应条件？用什么装置收集？如何验证制得的气体就是氧气？这些都是制取气体时必须系统思考的问题。 请大家带着下面的问题，开启本节课的学习： 实验室制取氧气可以选择哪些药品？这些药品在元素组成上有什么共同特点？ 同样制取氧气，为什么过氧化氢和高锰酸钾使用的发生装置完全不同？选择发生装置的核心依据是什么？ 二氧化锰在过氧化氢分解反应中起到了什么作用？反应前后它本身的质量和性质发生变化了吗？ 收集氧气可以用哪些方法？选择收集方法的依据是什么？不同方法收集的气体有什么差异？ 用高锰酸钾制取氧气结束后，为什么必须先把导管移出水面，再熄灭酒精灯？操作颠倒会造成什么后果？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 实验室制取氧气的反应原理 1.实验室制取气体选择药品的基本原则 ① 反应物必须含有目标元素（制氧则必须含 ）； ② 反应条件 ，操作 ； ③ 反应速率 ，便于收集； ④ 产物 ，无污染。 2.实验室制取氧气常用的三种方法 （1）过氧化氢分解法（固液常温型） 药品：过氧化氢溶液（俗称双氧水）、二氧化锰 反应条件：常温，二氧化锰作 文字表达式： 符号表达式： （2）高锰酸钾加热分解法（固固加热型） 药品：高锰酸钾（紫红色固体） 反应条件：加热 文字表达式： 符号表达式： （3）氯酸钾加热分解法（固固加热型） 药品：氯酸钾（白色晶体）、二氧化锰 反应条件：加热，二氧化锰作 文字表达式： 符号表达式： 3工业制氧 工业上大量制取氧气采用 法，利用液氮和液氧的 不同，通过降温加压使空气液化，再升温分离，属于 变化。 【特别提醒】 1.根据质量守恒定律，制取氧气的反应物必须含有氧元素，不含氧元素的物质（如氯化钠）一定不能用于制氧。 2.三种实验室制氧方法均属于分解反应；符号表达式只需写出反应物、生成物和反应条件，不需要配平。 3.工业制氧是物理变化，实验室制氧是化学变化，二者本质不同，注意区分，考试中常设置混淆选项。 【例1】选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是（    ） A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 【即练1】现有下列反应：①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；②氧化汞汞+氧气；③硝酸铵水+氮气+氧气；④过氧化氢水+氧气。其中适用于实验室制取氧气的是 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【即练2】欲在实验室制取某气体时，下列因素中不需要考虑的是 A．药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C．操作简便易行，安全可靠，节能环保 D．所要制取气体的颜色和气味 知识点02 实验装置的选择与实验操作 实验室制取气体的完整装置分为 装置和 装置两部分，分别依据不同原则选择。 1. 发生装置的选择 （1）选择依据：反应物的状态 + 反应条件 固液常温型：反应物为固体+液体，反应 加热 适用反应：过氧化氢催化分解制氧气 （2）常见装置类型： 实验装置图 反应物状态 反应条件 适用制取 的气体 ①加热高锰酸钾制氧气 ①过氧化氢分解制氧气 ②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 2. 收集装置的选择 选择依据：气体的密度、溶解性，以及是否与水、空气发生反应 收集方法 排水法 排空气法 装置图 适用范围 溶于水或 溶于水的物质 所收集的气体不与空气中的物质反应，且密度与空气相差较大 密度比空气 的气体 密度比空气 的气体 优点 收集的气体 ，但不干燥 收集的气体较 ，但纯度不高 注意 事项 A.最佳收集时间：当导管口气泡 冒出时； B．导管不能伸入集气瓶口过长，过长不利于气体排出； C．集满O2的集气瓶应 放在桌面上 导管应伸到集气瓶的底部，防止 。 3. 过氧化氢制取氧气的实验步骤 ① 查：连接仪器，检查装置的 ② 装：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橡胶塞； ③ 加：向分液漏斗中加入过氧化氢溶液； ④ 收：打开分液漏斗活塞，待导管口 的气泡时，再将导管伸入集气瓶开始收集； ⑤ 验满：排水法看到集气瓶口有 向外冒出时，说明已集满； ⑥ 放置：在水下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面， 在桌面上。 4. 高锰酸钾制取氧气的实验步骤 可谐音记忆为口诀：茶庄定点收利息（查、装、定、点、收、离、熄） ① 查：连接仪器，检查装置 ； ② 装：将高锰酸钾装入试管底部，在试管口塞 ； ③ 定：将试管固定在铁架台上，试管口略 倾斜； ④ 点：点燃酒精灯，先 试管，再对准药品部位集中加热； ⑤ 收：待导管口气泡 冒出时，用排水法收集氧气； ⑥ 离：实验结束后，先将 从水槽中移出； ⑦ 熄：最后熄灭酒精灯。 5. 氧气的检验与验满 （1）检验：将带 伸入集气瓶内，若木条 ，证明该气体是氧气。 （2）验满： ①排水法：当集气瓶口有大气泡向外冒出时，证明氧气已收集满； ②向上排空气法：将带 放在集气 ，若木条 ，证明氧气已收集满。 【特别提醒】 1.发生装置只与反应物状态和反应条件有关，与生成物无关；收集装置只与气体本身的性质有关，与制取方法无关。 2.长颈漏斗末端必须伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出；分液漏斗不需要液封，且可以通过控制液体滴加速率来控制反应速率。 3.排空气法收集气体时，导管必须伸到接近集气瓶瓶底，便于将瓶内空气彻底排出，提高气体纯度。 4.排水法收集时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，不能立即收集，必须等气泡连续均匀冒出时再收集，否则会导致收集的氧气不纯。 5.高锰酸钾制氧时，试管口塞棉花是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管；试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。 6.实验结束“先移导管，后熄灯”是核心安全要点：若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、气压减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管炸裂。 【例2】下图是实验室用过氧化氢溶液制取并收集氧气的装置图。下列说法正确的是 A．过氧化氢溶液不需要条件即可快速分解制得大量氧气 B．可以将长颈漏斗口换成漏斗 C．集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放在实验桌上 D．观察到导气管口有气泡冒出时立即开始收集氧气 【即练3】如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是 A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性 B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气 C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色 D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热 【即练4】下列实验室制取氧气及检验的操作错误的是 A．检查气密性 B．制取 C．收取 D．检验 知识点03 催化剂与催化作用 1. 实验探究：二氧化锰对过氧化氢分解的作用 （1）取A、B两支试管进行对比实验： 实验1：向A试管中加入3~5mL过氧化氢溶液，将带火星木条伸入试管口，木条不复燃。说明常温下过氧化氢分解速率很慢，产生的氧气很少。 实验2：向B试管中加入少量二氧化锰粉末，将带火星木条伸入试管口，木条不复燃。说明二氧化锰本身常温下不能产生氧气。 实验3：将A试管中的过氧化氢溶液倒入B试管中，木条复燃。说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。 实验4：待B试管中无明显现象后，倒出上层液体，再加入过氧化氢溶液，木条再次复燃。重复多次仍有相同现象，说明反应前后二氧化锰的 没有改变。 （2）实验验证：反应后将二氧化锰过滤、干燥、称量，发现 与反应前完全相等。 2. 催化剂与催化作用 （1）催化剂定义：在化学反应里，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的 在反应前后都没有发生变化的物质，叫做催化剂。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做 作用。 3. 催化剂的核心特点：一变二不变 （1）一变：改变其他物质的化学反应 （包括加快和减慢，不只是加快）。 （2）二不变：化学反应前后，催化剂本身的 不变， 不变。 4. 常见认知误区 （1）催化剂只能改变化学反应速率， 增加或减少生成物的总质量，生成物质量由 质量决定。 （2）催化剂不是反应物，也不是生成物，书写表达式时要写在 。 （3）催化剂具有 ：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，但不是所有反应的催化剂；同一个反应也可以有 催化剂（如硫酸铜、氧化铁也能催化过氧化氢分解）。 【特别提醒】 1.“改变速率”包括加快和减慢，不能片面理解为“加快反应速率”；减慢反应速率的催化剂也叫负催化剂。 2.“二不变”特指质量和化学性质不变，催化剂的物理性质可能发生改变，比如颗粒大小、状态等。 3.验证某物质是某反应的催化剂，必须同时验证三点：能改变反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变，三者缺一不可。 4.催化剂不会改变反应的最终结果，只是改变了到达结果的快慢，不影响生成物的总质量。 【例3】室温下，进行如下实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验①和②，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验①和③，探究对分解速率的影响 C．对比实验①和⑤，探究温度对分解速率的影响 D．对比实验③和④，探究和对分解速率影响的程度 【即练5】下列有关催化剂的说法中，正确的是 A．能改变化学反应速率 B．在化学反应后其质量减小 C．能增加生成物的质量 D．在化学反应后其化学性质发生了变化 【即练6】实验小组同学们利用如图装置进行探究实验。有关分析正确的是 A．图甲实验观察到有大量气泡产生 B．图乙实验产生气体量比甲更多 C．图乙实验前后二氧化锰质量不变 D．实验中产生的气体具有可燃性 1．下列关于的制取、验满及性质实验操作错误的是 A．制备 B．收集 C．验满 D．助燃性 2．实验室制氧气有以下操作，操作顺序正确的是 ①撤去酒精灯②将仪器固定在铁架台上③检验装置的气密性④给装入药品的试管加热⑤收集气体⑥撤出伸入水中的导气管⑦装入高锰酸钾，用带导管的橡皮塞塞紧试管口 A．⑦③②④⑤⑥① B．③⑦②④⑤⑥① C．③⑦②④⑤①⑥ D．⑦③④②⑤⑥① 3．排水集气法收集氧气的装置如图所示。下列有关操作或说法正确的是 A．导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集 B．瓶内水排完后，拿出水面再用玻璃片盖住瓶口 C．集气瓶移出水槽后，倒放在实验台上 D．排空气法比该方法收集到的氧气更纯净 4．实验小组设计了过氧化氢溶液制取氧气的实验装置，下列关于该实验的说法正确的是 A．不需要检查装置气密性 B．集气瓶内不需要装满水 C．该实验可控制反应速率 D．还可用向下排空气法收集 5．在“实验室用高锰酸钾制取氧气”的实验中，下列操作正确的是 A．检查气密性 B．取用高锰酸钾 C．发生装置 D．收集装置 6．实验室用高锰酸钾制取氧气，下列操作规范且安全的是 A．连接仪器：将试管抵住实验台、塞紧橡胶塞 B．加热试管：先预热，再对准试剂固定加热 C．结束实验：先把集气瓶拿出水槽，再盖上玻璃片 D．清洗整理：加热后的试管，立即用冷水清洗 7．实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置如图所示，以下说法正确的有几项 ①试管口放一团棉花可以防止加热时，试管内的粉末状物质进入导管 ②实验步骤可以简化为“查、装、定、点、收、熄、移” ③用排水法制取氧气因为氧气难溶于水 ④当集气瓶口出现1个大气泡时说明氧气已集满 ⑤集满氧气的集气瓶取出水槽后要倒立在实验台上 ⑥排水法收集氧气时，导管要伸入集气瓶底部 A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 8．制取氧气并做木炭在氧气中燃烧的实验如图所示。下列说法正确的是 A．试管口放置棉花团是为了吸收水蒸气 B．有气泡冒出即可收集气体 C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．试管口略向下倾斜是防止冷凝水倒流 9．如图分别是实验室用高锰酸钾、过氧化氢制取氧气的装置。完成该实验的操作中，不正确的是 A．装药品后检查装置的气密性 B．加热时用酒精灯火焰先对试管预热 C．均需检查装置的气密性 D．均可用带火星木条检验气体 10．氧气是人类赖以生存的资源。下列关于氧气的实验室制取及性质的说法中，正确的是 A．用排水法收集氧气，有连续均匀放出气泡时开始收集 B．铁丝能在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁 C．硫在氧气中燃烧时，集气瓶底部放少量水是为了吸收热量 D．过氧化氢制取氧气时，加入二氧化锰的量越多，生成氧气的量越多 11．氧气的实验室制取 (1)反应原理 ①高锰酸钾制取氧气：___________。 ②过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气：___________。 (2)实验装置 ①发生装置 选用试剂 选择依据 发生装置 装置特点 原因分析 反应物状态 发生条件 固体 加热 试管口略向下倾斜 ___________ 试管口放一团棉花 ___________ 和 固体和液体 常温(不需要加热) 长颈漏斗下端口伸入液面以下 ___________ ②收集装置 选择依据(氧气的性质) 收集方法 收集装置 装置特点 原因分析 氧气___________溶于水且不和水反应 排水法(较纯净) 导管不要伸入集气瓶太长 ___________ 氧气密度比空气___________且不与空气成分反应 向上排空气法 (较干燥) 导管应伸到集气瓶底部 ___________ (3)实验步骤 实验室用高锰酸钾制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管；②连接仪器，检查装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡胶塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水槽中取出。 ①正确的操作顺序为___________。 ②收集氧气的最佳时机为：当导管口有___________时开始收集(目的是___________)。 ③实验结束时，应先撤离导管，再熄灭酒精灯的原因是___________。 (4)检验与验满 检验 验满 将___________伸入集气瓶___________，若木条___________，说明为氧气 将___________靠近集气瓶___________，若木条___________，证明氧气已收集满 集气瓶瓶口一侧有较大气泡放出 实验改进创新 (5)装置对比改进 同学们在使用图1中A装置制取氧气时，发现锥形瓶内反应较剧烈，此时可将长颈漏斗更换为分液漏斗(如B装置)，改进过后B装置的优点是___________，你还可以选择什么仪器：___________(填一种)。 跨学科实践——制作简易制氧装置 (6)某化学兴趣小组的同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了简易制氧机，如图2所示。 ①过滤仓中的水除了有过滤杂质的作用外，还起到的作用是___________(填序号)。 a．加快的生成  b．降低的温度   c．可以通过观察气泡冒出的快慢来判断生成的速率 ②为了调控供氧流速，可进行的操作或改进是___________。 ③结合实验室制取氧气的方法，除了考虑到试剂的价格、制氧气反应的难易与安全性等因素，你认为应考虑的其他因素有___________(至少写一点)。 12．常见的收集装置 类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置图 ⑦__________ ⑧__________ 适用范围 收集溶于__________水且不与水反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 优缺点 收集的气体纯度高，但不干燥 收集的气体较干燥，但纯度不高 注意事项 a．用排水法收集气体时，集气瓶应装满水，当导管口有连续均匀的气泡冒出时方可收集，收集时导管只需伸到集气瓶瓶口即可； b．用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部，便于排尽集气瓶内空气； c．当使用固固加热型发生装置和排水法收集装置制取气体时，实验结束后，应先__________，再__________，目的是防止______________________________。 13．实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质，请根据如图所示装置回答问题。 (1)仪器a的名称为______。 (2)实验室加热高锰酸钾固体制取氧气，发生反应的符号表达式为_______。该方法应选用的发生装置是_______(选填字母序号)；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是_______(选填“A”或“B”)。 A．熄灭酒精灯    B．把导管移出水面 (3)利用装置D收集氧气时，检验氧气收集满的方法是_______。 (4)用F装置探究氧气性质时，发现铁丝剧烈燃烧，反应的符号表达式为______。 14．如图是实验室常用气体的制备装置，据图回答问题： (1)图中仪器①的名称是____________。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置为_______(填字母)，该反应的文字表达式为_____________，收集一瓶比较干燥的氧气，应选择的收集装置是___________(填字母)。试管口要放一团棉花，目的是________________； (3)用装置E收集氧气，实验过程中当观察到___________(填写现象)时，说明气体收集满，接下来应先________(填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”)。若用装置F收集氧气，气体应从_________(填“a”或“b”)端通入。 (4)利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将_______放在_______，若复燃，证明已满。 (5)用装置E收集氧气，若收集到的氧气不纯，则可能原因是（任写两点）_______、_______。 15．如图是实验室常见的制取气体的装置： (1)写出标号③仪器名称：___________。 (2)给固体加热时，试管口略向下倾斜是为了防止___________。 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净氧气时，应选择的实验装置是___________(填字母)。 (4)用A装置制取氧气的文字表达式___________。 (5)装置C与装置B比较，装置C的主要优点是___________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $