2.3 氧气的制备（举一反三题型专练，江苏专用）化学新教材沪教版九年级上册

**基本信息** 以10类题型为框架，系统整合氧气制备的工业方法、实验室原理、装置选择、催化剂探究等核心内容，通过“原理-装置-操作-应用”逻辑链实现知识与方法的深度融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |工业制取氧气|1典例+3变式|分离液态空气法（沸点差异）、膜分离/分子筛技术（物理变化）|从工业实际出发，建立物质分离方法与性质的关联| |实验室制取实验|3题型（过氧化氢/高锰酸钾/氯酸钾）各1典例+3变式|固固加热型/固液常温型装置选择、实验步骤（查装定点收移熄）|依据反应物状态和反应条件推导装置，强化实验操作规范性| |催化剂|1典例+3变式|“一变两不变”特征、催化剂验证三步骤（速率/质量/化学性质）|通过对比实验构建催化剂概念，培养科学探究思维| |装置选择/分解反应/图像问题等|各1典例+3变式|气体收集依据（密度/溶解性）、反应类型判断、图像分析（速率/质量变化）|从基础概念到综合应用，形成“性质-制备-应用”完整认知链|

第三节 氧气的制备（题型突破·举一反三） 题型01 工业制取氧气 题型02 过氧化氢制取氧气实验 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 题型04 分解氯酸钾制取氧气 题型05 催化剂 题型06 氧气的制取中装置的选择 题型07 分解反应 题型08 制取氧气实验的图像问题 题型09 和催化剂有关的探究题 题型10 简易供氧器及特殊场合的氧气制备原理 ▌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。 具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可 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】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。请回答下列问题。 (1)经过步骤A处理后的空气属于___________(填“纯净物”或“混合物”)，步骤B中所发生的变化属于___________(填“物理”或“化学”)变化。 (2)步骤C的原理是利用氮气和氧气的___________不同，将氮气和氧气分离开来。 (3)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是___________。 (4)氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是___________(填下列字母)。 a．气焊    b．急救    c．作燃料    d．潜水 (5)液氮通常储存于___________色的钢瓶中，通常把氧气加压贮存在___________色的钢瓶中。 (6)根据表中数据判断：工业上制取氧气，控制温度T在___________℃范围内，可以将表中液态空气内的氮气分离出来。 物质 沸点/℃ 100 【答案】(1) 混合物 物理 (2)沸点 (3)化学性质不活泼（或稳定） (4) (5) 黑 蓝 (6) 【解析】（1）经过步骤A处理后的空气仍含有氮气、氧气等多种成分，属于混合物； 步骤B是加压降温使空气液化，无新物质生成，属于物理变化。 故填：混合物；物理。 （2）步骤C利用氮气和氧气的沸点不同（氮气沸点低于氧气），加热时氮气先汽化分离。 故填：沸点。 （3）月壤保存在氮气中，说明氮气化学性质不活泼（或稳定），不易与其他物质反应。 故填：化学性质不活泼（或稳定）。 （4）a、气焊：氧气支持燃烧，提供高温，属于氧气用途，符合题意。 b、急救：供给呼吸，属于氧气用途，符合题意。 c、氧气不可作燃料，是助燃剂，不符合题意。 d、潜水：供给呼吸，属于氧气用途，符合题意。 故填：。 （5）液氮通常储存于黑色钢瓶； 氧气加压贮存在蓝色钢瓶。 故填：黑；蓝。 （6）根据沸点数据，氮气沸点为，氧气为，要分离氮气，需控制温度T在（此温度下氮气汽化，氧气仍为液态）。 故填：。 【变式1-1】（2026·江苏苏州·二模）利用物质性质差异进行分离提纯。下列分离方法不是利用沸点差异的是 A．用磁铁分离铁粉、铜粉 B．分离液态空气获得氧气 C．蒸馏海水获得淡水 D．蒸发食盐水获得氯化钠 【答案】A 【解析】A. 磁铁可以吸引铁粉、无法吸引铜粉，该方法利用铁、铜的磁性差异实现分离，和沸点完全无关，符合题意；B. 分离液态空气是利用液氮和液氧的沸点不同，沸点更低的液氮先汽化分离，利用了沸点差异，不符合题意；C. 蒸馏海水的原理是水的沸点远低于海水中的可溶性杂质，水先汽化再冷凝得到淡水，利用了沸点差异，不符合题意；D. 蒸发食盐水时，水的沸点远低于氯化钠，水受热汽化除去，剩余氯化钠固体，利用了沸点差异，不符合题意。 【变式1-2】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）气体分离方法有深冷法、吸附法和膜分离法等。 深冷法是将气体降温液化，再利用不同气体沸点差异气化分离，部分气体的沸点为：（-253℃）、（-196℃）、（-183℃）；吸附法是加压使气体被吸附剂吸附，降压可解吸附，实现分离。降压时沸点低的气体先解吸附（原理见图甲）；膜分离法能耗低易操作，用有机高分子膜分离气体的原理如图乙所示一种无机钙钛矿透氧膜分离空气可得纯度达100%的，其原理为先形成，填补膜中“氧空穴”，膜中再在另一侧转为（如图丙所示）。 (1)用深冷法分离和，控温在-200℃时，氮为__________态。 (2)吸附法分离和，降压时，先解吸附的气体是__________。 (3)有机高分子膜分离中，直径比膜的孔径__________的分子可以通过膜。膜分离法的优点是__________。 (4)关于两种膜分离法的叙述正确的是 。 A．比直径小，也能进入氧空穴 B．不能直接填补“氧空穴”穿过透氧膜 C．乙图和丙图分离过程均只发生物理变化 (5)将空气液化再升温分离制取氧气属于__________法，该方法制氧的缺点是：__________。 (6)提纯氢气还可以用CaO作为吸附剂吸收除去。 使用一段时间后氧化钙会转化为碳酸钙而失效。失效的吸附剂经煅烧可再次投入使用，但经多次循环后，吸附效果仍会降低，固体结构变化如图所示，请分析吸附剂效果降低的原因是__________。 【答案】(1)液 (2)氮气/N2 (3) 小 能耗低、易操作 (4)B (5) 深冷 能耗高/生产条件苛刻 (6)随着煅烧次数的增加，生成氧化钙的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱 【解析】（1）用深冷法分离氮气和氢气，氮气的沸点为-196℃，控温在−200℃，低于其沸点，则此时氮为液态； （2） 吸附法是加压使气体被吸附剂吸附，降压可解吸附，实现分离。降压时沸点低的气体先解吸附，氮气比氧气的沸点低，故降压时，先解吸附的气体是氮气（N2 ）； （3）有机高分子膜分离中，直径比膜的孔径小的分子可以通过膜；由题干材料可知，膜分离法的优点是：能耗低、易操作； （4）A、由图丙可知，氮气被拦在膜外，氧气可通过，说明氮气比氧气的直径大，氮气不能进入氧空穴，不符合题意； B、O2先形成O2-，填补膜中“氧空穴”，膜中O2-再在另一侧转化O2，故O2不能直接填补“氧空穴”穿过透氧膜，符合题意； C、乙图中有机高分子膜分离气体的原理是直径比膜的孔径小的分子可以通过膜，无新物质生成，属于物理变化，而丙图中涉及O2转变为O2-的过程，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意。 故选B； （5）深冷法是将气体降温液化，再利用不同气体沸点差异气化分离；将空气液化再升温分离制取氧气，符合将气体降温液化，再利用不同气体沸点差异气化分离，属于深冷法；该方法制氧需要先将气体降温液化，故缺点是：能耗高、生产条件苛刻。 （6）从图可知，第1次煅烧后氧化钙间的孔洞较多，与二氧化碳接触面积大，之后煅烧孔洞逐渐减少，到50次后几乎看不见孔洞，所以吸附剂效果降低的原因是随着煅烧次数的增加，生成氧化钙的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱。 【变式1-3】（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 【解析】（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。 ▌题型02 过氧化氢制取氧气实验 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】（25-26九年级下·江苏连云港·期中）利用图1装置研究过氧化氢制氧气的反应，所得结果如图2所示。下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．该实验能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 C．对比ab段和bc段，可以判断过氧化氢溶液的反应放热 D．比较曲线①②可知，适当增加溶液的浓度，可以使反应加快 【答案】B 【解析】A、a点后氧气体积分数开始上升，说明过氧化氢与二氧化锰接触开始反应，对应操作是推动注射器活塞，正确。B、证明二氧化锰起催化作用，需要验证二氧化锰能改变反应速率、反应前后质量和化学性质均不变，该实验未设置不加二氧化锰的对照实验，也未验证反应后二氧化锰的质量和化学性质，无法证明其催化作用，错误。C、ab段反应速率较慢，bc段反应速率明显加快，是因为反应放热，温度升高加快了反应速率，对比两段可判断反应放热，正确。D、曲线①（3%过氧化氢溶液）斜率更大，反应速率比曲线②（1.5%过氧化氢溶液）快，说明适当增加溶液浓度可以加快反应，正确。 【变式2-1】（2026·江苏苏州·二模）在双氧水制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是 A．酒精灯 B．试管 C．集气瓶 D．分液漏斗 【答案】A 【解析】过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下常温分解生成水和氧气，该反应属于固液常温型反应，无需加热。酒精灯是加热仪器，因此在双氧水制氧气实验中一定用不到酒精灯，A符合题意。 【变式2-2】（2026·江苏连云港·一模）实验室分解过氧化氢溶液制氧气，并进行氧气性质实验。下列实验操作不规范的是 A．检查气密性 B．收集氧气 C．取用液体 D．硫燃烧 【答案】C 【解析】A.该装置检查气密性的操作：关闭分液漏斗活塞，将导管末端浸入水中，手握锥形瓶，若导管口有气泡冒出证明气密性良好，操作规范。B.氧气不易溶于水，可用排水法收集，图示操作符合排水法收集氧气的要求，规范。C.倾倒液体药品时，瓶塞应倒放（避免污染试剂）、标签应朝向手心（避免残留药液腐蚀标签）、试剂瓶口应紧挨容器口（避免液体洒落），图示操作均不符合要求，不规范。D.硫燃烧生成有毒的二氧化硫，集气瓶底部预留水可以吸收二氧化硫，防止污染空气，操作规范。 【变式2-3】（25-26九年级上·江苏镇江·期中）实验室用H2O2溶液和MnO2制取、验证O2性质，并回收 MnO2，下列图示装置和操作不能达到实验目的的是 A．制取O2 B．收集O2 C．验证O2性质 D．回收MnO2 【答案】B 【解析】A、过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，该装置为固液不加热型，可用于制取O2​，能达到目的。B、氧气不易溶于水、密度比水小，可用排水法收集，氧气应从图示装置的短管通入，将水从长管排出，图中进气方向错误，不能达到目的。C、铁丝在氧气中能燃烧，说明氧气具有助燃性，做实验时需要在集气瓶底部放少量水或细沙，防止高温熔融物炸裂瓶底，能达到目的。D、二氧化锰不溶于水，可通过过滤回收，该装置能完成过滤操作，能达到目的。故选B。 ▌题型03 高锰酸钾制取氧气实验 1．药品：高锰酸钾（暗紫色固体） 2．原理： 文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气加热 符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑△ 3．装置： （1）发生装置：加热固体制气体（固体加热型装置） （2）收集装置： ①排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。 ②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。 4．主要实验步骤： （1）查：组装仪器，检查装置的气密性； （2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； （3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热（记得先预热，防止试管受热不均破裂）； （5）收：用排水法收集氧气； （6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； （7）熄：熄灭酒精灯。 可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。 5．验满方法 （1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。 6．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。 【典例3】（25-26九年级上·江苏南通·期末）实验室用高锰酸钾制取氧气、氧气的性质实验的实验装置及操作正确的是 A．装置甲加入试剂 B．装置乙制取氧气 C．装置丙收集氧气 D．装置丁进行铁丝在氧气中燃烧 【答案】B 【解析】A、装置甲加入试剂时，若试管直立、直接倒入高锰酸钾，会导致试剂粘在试管内壁，正确操作应是试管倾斜，用药匙或纸槽将试剂送入试管底部，错误；B、高锰酸钾制取氧气属于固体加热型反应，装置乙在试管口放一团棉花，防止加热时固体粉末进入导管堵塞导管，且试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管），正确；C、氧气的密度比空气的密度略大，进入集气瓶后占据下方空间，空气被赶到上方，从短管排出，故长管是进气管，错误；D、铁丝在氧气中燃烧时，装置丁若未在集气瓶底部铺细沙或加水，高温熔融物会炸裂瓶底，错误。故选B。 【变式3-1】（2026·江苏连云港·中考真题）实验室用制取并进行性质实验。下列装置和操作能达到目的的是 A．制取 B．收集 C．验满 D．Fe丝在中燃烧 【答案】A 【解析】A.高锰酸钾制氧气为固体加热型反应，装置中试管口略向下倾斜（可防止冷凝水倒流炸裂热的试管），试管口放置棉花避免高锰酸钾粉末进入导管，操作符合要求，正确。B.用装满水的万能瓶排水收集氧气时，氧气密度小于水，应从短导管通入氧气，水从长导管排出，图中从长管通入氧气，无法收集到氧气，错误。C.氧气验满操作需将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明收集满，图中将木条伸入瓶内是检验氧气的操作，不是验满，错误。D.铁丝在氧气中燃烧会产生高温熔融物，直接掉落会炸裂集气瓶，瓶底需预先铺少量细沙或放少量水，图中未做防护处理，错误。 【变式3-2】（2025·江苏南京·中考真题）在图示实验室制取氧气的实验过程中，下列操作不规范的是 A．检查装置气密性：先把导管伸入水中，再用手紧握试管 B．加热试剂：先让试管均匀受热，再对高锰酸钾所在的部位加热 C．收集气体：导管口刚开始有气泡放出时，立即收集气体 D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯 【答案】C 【解析】A、检查装置气密性时，先把导管伸入水中，再用手紧握试管，若导管口有气泡冒出，松开手冷却后，导管内上升一段水柱，说明装置气密性良好，故选项操作正确。B、加热试剂时，先让试管均匀受热，再对高锰酸钾所在的部位加热，以防止试管底部受热不均匀造成炸裂，故选项操作正确。C、收集气体时，导管口刚开始有气泡放出时，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，导致气体不纯，故选项操作不正确。D、停止加热时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸炸裂试管，故选项操作正确。故选C。 【变式3-3】（24-25九年级上·江苏镇江·阶段检测）用高锰酸钾制取氧气，剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。下列分析不正确的是 A．反应中固体质量减少是因为生成了氧气逸出 B．0～t1反应未开始是因未达到固体反应的温度 C．t1～t2反应过程中固体成分有3种 D．t2以后，剩余固体中氧元素的质量为零 【答案】D 【解析】高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气。A、由质量守恒定律可知，反应中固体减轻是因为生成了氧气，故说法正确；B、0～t1高锰酸钾的质量没有减少，即未达到固体反应的温度，高锰酸钾还没有分解，因此导管口放出的气体主要是试管中的空气，故说法正确；C、t1～t2反应过程中，高锰酸钾部分分解，因此固体成分有3种——锰酸钾、二氧化锰和高锰酸钾，故说法正确；D、t2以后，高锰酸钾完全分解，剩余固体是锰酸钾和二氧化锰的混合物，含有氧元素，故说法错误。故选D。 ▌题型04 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4】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）下图是氯酸钾和二氧化锰制取O2的反应机理。下列说法中正确的是 A．反应Ⅰ、Ⅱ都是分解反应 B．反应过程中MnO2需要不断添加 C．不使用MnO2，生成的O2会减少 D．总反应符号表达式： 【答案】D 【解析】A、反应Ⅰ为二氧化锰和氯酸钾两种物质反应生成多种物质，不属于分解反应，该项错误；B、二氧化锰是总反应的催化剂，虽然反应Ⅰ消耗二氧化锰，但反应Ⅱ能生成二氧化锰，反应过程中二氧化锰不需要添加，该项错误；C、二氧化锰是总反应的催化剂，只改变反应速率，不影响生成氧气的量，该项错误；D、总反应是氯酸钾在加热和有二氧化锰的催化作用下分解产生氯化钾和氧气，符号表达式为，该项正确；故选D。 【变式4-1】（25-26九年级上·江苏扬州·期中）用氯酸钾制氧气时，错把高锰酸钾当二氧化锰混入，其结果是 A．反应速率加大，生成氧气的质量不变 B．反应速率不变，生成氧气的质量不变 C．反应速率加大，生成氧气的质量增加 D．反应速率不变，生成氧气的质量增加 【答案】C 【解析】氯酸钾在二氧化锰催化下分解生成氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。高锰酸钾分解产生额外氧气，增加氧气总质量；同时生成二氧化锰，催化氯酸钾分解，加快反应速率，故选C。 【变式4-2】（25-26九年级上·江苏南通·期中）某同学围绕氯酸钾(熔点为356℃)制取氧气展开实验探究。 步骤I：向试管中加入少量氯酸钾后，将高温传感器探头插入试剂内，把氧气传感器插放在试管口(氧气传感器测量极值约为29%)，如图所示； 步骤II：点燃酒精灯加热试管。测定试管中氧气含量随温度变化情况如图所示。 下列说法不合理的是 A．氯酸钾分解温度大于其熔点 B．该实验中，加热时试管口应略向下倾斜，以防止冷凝水倒流，引起试管炸裂 C．在氯酸钾分解前，测得氧气含量略有下降的原因可能是加热时试剂中含有的水汽化，稀释了氧气的浓度 D．不加催化剂，氯酸钾受热会分解产生氧气 【答案】B 【解析】A、氯酸钾的熔点为356℃，由右图可知，氯酸钾的分解温度高于其熔点，不符合题意；B、 氯酸钾的熔点低于其分解温度，所以加热氯酸钾的试管口要略向上倾斜，避免氯酸钾加热熔化流到试管口，符合题意；C、 如右图，开始加热后的一段时间内，试管内温度不断上升，但氧气的含量在一段时间内略有下降，可能的原因是药品中含有水，受热后变成水蒸气，使氧气体积分数降低，导致试管中氧气体积分数降低，不符合题意；D、由右图可知，不加催化剂，氯酸钾也能分解生成氧气，不符合题意；故选B。 【变式4-3】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）氯酸钾制氧气时把高锰酸钾当作二氧化锰加入后，则说法正确的是 A．高锰酸钾是氯酸钾分解的催化剂 B．反应速率不变 C．反应速率加快，生成氧气总量增加 D．催化剂反应前后物理性质可能改变 【答案】C 【解析】A、高锰酸钾分解生成的二氧化锰作氯酸钾分解反应的催化剂，高锰酸钾在反应前后的质量和化学性质都发生了改变，不是氯酸钾反应的催化剂，故选项说法错误；B、高锰酸钾分解生成的二氧化锰作氯酸钾分解反应的催化剂，反应速率较快，故选项说法错误；C、高锰酸钾分解生成的二氧化锰是氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率，反应速率加快；高锰酸钾可分解生成氧气，所以生成氧气的质量增加，选项说法正确；D、高锰酸钾不是氯酸钾反应的催化剂，高锰酸钾分解后物理性质发生了改变，但不能说明催化剂反应前后物理性质可能改变。故选项说法错误。故选：C。 ▌题型05 催化剂 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（又叫触媒）。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 （1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（加快或减慢），本身的质量和化学性质不变。 （2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 （3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 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。 5．影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 【典例5】（25-26九年级上·江苏南京·期中）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．在化学反应后其化学性质发生了变化 D．化学反应都要使用催化剂 【答案】A 【解析】能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫催化剂。 故选：A。 【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 【解析】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】（2026·江苏无锡·二模）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 mL4%的溶液 无 ② 0.2 g粉末 ③ 0.2 g粉末 A．曲线a说明在常温下分解缓慢 B．对比实验①和②，说明能加速分解，是分解的催化剂 C．使分解加速的效果比好 D．实验②和③中，等质量完全分解产生氧气质量相等 【答案】B 【解析】催化剂的定义是能改变化学反应速率，且反应前后自身质量和化学性质均不变；催化剂仅改变反应速率，不影响生成物的总质量。A. 曲线a对应不加试剂的实验①，压强升高极慢，说明常温下分解产生的速率很慢，结论正确。B. 对比实验①②只能证明能加快的分解速率，但实验未验证反应前后的质量和化学性质是否不变，无法直接判定是该反应的催化剂，结论错误。C. 曲线c（加）的压强上升速率远快于曲线b（加），说明相同条件下使分解加速的效果比好，结论正确。D. 催化剂不改变生成物的质量，等质量的完全分解，生成的质量相等，结论正确。 【变式5-3】（25-26九年级上·江苏扬州·期末）下表探究影响过氧化氢分解速率因素的四组实验记录： 实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 温度/℃ 反应时间/min 生成氧气的体积/mL ① 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g MnO2 20 5 220 ② 50mL 10% 过氧化氢溶液 ag MnO2 20 5 430 ③ 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g CuO 20 5 180 ④ 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g MnO2 40 5 350 下列说法不正确的是 A．实验②中a的值是0.5 B．CuO对过氧化氢分解的催化效果好于MnO2 C．实验①④说明其他条件相同，温度越高，过氧化氢分解越快 D．还可以测定收集相同体积的氧气所需反应时间来判断过氧化氢分解的快慢 【答案】B 【解析】A、实验②是探究过氧化氢溶液浓度对分解速率的影响，根据控制变量法，催化剂的质量应相同，所以实验②中a的值是0.5，故A选项不符合题意；B、比较实验①和实验③，在其他条件相同的情况下，实验①中使用MnO2作催化剂时5min内生成氧气的体积为220mL，实验③中使用等质量的CuO作催化剂时5min内生成氧气的体积为180mL，相同时间内生成氧气的体积越多，说明反应速率越快，催化剂的催化效果越好，即MnO2对过氧化氢分解的催化效果好于CuO，故B选项符合题意；C、实验①和实验④，只有温度不同，其他条件相同，实验④中在温度为40℃时5min内产生氧气的体积为350mL，实验①中在温度为20℃时5min内产生氧气的体积为220mL，相同时间内生成氧气的体积越多，说明反应速率越快，说明其他条件相同，温度越高，过氧化氢分解越快，故C选项不符合题意；D、除了通过测定相同时间内生成氧气的体积来判断过氧化氢分解的快慢，还可以测定收集相同体积的氧气所需反应时间来判断，所需时间越短，分解速率越快，故D选项不符合题意。故选B。 ▌题型06 氧气的制取中装置的选择 药品 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰 反应原理 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2KClO32KCl＋3O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 发生装置 固固加热型 固液常温型 a.操作简便，适宜制取少量气体；b.便于添加液体药品；c.可以控制反应速率；d.可以控制反应的发生和停止 注意事项 ①试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂； ②铁夹应夹在试管中上部； ③加热高锰酸钾时要在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管 ①若使用长颈漏斗，则长颈漏斗下端应在液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗溢出； ②用装置d进行气体的制取实验时，固体药品必须为块状或颗粒状 收集装置 排水法或向上排空气法 选择依据 氧气的密度比空气的大、不易溶于水 注意事项 ①用排水法收集气体时，应当等到气泡连续并较均匀的放出后再收集气体，否则气体不纯。实验结束先撤离导管，再熄灭酒精灯，防止倒吸； ②排空气法收集气体时导管伸入集气瓶底部的目的是便于排净集气瓶内的空气 检验 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气 验满 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已集满(若用排水法收集时，集气瓶口有大量气泡冒出，则说明氧气已集满) 【典例6】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气 (1)写出图中带标号仪器的名称；①___________；②___________。 (2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，制取装置组合可选择___________(填字母编号)，该反应的文字表达式是___________。 (3)若要收集较纯净的氧气，应从A-E装置中选用___________装置，当观察到___________时表明氧气已集满，若该方法收集的氧气不纯，可能的原因是___________。 (4)若用F装置收集氧气验满时，带火星的木条是放在___________(填：“a”或“b”)管口处。 (5)用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气，若其他条件不变，所用二氧化锰的量偏多，则制得氧气的质量___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，二氧化锰所起的作用是___________。 (6)分子筛制氧机：以空气为原料，空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的O2.其微观示意过程如图1所示，分离过程中的变化属于___________(填“物理”或“化学”)变化。 (7)化学药剂制氧机：如图2是某品牌制氧机的工作原理示意图。 在反应仓中第一步加入水、粉末状过碳酸钠()，第二步加入粉末状二氧化锰，与第一步生成的某种产物反应，即产生氧气。该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步：___________(用符号表达式表示) (8)某家庭制氧机上有湿化瓶装置，湿化瓶装置类似于图3。关于该装置，下列说法正确的是___________。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接病人吸氧的塑料管 C．可以观察氧气生成的速率 【答案】(1) 锥形瓶 水槽 (2) BD或BE或BF 高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气 (3) E 集气瓶口有大气泡冒出 集气瓶内未先装满水或者有气泡产生就立即开始收集等 (4)b (5) 不变 催化作用 (6)物理 (7) (8)BC 【解析】（1）由图可知，仪器①为锥形瓶，仪器②为水槽； （2）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，该反应属于固体加热型，发生装置选择B，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，收集可选择D或E或F；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：； （3）氧气密度比空气大，且不易溶于水，可用排水法或向上排空气法收集，其中排水法收集的气体较纯，则收集装置选E；当集气瓶口有大气泡冒出时表明氧气已收集满；若该方法收集的氧气不纯，可能的原因是集气瓶内未先装满水或者有气泡产生就立即开始收集等； （4）氧气密度比空气大，若用F装置收集时，气体应从a口通入，则带火星的木条是放在b管口处验满； （5）用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气，若其他条件不变，所用二氧化锰的量偏多，则制得氧气的质量不变，因为催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，二氧化锰所起的作用是催化作用； （6）空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的O2，过程中并没有新物质生成，属于物理变化； （7）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为：； （8）A、应将a导管连接制氧机，将氧气直接通入水中，可加湿氧气，故说法不正确； B、结合前面分析可知，b导管连接病人吸氧的塑料管，故说法正确； C、可以通过产生气泡的速度，观察氧气生成的速率，故说法正确； 故选：BC。 【变式6-1】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）下图是实验室中常见的气体制备和收集装置。 (1)仪器①、②的名称：①___________，②___________。 (2)实验室常用A装置完成高锰酸钾制氧气，该反应的化学方程式为___________，实验时A装置需进行的调整是___________。将A和F连接制取氧气，实验结束时应先___________(填“a”或“b”)。 a.将导管移出水面    b.熄灭酒精灯 (3)若选用E装置收集氧气，验满的具体操作、现象、结论是___________。 (4)实验室用双氧水和二氧化锰制氧气时，与装置B对比，选用C作发生装置的优点是___________。若选用D装置，图中为药品加入完毕后的状态，要使反应进行，应进行的操作是___________。 (5)若直接用30%的双氧水利用C装置制取氧气，反应速率太快。为获得较为平稳的气流，如图所示发生装置中能达到最佳效果的是___________(填序号)。 【答案】(1) 试管 长颈漏斗 (2) 在试管口放一团棉花 a (3)操作：将带火星的木条放在b 管口，现象：木条复燃；结论：氧气已收集满 (4) 可以控制反应速率 将塑料导管向下按压，使二氧化锰与过氧化氢接触 (5)① 【解析】（1） 仪器①是试管；仪器②是长颈漏斗。 （2）实验室常用A装置完成高锰酸钾在加热条件下制氧气，该反应的化学方程式为，A 装置调整：在试管口放一团棉花（防止高锰酸钾粉末进入导管）； 实验结束操作：先a（将导管移出水面），再熄灭酒精灯（防止水倒吸）。 （3）选用E装置收集氧气则，操作：将带火星的木条放在b 管口；现象：木条复燃；结论：氧气已收集满。 （4）C 装置（分液漏斗）的优点：可以控制反应速率（通过分液漏斗调节过氧化氢的滴加速度）；② D 装置操作：将塑料导管向下按压，使二氧化锰与过氧化氢接触（触发反应）。 （5）选择①：用分液漏斗加过氧化氢，同时烧瓶内加水稀释，可同时控制浓度和滴加速度，使反应速率更平稳；装置②将水加入过氧化氢，无法有效控制浓度，反应速率仍较快。故选①。 【变式6-2】（25-26九年级上·江苏·期中）氧气（）在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。 I．工业制氧：将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)该制氧过程是利用混合物中各成分的_________不同进行分离，此时得到的液氧属于_________（填“纯净物”或“混合物”）。 Ⅱ．实验室制氧：实验室有高锰酸钾、二氧化锰、双氧水以及下列装置。 (2)仪器①的名称是_________。 (3)用A装置制取，反应的文字表达式为___________。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较纯净的，需选择的装置有_____（从A-E中选择），当观察到______________，则说明氧气已收集满。 Ⅲ．混制“富氧空气”：用纯氮气、氧气及F装置，混制一瓶氧气体积分数为40%的“富氧空气”。 (5)先从导管_______（填“a”或“b”）口通入氮气，排出一部分水，然后再通入氧气排出水。 【答案】(1) 沸点 混合物 (2)试管 (3)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (4) BE 集气瓶口有大气泡冒出时 (5)b 【解析】（1）工业制氧的原理是：利用氧气和氮气的沸点不同，先将空气变为液态，然后进行蒸发，液氮变成气体逸出，剩下了大量液态氧气和少量的其他气体，所以得到的液氧属于混合物。 （2）仪器①的名称是试管。 （3）A装置是固固加热型的发生装置，该装置用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 （4）双氧水制取氧气是固液常温型反应，所以发生装置选B；想要收集一瓶较纯净的氧气可以用排水法来收集，且氧气不易溶于水，所以收集装置选E；用排水法来收集氧气时，当观察到集气瓶口有大气泡冒出时，则说明氧气已收集满。 （5）F装置是多功能瓶，现在用排水法来混制一瓶氧气体积分数为40%的“富氧空气”应是“短进长出”，所以从导管b口通入氮气。 【变式6-3】（25-26九年级上·江苏盐城·期中）实验室制氧气。 (1)写出编号①______、②______的仪器名称，高锰酸钾制氧气时发生装置应选用______(填序号，下同)，写出该反应的符号表达式______。该反应属于______反应。(填基本反应类型)。要收集较为纯净的氧气最好选用_____装置收集，该方法导致收集到氧气的浓度偏低的错误操作：______。 a.收集气体前，集气瓶中没有注满水 b.导管口开始有气泡冒出，就立刻收集 c.收集气体后，集气瓶中仍有少量水 (2)氧气也可以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取，要收集一瓶干燥的氧气，所选制取装置组合为_____(A-E)中选择，用该方法收集时，检验氧气是否集满的方法是：_____。 (3)某同学设计的“鱼菜共生”系统中利用了“可控缓慢供氧”装置F。该装置的特点______。利用溶解氧传感器监测氧气制取过程中，其中微孔氧棒的作用是______。 【答案】(1) 酒精灯 集气瓶 A 分解 E ab (2) BC 将带火星木条放在集气瓶瓶口，复燃则氧气已满 (3) 控制反应速率 增大氧气与水的接触面积，使氧气溶解更充分(或与水充分接触，充分溶解) 【解析】（1）编号①的仪器是酒精灯； 编号②的仪器是集气瓶； 高锰酸钾制氧气是 “固体加热型” 反应，发生装置选A； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其反应的符号表达式为； 该反应是 “一变多” 的反应，属于分解反应； 排水法（装置E）收集的氧气更纯净，因此选E 导致氧气浓度偏低的错误操作：ab（a：集气瓶未装满水，混入空气；b：导管口初始气泡是空气，立刻收集会混入空气）。 故填：酒精灯；集气瓶；A；；分解；E；ab。 （2）过氧化氢制氧气是 “固液不加热型”，发生装置选B；要干燥的氧气，用向上排空气法（装置C），因此装置组合为BC； 验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满。 故填：BC；将带火星木条放在集气瓶口，复燃则氧气已满。 （3） 装置 F 的特点：通过注射器控制液体滴加速度，从而控制反应速率，实现可控缓慢供氧； 微孔氧棒的作用：增大氧气与水的接触面积，使氧气更充分地溶解在水中。 故填：控制反应速率；增大氧气与水的接触面积，使氧气溶解更充分(或与水充分接触，充分溶解)。 ▌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】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质。A、，由两种物质生成一种物质，不属于分解反应，该选项错误。B、，由两种物质生成一种物质，不属于分解反应，该选项错误。C、，由一种物质生成两种物质，属于分解反应，该选项正确。D、，由两种物质生成一种物质，不属于分解反应，该选项错误。故选C。 【变式7-1】（25-26九年级上·江苏苏州·期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应。A、该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应，该选项符合题意；B、该反应中反应物为两种，生成物为一种，属于化合反应，不属于分解反应，该选项不符合题意；C、该反应中反应物和生成物均有两种，不属于分解反应，该选项不符合题意；D、该反应中反应物和生成物均有两种，不属于分解反应，该选项不符合题意。故选A。 【变式7-2】（25-26九年级上·江苏常州·期中）下列反应中既不是化合反应，又不是分解反应的是 A．加热氯酸钾制氧气 B．木炭在氧气中燃烧 C．“铜绿”受热变黑 D．石蜡在空气中燃烧 【答案】D 【解析】A、加热氯酸钾制氧气，氯酸钾在加热和二氧化锰的催化条件下反应生成氯化钾和氧气，该反应由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故A选项不符合题意；B、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，该反应由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，故B选项不符合题意；C、“铜绿”受热变黑，碱式碳酸铜在加热条件下分解生成黑色的氧化铜、水和二氧化碳，该反应由一种物质生成三种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故C选项不符合题意；D、石蜡在空气中燃烧生成水和二氧化碳，该反应的反应物是两种，生成物是两种，既不符合“多变一”的化合反应特征，也不符合“一变多”的分解反应特征，既不是化合反应，又不是分解反应，故D选项符合题意。故选D。 【变式7-3】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图所示关系的是 A B C D X 分解反应 纯净物 化合反应 缓慢氧化 Y 化合反应 混合物 氧化反应 燃烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】本题主要考查化学概念间的逻辑关系，通过分析各选项中两个概念的定义和特点，判断它们之间的关系是否符合图示的交叉关系。A、化合反应是两种或两种以上反应物生成一种物质的反应，分解反应是一种反应物生成两种或两种以上物质的反应，两者属于并列关系，该选项不符合题意。B、纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由多种物质组成的物质，二者概念完全不同，是并列关系，选项不符合题意。C、化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为‘多变一；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；有的反应既是化合反应又是氧化反应，例如碳和氧气的反应，有的化合反应就不是氧化反应，例如氧化钙和水的反应，同时有的氧化反应也不是化合反应，例如蜡烛燃烧的反应，所以化合反应和氧化反应属于交叉关系，该选项符合题意。D、燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应，缓慢氧化是进行得很缓慢，甚至不容易被察觉的氧化反应，燃烧和缓慢氧化都属于氧化反应，是并列关系，选项不符合题意。故选C。 ▌题型08 制取氧气实验的图像问题 一般情况下，横坐标为时间，纵坐标为氧气的质量或者某种元素质量的变化等，反映出制备氧气实验中，某种物理量随着时间变化规律，如下图示例所示。 【典例8】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）下图所示的四个图像，能正确反映对应变化关系的是 A．测定空气中氧气的含量 B．加热一定量锰酸钾 C．向一定量的MnO2中加入H2O2溶液 D．加热等质量的氯酸钾 【答案】C 【解析】本题主要考查化学反应中各物质质量或体积的变化关系，通过分析每个选项中化学反应的过程及对应图象来判断其正确性。A、空气中氧气体积分数是21%，反应消耗氧气后，气体体积减少至约原来的，该选项图象符合此变化关系，所以对应关系不正确，该选项不符合题意。B、初中阶段学习的制取氧气的药品有高锰酸钾和过氧化氢溶液，加热锰酸钾不会生成氧气，故该选项不符合题意。C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，随着过氧化氢溶液质量增大，氧气质量增大，该选项图象符合此变化关系，所以对应关系正确，该选项符合题意。D、加热条件下氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，利用催化剂时反应速率快一些，但最终生成氧气质量相等，而该选项图象中最终生成氧气质量不同，所以对应关系不正确，该选项不符合题意。故选C。 【变式8-1】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）有两份质量相等的氯酸钾，一份(a)中加入少量高锰酸钾，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量()与反应时间()的关系图正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】高锰酸钾分解生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，同时高锰酸钾分解生成的氧气能增加氧气的质量；氯酸钾在较高的温度下才能缓慢地放出氧气，因而b反应用的时间比a长，且产生氧气的质量比a少，故选D。 【变式8-2】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）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不正确的是 A．c可以代表KCl B．t2时刻后，开始产生O2 C．t1时刻后，KMnO4开始分解 D．t1～t2时刻间，固体中有三种含钾元素物质 【答案】B 【解析】高锰酸钾加热分解生成的二氧化锰可以做氯酸钾反应的催化剂，同时生成氧气、锰酸钾；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气和氯化钾，将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，氯酸钾的质量大于高锰酸钾可判断：图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾；t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气，同时生成MnO2；t2时刻，氯酸钾在生成的二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和氯化钾，c可表示氯化钾或氯酸钾分解生成的氧气。A、根据以上分析，c可以代表氯化钾，也可以是氯酸钾产生的氧气，故该选项说法正确；B、根据以上分析，t1时刻高锰酸钾分解开始生成氧气，t2时刻氯酸钾分解生成氧气，故该选项说法错误；C、根据以上分析，t1时刻，KMnO4开始分解，故该选项说法正确；D、t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气，同时生成MnO2、锰酸钾；t2时刻时，高锰酸钾部分分解，氯酸钾没有分解，则t1～t2时刻间，固体中有高锰酸钾、锰酸钾、氯酸钾3种含钾元素的物质，故该选项说法正确。故选B。 【变式8-3】（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）下列四个图像，能正确反映对应关系的是 A．利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量 B．过氧化氢溶液在有无催化剂条件下制氧气 C．加热一定量的高锰酸钾 D．加热高锰酸钾制取氧气 【答案】B 【解析】A、红磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进行氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，不可能减少至0，故选项图像错误；B、过氧化氢溶液在有无催化剂条件下制氧气，催化剂只能影响反应速率，不影响产生氧气的质量，有催化剂的反应速率快，至完全反应所需时间短，最终生成氧气的质量相等，故选项图像正确；C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热到一定温度高锰酸钾才能分解，随着反应的进行，二氧化锰的质量从0开始逐渐增大，随着反应的进行，氧气逸出，固体混合物的质量逐渐减小，则随着反应的进行，二氧化锰在固体混合物中的质量分数从0开始逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误；D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热到一定温度高锰酸钾才能分解，随着反应的进行，氧气逸出，试管中氧原子的个数逐渐减少，至完全反应不再发生改变，但最终剩余固体为锰酸钾和二氧化锰的混合物，最终试管中氧原子的个数不可能减少至0，故选项图像错误；故选：B。 ▌题型09 和催化剂有关的探究题 1．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。 2．影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 【典例9】（25-26九年级上·江苏镇江·期中）某同学对催化过氧化氢分解的催化剂产生了兴趣，并进行了如下探究： 【提出问题】过氧化氢分解只能用二氧化锰作为催化剂吗？ 【猜想与假设】能催化过氧化氢分解的催化剂不一定只有二氧化锰一种。 【设计实验】实验装置如图所示。 实验编号 温度/℃ 物质种类(取0.15g) 待测数据 ① 20 _______ a ② 20 氯化铁 b ③ 20 硫酸铜 c (1)实验①与实验②和③对照为了证明：_______；要定量比较反应快慢，待测数据为相同时间内_______。 (2)通过比较发现，在相同时间内a<c，该同学认为硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，你是否赞同他的观点？请说明理由：_______。 【得出结论】进一步实验得出氯化铁和硫酸铜都可以作过氧化氢分解的催化剂。 (3)用图1装置测量双氧水反应速率，图2是该实验中双氧水分解生成氧气的速率随反应时间变化的示意图(提示：连注射器的小试管和套在外面带支管的大试管不相通)。 ①将注射器中的双氧水推入小试管，观察到U型管中液面变为左低右高，原因是：_______。 ②双氧水分解速率先变快的原因是：_______。 ③双氧水分解速率后来又变慢的原因是：_______。 【答案】(1) 氯化铁和硫酸铜能加快过氧化氢的分解速率 注射器收集的氧气体积 (2)不赞同，因为未验证硫酸铜反应前后的质量和化学性质是否改变 (3) 双氧水分解放热，使大试管内压强增大 反应放热，温度升高使反应速率加快 过氧化氢浓度减小 【解析】（1）实验①中物质种类应为无催化剂（空白对照）。实验①与②、③对照，是为了证明氯化铁和硫酸铜能加快过氧化氢的分解速率（即能作为催化剂的可能性）。要定量比较反应快慢，待测数据为相同时间内注射器收集的氧气体积（体积越大，反应速率越快）。 （2）不赞同。因为催化剂需要满足 “反应前后质量和化学性质都不变”，该同学仅通过 “相同时间内a<c”（即硫酸铜能加快反应速率），未验证硫酸铜反应前后的质量和化学性质是否改变，所以不能直接判定它是催化剂。 （3）① 双氧水分解是放热反应，导致大试管内温度升高、压强增大，从而使 U 型管中液面左低右高。 ② 反应放热，温度升高对反应速率的加快作用超过了反应物浓度降低的减慢作用，所以分解速率先变快。 ③ 随着反应进行，过氧化氢浓度逐渐减小，且温度升高的影响减弱，所以分解速率后来变慢。 【变式9-1】（2026·江苏苏州·一模）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 【解析】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。 【变式9-2】（25-26九年级上·江苏苏州·期中）某同学用过氧化氢溶液清洗伤口时发现过氧化氢溶液接触伤口后产生气泡的速度会变快。人体有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解。他对过氧化氢酶产生了兴趣，并和同学们进行了探究。 【进行实验】 ①连接好装置，检查装置的气密性。 ②取1.5 mg过氧化氢酶和8 mL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2 mL气体，用注射器B将2 mL H2O2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同学们用图1的密闭装置分别再用3.1 mg、5.6 mg过氧化氢酶及1.5 mg、5.6 mg、10.7 mg二氧化锰作催化剂，其他实验条件相同，用压强传感器测得装置内压强的变化曲线如图2、3。 【讨论交流】 (1)步骤③，先用注射器A从容器中抽出2 mL气体的目的是___________。 (2)写出图3中发生反应的文字（或符号）表达式_______。 (3)对比_____mg的过氧化氢酶和二氧化锰对H2O2分解的影响曲线，可说明过氧化氢酶的催化能力比二氧化锰_____（填“强”或“弱”）。 (4)分析图3中三条曲线，说明过氧化氢的分解速率与_______有关。 (5)由图2和图3可知，催化剂对最终产生氧气的量_____（填“有”或“无”）影响。 (6)查阅资料得知，CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是_____（填字母）。 A．催化剂能加快化学反应速率 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 D．用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物 【拓展提升】 (7)已知过氧化氢溶液分解为放热反应，当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果。同学们推测加入过氧化氢酶质量过大，会导致实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。请说明理由_______。 【答案】(1)确保装置内气压在反应前保持不变 (2) (3) 1.5/5.6 强 (4)二氧化锰的质量 (5)无 (6)ABD (7)过氧化氢酶质量过大，导致过氧化氢分解速率过快，单位时间内放热太多，温度过高，过氧化氢酶的活性会突然降低 【解析】（1）步骤③将注射器B中的2mLH2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，这是因为过氧化氢溶液也会占据一定的体积，为了调整密闭容器内的压强，确保装置内气压在反应前保持不变，使得测定结果更准确； （2）过氧化氢在二氧化锰催化剂的条件下分解产生水和氧气，故文字表达式为： （3）①对比实验要求变量唯一，图2、图3中都有催化剂1.5mg或5.6mg时对分解速率的影响，则对比1.5mg或5.6mg的二氧化锰和过氧化氢酶催化过氧化氢分解曲线； ②则对比1.5mg或5.6mg的二氧化锰和过氧化氢酶催化过氧化氢分解曲线可知，压强变化相等(即产生气体体积相等)时，过氧化氢酶所需时间短，说明过氧化氢酶催化能力比二氧化锰强； （4）图3中三条曲线中二氧化锰质量不同，说明过氧化氢的分解速率与二氧化锰（催化剂）的质量有关； （5）由图2和图3中的曲线可知，最终生成氧气的量相等，则催化剂对最终产生氧气的量无影响； （6）A、催化剂能加快化学反应速率，选项正确； B、同一个化学反应可以有多种催化剂，如过氧化氢分解可以用二氧化锰或过氧化氢酶CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等进行催化，选项正确； C、MnO2不只能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还能作其他一些反应的催化剂，如氯酸钾分解，选项错误； D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，如二氧化锰在过氧化氢分解中是催化剂，在高锰酸钾分解中是生成物，选项正确； 故选ABD。 （7）由题中所给信息“已知过氧化氢溶液分解为放热反应，当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果”，可推测当过氧化氢酶过大，导致过氧化氢分解速率过快，单位时间内放热太多，温度过高，过氧化氢酶的催化活性会突然降低，使实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。 【变式9-3】（25-26九年级上·江苏盐城·阶段检测）化学反应需要一定的条件，调控化学反应具有重要意义。 (1)将食品置于冰箱中保存可减缓变质，原理是______________能影响化学反应。 (2)某小组按下列实验方案探究过氧化氢分解的影响因素，实验用到的H2O2溶液体积为10mL，在室温下进行。 实验 过氧化氢溶液的浓度 催化剂种类 20秒收集到氧气的体积/mL a 5 无 几乎无 b 5 0.5gCuO 10 c 5 0.5gMnO2 30 d 10 0.5gMnO2 150 ①取用二氧化锰的仪器是_______(填序号)。 A．燃烧匙　　　B．药匙　　　C．坩埚钳　　　D．胶头滴管 ②实验c和d用于探究_______对过氧化氢分解快慢的影响。 ③依据实验b和_______(填编号)的数据，得出催化能力：MnO2>CuO；写出实验d反应的文字或符号表达式_______ ④在上述实验的基础上，小玮同学提出质疑：过氧化氢溶液由水和过氧化氢组成，也可能是二氧化锰加快水的分解产生氧气。请你设计一个实验证明小玮的猜想____________。 (实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂及用品有：过氧化氢溶液、水、二氧化锰、带火星的木条) (3)研究和调控化学反应能提升物质变化的应用价值。 ①在密闭玻璃罩内放置一根点燃的蜡烛。测定从点燃到熄灭过程中气体浓度(体积分数)的变化，结果如图。 为了探究蜡烛熄灭的原因，用CO2占80%、O2占20%的混合气体重做实验，将燃着的蜡烛伸入混合气体中，发现蜡烛_______(填“能”或“不能”)正常燃烧，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。 ②在密闭玻璃罩内放置三根点燃的蜡烛，观察到长蜡烛先熄灭，接着短蜡烛熄灭，中间蜡烛最后熄灭。测定从点燃到熄灭过程中氧气浓度(体积分数)的变化。下列解释或结论合理的是_______。 A．开始燃烧释放热的CO2，升到上方隔氧，长蜡烛先熄灭 B．长蜡烛熄灭后，CO2降温，降到下方隔氧，短蜡烛熄灭 C．一段时间后，玻璃罩内氧气消耗完，中间蜡烛最后熄灭 D．冷CO2的密度比同温时O2的大，但热CO2的密度可能比冷O2小 【答案】(1)温度 (2) B 过氧化氢溶液的浓度 c 取两支试管，分别加入等体积的水、过氧化氢溶液，再向两支试管中分别加入等量的二氧化锰，将带火星的木条分别伸入两支试管中。若加入水的试管中木条不复燃，加入过氧化氢溶液的试管中木条复燃，说明二氧化锰不能加快水的分解产生氧气（合理即可） (3) 能 ABD 【解析】（1）将食品置于冰箱中，温度降低，化学反应速率减慢，从而减缓变质，说明温度能影响化学反应。 （2）①二氧化锰是粉末状固体，取用粉末状固体药品的仪器是药匙，故选B。 ②实验c和d中，过氧化氢溶液的浓度不同，催化剂种类相同，用于探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解快慢的影响。 ③实验b和c中，过氧化氢溶液浓度相同，催化剂种类不同，20秒收集到氧气的体积分别是10mL（使用CuO）、30mL（使用MnO2），可得出催化能力：MnO2＞CuO； 实验d中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为。 ④设计实验：取两支试管，分别加入等体积的水、过氧化氢溶液，再向两支试管中分别加入等量的二氧化锰，将带火星的木条分别伸入两支试管中。若加入水的试管中木条不复燃，加入过氧化氢溶液的试管中木条复燃，说明二氧化锰不能加快水的分解产生氧气，从而证明小玮的猜想错误。 （3）①空气中氧气浓度约为21%，此时蜡烛可燃烧，根据图像，蜡烛熄灭时，氧气浓度略高于16%。用CO2占80%、O2占20% 的混合气体实验，氧气浓度为20%，20%＞16%，若蜡烛能正常燃烧，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。 ②A、蜡烛燃烧释放热，CO2受热密度变小升到上方，长蜡烛先因缺氧熄灭，解释合理。 B、长蜡烛熄灭后降温，CO2密度变大降到下方，短蜡烛熄灭，解释合理。 C、玻璃罩内氧气不会完全消耗完，只是浓度降低到不足以支持燃烧，结论不合理。 D、冷CO2密度比冷O2大，但热CO2密度可能比冷O2小，导致热CO2聚集在最上方，因此长蜡烛先熄灭，解释合理。 故选ABD。 ▌题型10 简易供氧器及特殊场合的氧气制备原理 1．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： 2. 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。 3. 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。 4 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。 5 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。 【典例10】（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图为便携式制氧机工作原理示意图。下列说法错误的是 A．“反应仓”中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B．“过滤仓”中水能湿润氧气 C．观察“过滤仓”中气泡的快慢可以判断氧气排出的速率 D．多功能瓶可作为加湿过滤仓，与人口鼻相连的是b管 【答案】D 【解析】A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则反应仓中的液体药品可以是过氧化氢溶液，不符合题意；B、将氧气通入水中后再收集，利用了氧气不易溶于水的性质，能湿润氧气，不符合题意；C、将氧气通入水中，可通过产生气泡的快慢判断氧气排出的快慢，不符合题意；D、氧气不易溶于水，密度比水小，为了使氧气被充分湿润，气体应从长管b通入，从短管a导出，因此a管与病人相连则右图中，将氧气符合题意。故选D。 【变式10-1】（2026·江苏盐城·一模）氧气是重要的气体 I．实验室制氧气 (1)写出仪器的名称：① ___________ ；② ___________。 (2)用分解H2O2溶液的方法来制取氧气，可选用的发生装置为___________(填字母)；用E装置收集氧气时，导管口出现___________现象时开始收集。用F装置收集氧气，验满时带火星木条应放在___________(填“a”或“b”)处；若用F装置装满水收集氧气，氧气应从___________(选填“a”或“b”)端通入。 (3)用加热分解KMnO4的方法制取干燥的氧气，在装置A-E中可选用的制取组合为___________(填字母)，试管口放一团棉花，可防止___________。充分加热KMnO4，实际产氧量明显高于理论值的可能原因是___________。 Ⅱ．家庭制氧气 (4)下图是某家用制氧机的工作原理示意图。在反应仓中第一步加入水、粉末状过碳酸钠，第二步加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。其中过滤仓的作用有___________。 A．增加氧气的湿度 B．除去氧气中杂质 C．利于观察氧气输出速率 Ⅲ．太空制氧气 我国空间站的再生氧系统，成功实现了氧气资源100%再生。 (5)电解制氧气是核心，电解水过程中能量转化的形式为___________。用电解水产生的H2和收集的废气CO2进行催化反应，重新生成水和甲烷。该反应生成的液态水(为目标生成物)可循环利用，以实现再生O2.化学过程中原子的经济性常用原子的利用率[(目标产物中某原子总数/反应物中该原子总数)×100%]来衡量，该反应中氢原子的利用率是___________。 【答案】(1) 铁架台 水槽 (2) A 气泡连续、均匀冒出 a a (3) BD 加热时高锰酸钾粉末进入导管 反应生成的锰酸钾受热分解也会产生氧气 (4)ABC (5) 电能转化为化学能 50% 【解析】（1）略。 （2）该反应反应物为固液混合物、不需要加热，选固液不加热型发生装置A；排水法收集氧气时，初始排出的是装置内空气，需要待导管口出现气泡连续、均匀冒出时再开始收集；F为万能瓶，氧气密度大于空气，用排空气法收集时氧气从长管b进入，空气从短管a排出，因此验满时带火星木条放在a处；若F装满水排水收集氧气，氧气密度远小于水，氧气从短管a通入，水从长管b排出。 （3）该反应为固体加热型，发生装置选B；要收集干燥的氧气，不能用排水法，氧气密度大于空气，选向上排空气法D，故装置组合为BD；试管口棉花的作用是防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管；实际产氧量高于理论值，是因为高锰酸钾分解生成的锰酸钾在加热条件下还能继续分解释放氧气，因此总产氧量偏高。 （4）氧气通过过滤仓的水，既可以增加氧气湿度，也可以过滤除去氧气带出的杂质，还可以通过气泡速率观察氧气输出的速率，因此三个选项都正确。 （5）电解水过程消耗电能，转化为氢气、氧气中的化学能，能量转化为电能转化为化学能；氢气和二氧化碳反应生成水和甲烷，配平后化学方程式为：，题目说明液态水是目标生成物，反应物中总氢原子数为4×2=8，目标产物水中氢原子数为2×2=4，因此氢原子利用率为。 【变式10-2】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）氧气是一种重要的气体，人们一直在寻找各种方法以获得所需的氧气。 (一)课堂分组实验：实验室制氧气 (1)实验室用加热氯酸钾制取较纯净的氧气，反应的文字表达式为___________。其中黑色固体的作用是___________。 (2)用排水法收集氧气的正确的操作步骤顺序是___________(填数字编号)。 ①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中 ②将装满水的集气瓶倒置在水槽中 ③当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水槽正放在桌上 (3)收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是___________。 A．收集前，集气瓶中未注满水 B．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 C．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收 (4)如图所示的“储气瓶”储满氧气，若要将“储气瓶”中的氧气从e管导出，具体操作___________。 (5)若要测量生成氧气的体积，可以选择下面的装置___________。 (二)兴趣化实验：自制“制氧机” 兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”，如下图所示。A是过碳酸钠(白色固体)，过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。B是二氧化锰黑色粉末。制氧时，在反应仓中加入适量水，再依次加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，纯化仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式为___________。 (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 A．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．经过纯化仓的氧气更湿润 C．纯化仓可以观察氧气的流速 D．经过纯化仓可去除少量固体杂质 (8)同学们又利用两只饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品设计并制作了三套装置如图所示。右瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品后，发现有缺陷的装置是___________(选填“甲”“乙”或“丙”)。 【答案】(1) 催化作用 (2)②①③ (3)AC (4)打开分液漏斗，向储气瓶中加水 (5)b (6) (7)BCD (8)乙 【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：； 该反应中，二氧化锰为黑色固体，起催化作用。 （2）用排水法收集氧气时，现将装满水的集气瓶倒置在水槽中，然后将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中，待收满后，先在水下盖上玻璃瓶，再将集气瓶移出水槽正放在桌上，则顺序为②①③。 （3）A、若收集前集气瓶中未住满水，则其中含有空气，会使氧气纯度偏低，符合题意； B、若收集完成后，集气瓶中仍含有水，不会影响氧气纯度，不符合题意； C、由于刚产生的气泡为空气，则未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集，会使氧气纯度偏低，符合题意。 故选AC。 （4）如图所示的“储气瓶”储满氧气，由于氧气不易溶于水，密度比水小，若要将“储气瓶”的氧气从e管导出，具体操作是打开分液漏斗的活塞，向储气瓶里加水。 （5）测量生成氧气的体积，应测量排出水的体积，排水法测量气体体积时，氧气不易溶于水，利用气体压强将同体积的水排入量筒，从而得到气体的体积，要从短管进气，长管出水，更利于水的排出，故选b。 （6）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：。 （7）A、由于用氯酸钾和二氧化锰制取氧气需要加热，则反应仓的药品不可以是氯酸钾和二氧化锰，该选项说法错误； B、纯化仓中的水使氧气具有一定的湿度，适合人们呼吸，则经过纯化仓的氧气更湿润，该选项说法正确； C、纯化仓中可以通过气泡观察氧气生成的速率，则纯化仓可以观察氧气的流速，该选项说法正确； D、气体经过纯化仓中的水时，可去除少量固体杂质，该选项说法正确。 故选BCD。 （8）乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置有缺陷。 【变式10-3】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）现有如图所示仪器和装置，请回答下列问题： (1)写出装置图中仪器的名称①_________、②_________； (2)实验室用加热高锰酸钾制取氧气时，若要收集一瓶较纯净的氧气，写出该反应的表达式：_________。可选用的发生和收集装置是_________，该发生装置有一处不足之处就是在试管口没有放一团棉花，棉花的作用是_________；其开始收集气体的现象是_________。 (3)实验室可用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是_________，其中二氧化锰起_________作用，写出该反应的表达式：_________。 (4)如果用F装置收集氧气，应从_________（填“m”或“n”）口通入氧气。 (5)氨气是一种无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，密度比空气的小，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物的方法制取氨气，则实验室制取并收集氨气应选择的装置组合是_________（填序号）。 (6)丙同学查阅资料，利用实验室的药品和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图： 【资料】过硫酸钠（）与水反应可以生成和。 【操作】在大塑料瓶和小塑料瓶中加入水，然后再往大塑料瓶中加入过硫酸钠。 【现象】大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶也有气泡冒出。 【评价】①小塑料瓶中装水的目的是_________。 ②反应一段时间后，检验鼻氧管出气孔处有的操作是_________。 【答案】(1) 铁架台 水槽 (2) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 AE 防止固体粉末进入导管 导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集 (3) B 催化 过氧化氢水+氧气 (4)m (5)AD (6) 通过观察气泡产生的速率，判断氧气产生的速率（或湿润氧气等） 将带火星的木条放在出气孔处，若木条复燃，则证明有氧气 【解析】（1）图中仪器①为铁架台，仪器②为水槽。 （2）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；因为该反应的反应物状态为固体，反应条件需要加热，所以发生装置选A，氧气密度比空气大，可采用向上排空气法收集，此方法收集的氧气较干燥，氧气不易溶于水，可采用排水法收集，此方法收集的氧气较纯净，则要收集较纯净的氧气，收集装置选E，故发生和收集装置是AE。在试管口放一团棉花的作用是防止固体粉末进入导管。开始收集气体的现象是导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集，刚冒出气泡时，是装置内排出的空气，不能立即收集。 （3）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，由于反应物的状态是固体和液体，反应条件不需要加热，故发生装置选B。其中二氧化锰起催化作用，能加快反应速率。过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气。 （4）因为氧气密度比空气大，用F装置收集氧气时，应从长管m口通入氧气，将空气从短管n口排出。 （5）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物的方法制取氨气，由于反应物的状态是固体，反应条件需要加热，故发生装置选A。氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，可用向下排空气法收集，收集装置选D，所以实验室制取并收集氨气应选择的装置组合是AD。 （6）①小塑料瓶中装水的目的是通过观察气泡产生的速率，从而判断氧气产生的速率，另外水还可以湿润氧气。 ②氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此检验鼻氧管出气孔处有O2的操作是将带火星的木条放在出气孔处，若木条复燃，则证明有氧气。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 氧气的制备（题型突破·举一反三） 题型01 工业制取氧气 题型02 过氧化氢制取氧气实验 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 题型04 分解氯酸钾制取氧气 题型05 催化剂 题型06 氧气的制取中装置的选择 题型07 分解反应 题型08 制取氧气实验的图像问题 题型09 和催化剂有关的探究题 题型10 简易供氧器及特殊场合的氧气制备原理 ▌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 。该方法是 变化。 具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的 先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态 ，将其加压贮存在钢瓶中备用即可 膜分离制氧（ 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（ 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】（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。请回答下列问题。 (1)经过步骤A处理后的空气属于___________(填“纯净物”或“混合物”)，步骤B中所发生的变化属于___________(填“物理”或“化学”)变化。 (2)步骤C的原理是利用氮气和氧气的___________不同，将氮气和氧气分离开来。 (3)嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是___________。 (4)氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是___________(填下列字母)。 a．气焊    b．急救    c．作燃料    d．潜水 (5)液氮通常储存于___________色的钢瓶中，通常把氧气加压贮存在___________色的钢瓶中。 (6)根据表中数据判断：工业上制取氧气，控制温度T在___________℃范围内，可以将表中液态空气内的氮气分离出来。 物质 沸点/℃ 100 【变式1-1】（2026·江苏苏州·二模）利用物质性质差异进行分离提纯。下列分离方法不是利用沸点差异的是 A．用磁铁分离铁粉、铜粉 B．分离液态空气获得氧气 C．蒸馏海水获得淡水 D．蒸发食盐水获得氯化钠 【变式1-2】（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）气体分离方法有深冷法、吸附法和膜分离法等。 深冷法是将气体降温液化，再利用不同气体沸点差异气化分离，部分气体的沸点为：（-253℃）、（-196℃）、（-183℃）；吸附法是加压使气体被吸附剂吸附，降压可解吸附，实现分离。降压时沸点低的气体先解吸附（原理见图甲）；膜分离法能耗低易操作，用有机高分子膜分离气体的原理如图乙所示一种无机钙钛矿透氧膜分离空气可得纯度达100%的，其原理为先形成，填补膜中“氧空穴”，膜中再在另一侧转为（如图丙所示）。 (1)用深冷法分离和，控温在-200℃时，氮为__________态。 (2)吸附法分离和，降压时，先解吸附的气体是__________。 (3)有机高分子膜分离中，直径比膜的孔径__________的分子可以通过膜。膜分离法的优点是__________。 (4)关于两种膜分离法的叙述正确的是 。 A．比直径小，也能进入氧空穴 B．不能直接填补“氧空穴”穿过透氧膜 C．乙图和丙图分离过程均只发生物理变化 (5)将空气液化再升温分离制取氧气属于__________法，该方法制氧的缺点是：__________。 (6)提纯氢气还可以用CaO作为吸附剂吸收除去。 使用一段时间后氧化钙会转化为碳酸钙而失效。失效的吸附剂经煅烧可再次投入使用，但经多次循环后，吸附效果仍会降低，固体结构变化如图所示，请分析吸附剂效果降低的原因是__________。 【变式1-3】（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。 ▌题型02 过氧化氢制取氧气实验 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 , 符号表达式为 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】（25-26九年级下·江苏连云港·期中）利用图1装置研究过氧化氢制氧气的反应，所得结果如图2所示。下列说法不正确的是 A．图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B．该实验能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用 C．对比ab段和bc段，可以判断过氧化氢溶液的反应放热 D．比较曲线①②可知，适当增加溶液的浓度，可以使反应加快 【变式2-1】（2026·江苏苏州·二模）在双氧水制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是 A．酒精灯 B．试管 C．集气瓶 D．分液漏斗 【变式2-2】（2026·江苏连云港·一模）实验室分解过氧化氢溶液制氧气，并进行氧气性质实验。下列实验操作不规范的是 A．检查气密性 B．收集氧气 C．取用液体 D．硫燃烧 【变式2-3】（25-26九年级上·江苏镇江·期中）实验室用H2O2溶液和MnO2制取、验证O2性质，并回收 MnO2，下列图示装置和操作不能达到实验目的的是 A．制取O2 B．收集O2 C．验证O2性质 D．回收MnO2 ▌题型03 高锰酸钾制取氧气实验 1．药品：高锰酸钾（ 色固体） 2．原理： 文字表达式： 符号表达式： 3．装置： （1）发生装置：加热固体制气体（ 型装置） （2）收集装置： ①排水法收集：依据氧气 溶于水且不与水反应。 ②向上排空气法收集：依据氧气的 。 4．主要实验步骤： （1）查：组装仪器，检查 ； （2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； （3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热（记得先 ，防止试管受热不均破裂）； （5）收：用排水法收集氧气； （6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止 ）； （7）熄：熄灭酒精灯。 可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。 5．验满方法 （1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将 木条放在 ，若木条复燃，证明已收集满。 6．放置方法： 在桌子上，并盖上 。 【典例3】（25-26九年级上·江苏南通·期末）实验室用高锰酸钾制取氧气、氧气的性质实验的实验装置及操作正确的是 A．装置甲加入试剂 B．装置乙制取氧气 C．装置丙收集氧气 D．装置丁进行铁丝在氧气中燃烧 【变式3-1】（2026·江苏连云港·中考真题）实验室用制取并进行性质实验。下列装置和操作能达到目的的是 A．制取 B．收集 C．验满 D．Fe丝在中燃烧 【变式3-2】（2025·江苏南京·中考真题）在图示实验室制取氧气的实验过程中，下列操作不规范的是 A．检查装置气密性：先把导管伸入水中，再用手紧握试管 B．加热试剂：先让试管均匀受热，再对高锰酸钾所在的部位加热 C．收集气体：导管口刚开始有气泡放出时，立即收集气体 D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯 【变式3-3】（24-25九年级上·江苏镇江·阶段检测）用高锰酸钾制取氧气，剩余固体的质量随加热时间的变化如图所示。下列分析不正确的是 A．反应中固体质量减少是因为生成了氧气逸出 B．0～t1反应未开始是因未达到固体反应的温度 C．t1～t2反应过程中固体成分有3种 D．t2以后，剩余固体中氧元素的质量为零 ▌题型04 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： , 符号表达式： 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4】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）下图是氯酸钾和二氧化锰制取O2的反应机理。下列说法中正确的是 A．反应Ⅰ、Ⅱ都是分解反应 B．反应过程中MnO2需要不断添加 C．不使用MnO2，生成的O2会减少 D．总反应符号表达式： 【变式4-1】（25-26九年级上·江苏扬州·期中）用氯酸钾制氧气时，错把高锰酸钾当二氧化锰混入，其结果是 A．反应速率加大，生成氧气的质量不变 B．反应速率不变，生成氧气的质量不变 C．反应速率加大，生成氧气的质量增加 D．反应速率不变，生成氧气的质量增加 【变式4-2】（25-26九年级上·江苏南通·期中）某同学围绕氯酸钾(熔点为356℃)制取氧气展开实验探究。 步骤I：向试管中加入少量氯酸钾后，将高温传感器探头插入试剂内，把氧气传感器插放在试管口(氧气传感器测量极值约为29%)，如图所示； 步骤II：点燃酒精灯加热试管。测定试管中氧气含量随温度变化情况如图所示。 下列说法不合理的是 A．氯酸钾分解温度大于其熔点 B．该实验中，加热时试管口应略向下倾斜，以防止冷凝水倒流，引起试管炸裂 C．在氯酸钾分解前，测得氧气含量略有下降的原因可能是加热时试剂中含有的水汽化，稀释了氧气的浓度 D．不加催化剂，氯酸钾受热会分解产生氧气 【变式4-3】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）氯酸钾制氧气时把高锰酸钾当作二氧化锰加入后，则说法正确的是 A．高锰酸钾是氯酸钾分解的催化剂 B．反应速率不变 C．反应速率加快，生成氧气总量增加 D．催化剂反应前后物理性质可能改变 ▌题型05 催化剂 1．催化剂概念 在化学反应中,能 其他物质的化学反应的 ，而本身的 , 在反应前后都 的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫 2．催化剂特点 （1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（ ），本身的 和 不变。 （2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 （3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有 。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 3．对催化剂的理解 （1）催化剂 改变生成物的质量 （2）催化剂不是 也不是 （写在 上） （3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能 ，某一反应的催化剂可能 4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明 ：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明 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 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。 5．影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 【典例5】（25-26九年级上·江苏南京·期中）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．在化学反应后其化学性质发生了变化 D．化学反应都要使用催化剂 【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】（2026·江苏无锡·二模）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 mL4%的溶液 无 ② 0.2 g粉末 ③ 0.2 g粉末 A．曲线a说明在常温下分解缓慢 B．对比实验①和②，说明能加速分解，是分解的催化剂 C．使分解加速的效果比好 D．实验②和③中，等质量完全分解产生氧气质量相等 【变式5-3】（25-26九年级上·江苏扬州·期末）下表探究影响过氧化氢分解速率因素的四组实验记录： 实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 温度/℃ 反应时间/min 生成氧气的体积/mL ① 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g MnO2 20 5 220 ② 50mL 10% 过氧化氢溶液 ag MnO2 20 5 430 ③ 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g CuO 20 5 180 ④ 50mL  5% 过氧化氢溶液 0.5g MnO2 40 5 350 下列说法不正确的是 A．实验②中a的值是0.5 B．CuO对过氧化氢分解的催化效果好于MnO2 C．实验①④说明其他条件相同，温度越高，过氧化氢分解越快 D．还可以测定收集相同体积的氧气所需反应时间来判断过氧化氢分解的快慢 ▌题型06 氧气的制取中装置的选择 药品 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰 反应原理 、 发生装置 固固加热型 固液常温型 a.操作简便，适宜制取少量气体；b.便于添加液体药品；c.可以控制反应速率；d.可以控制反应的发生和停止 注意事项 ①试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂； ②铁夹应夹在试管中上部； ③加热高锰酸钾时要在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管 ①若使用长颈漏斗，则长颈漏斗下端应在液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗溢出； ②用装置d进行气体的制取实验时，固体药品必须为块状或颗粒状 收集装置 或 选择依据 氧气的密度比空气的 、 溶于水 注意事项 ①用排水法收集气体时，应当等到气泡连续并较均匀的放出后再收集气体，否则气体不纯。实验结束先撤离导管，再熄灭酒精灯，防止倒吸； ②排空气法收集气体时导管伸入集气瓶底部的目的是便于排净集气瓶内的空气 检验 将 伸入集气瓶中，若 ，则为氧气 验满 将 ，木条复燃，说明氧气已集满(若用排水法收集时，集气瓶口有大量气泡冒出，则说明氧气已集满) 【典例6】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）某化学兴趣小组同学以“制取氧气”为主题开展项目式学习。 【任务一】实验室制取氧气 (1)写出图中带标号仪器的名称；①___________；②___________。 (2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，制取装置组合可选择___________(填字母编号)，该反应的文字表达式是___________。 (3)若要收集较纯净的氧气，应从A-E装置中选用___________装置，当观察到___________时表明氧气已集满，若该方法收集的氧气不纯，可能的原因是___________。 (4)若用F装置收集氧气验满时，带火星的木条是放在___________(填：“a”或“b”)管口处。 (5)用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气，若其他条件不变，所用二氧化锰的量偏多，则制得氧气的质量___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，二氧化锰所起的作用是___________。 (6)分子筛制氧机：以空气为原料，空气经过分子筛时氮气被吸附，氧气通过，获得高浓度的O2.其微观示意过程如图1所示，分离过程中的变化属于___________(填“物理”或“化学”)变化。 (7)化学药剂制氧机：如图2是某品牌制氧机的工作原理示意图。 在反应仓中第一步加入水、粉末状过碳酸钠()，第二步加入粉末状二氧化锰，与第一步生成的某种产物反应，即产生氧气。该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步：___________(用符号表达式表示) (8)某家庭制氧机上有湿化瓶装置，湿化瓶装置类似于图3。关于该装置，下列说法正确的是___________。 A．b导管连接制氧机 B．b导管连接病人吸氧的塑料管 C．可以观察氧气生成的速率 【变式6-1】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）下图是实验室中常见的气体制备和收集装置。 (1)仪器①、②的名称：①___________，②___________。 (2)实验室常用A装置完成高锰酸钾制氧气，该反应的化学方程式为___________，实验时A装置需进行的调整是___________。将A和F连接制取氧气，实验结束时应先___________(填“a”或“b”)。 a.将导管移出水面    b.熄灭酒精灯 (3)若选用E装置收集氧气，验满的具体操作、现象、结论是___________。 (4)实验室用双氧水和二氧化锰制氧气时，与装置B对比，选用C作发生装置的优点是___________。若选用D装置，图中为药品加入完毕后的状态，要使反应进行，应进行的操作是___________。 (5)若直接用30%的双氧水利用C装置制取氧气，反应速率太快。为获得较为平稳的气流，如图所示发生装置中能达到最佳效果的是___________(填序号)。 【变式6-2】（25-26九年级上·江苏·期中）氧气（）在生产、生活和生命活动中发挥着重大作用。 I．工业制氧：将空气除尘净化、加压、降温、蒸发可以制得大量液态氧气。 (1)该制氧过程是利用混合物中各成分的_________不同进行分离，此时得到的液氧属于_________（填“纯净物”或“混合物”）。 Ⅱ．实验室制氧：实验室有高锰酸钾、二氧化锰、双氧水以及下列装置。 (2)仪器①的名称是_________。 (3)用A装置制取，反应的文字表达式为___________。 (4)利用双氧水制取并收集一瓶较纯净的，需选择的装置有_____（从A-E中选择），当观察到______________，则说明氧气已收集满。 Ⅲ．混制“富氧空气”：用纯氮气、氧气及F装置，混制一瓶氧气体积分数为40%的“富氧空气”。 (5)先从导管_______（填“a”或“b”）口通入氮气，排出一部分水，然后再通入氧气排出水。 【变式6-3】（25-26九年级上·江苏盐城·期中）实验室制氧气。 (1)写出编号①______、②______的仪器名称，高锰酸钾制氧气时发生装置应选用______(填序号，下同)，写出该反应的符号表达式______。该反应属于______反应。(填基本反应类型)。要收集较为纯净的氧气最好选用_____装置收集，该方法导致收集到氧气的浓度偏低的错误操作：______。 a.收集气体前，集气瓶中没有注满水 b.导管口开始有气泡冒出，就立刻收集 c.收集气体后，集气瓶中仍有少量水 (2)氧气也可以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取，要收集一瓶干燥的氧气，所选制取装置组合为_____(A-E)中选择，用该方法收集时，检验氧气是否集满的方法是：_____。 (3)某同学设计的“鱼菜共生”系统中利用了“可控缓慢供氧”装置F。该装置的特点______。利用溶解氧传感器监测氧气制取过程中，其中微孔氧棒的作用是______。 ▌题型07 分解反应 1. 概念：由 的反应。 2．特点： 。 3. 表达式：A→B+C+……。 【典例7】（25-26九年级上·江苏徐州·期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【变式7-1】（25-26九年级上·江苏苏州·期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【变式7-2】（25-26九年级上·江苏常州·期中）下列反应中既不是化合反应，又不是分解反应的是 A．加热氯酸钾制氧气 B．木炭在氧气中燃烧 C．“铜绿”受热变黑 D．石蜡在空气中燃烧 【变式7-3】（25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测）化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图所示关系的是 A B C D X 分解反应 纯净物 化合反应 缓慢氧化 Y 化合反应 混合物 氧化反应 燃烧 A．A B．B C．C D．D ▌题型08 制取氧气实验的图像问题 一般情况下，横坐标为 ，纵坐标为 或者某种元素 等，反映出制备氧气实验中，某种物理量随着时间变化规律，如下图示例所示。 【典例8】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）下图所示的四个图像，能正确反映对应变化关系的是 A．测定空气中氧气的含量 B．加热一定量锰酸钾 C．向一定量的MnO2中加入H2O2溶液 D．加热等质量的氯酸钾 【变式8-1】（25-26九年级上·江苏常州·阶段检测）有两份质量相等的氯酸钾，一份(a)中加入少量高锰酸钾，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量()与反应时间()的关系图正确的是 A． B． C． D． 【变式8-2】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）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不正确的是 A．c可以代表KCl B．t2时刻后，开始产生O2 C．t1时刻后，KMnO4开始分解 D．t1～t2时刻间，固体中有三种含钾元素物质 【变式8-3】（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）下列四个图像，能正确反映对应关系的是 A．利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量 B．过氧化氢溶液在有无催化剂条件下制氧气 C．加热一定量的高锰酸钾 D．加热高锰酸钾制取氧气 ▌题型09 和催化剂有关的探究题 1．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明 ：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明 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 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。 2．影响某反应的反应速率的因素 反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 【典例9】（25-26九年级上·江苏镇江·期中）某同学对催化过氧化氢分解的催化剂产生了兴趣，并进行了如下探究： 【提出问题】过氧化氢分解只能用二氧化锰作为催化剂吗？ 【猜想与假设】能催化过氧化氢分解的催化剂不一定只有二氧化锰一种。 【设计实验】实验装置如图所示。 实验编号 温度/℃ 物质种类(取0.15g) 待测数据 ① 20 _______ a ② 20 氯化铁 b ③ 20 硫酸铜 c (1)实验①与实验②和③对照为了证明：_______；要定量比较反应快慢，待测数据为相同时间内_______。 (2)通过比较发现，在相同时间内a<c，该同学认为硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，你是否赞同他的观点？请说明理由：_______。 【得出结论】进一步实验得出氯化铁和硫酸铜都可以作过氧化氢分解的催化剂。 (3)用图1装置测量双氧水反应速率，图2是该实验中双氧水分解生成氧气的速率随反应时间变化的示意图(提示：连注射器的小试管和套在外面带支管的大试管不相通)。 ①将注射器中的双氧水推入小试管，观察到U型管中液面变为左低右高，原因是：_______。 ②双氧水分解速率先变快的原因是：_______。 ③双氧水分解速率后来又变慢的原因是：_______。 【变式9-1】（2026·江苏苏州·一模）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 【变式9-2】（25-26九年级上·江苏苏州·期中）某同学用过氧化氢溶液清洗伤口时发现过氧化氢溶液接触伤口后产生气泡的速度会变快。人体有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解。他对过氧化氢酶产生了兴趣，并和同学们进行了探究。 【进行实验】 ①连接好装置，检查装置的气密性。 ②取1.5 mg过氧化氢酶和8 mL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2 mL气体，用注射器B将2 mL H2O2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同学们用图1的密闭装置分别再用3.1 mg、5.6 mg过氧化氢酶及1.5 mg、5.6 mg、10.7 mg二氧化锰作催化剂，其他实验条件相同，用压强传感器测得装置内压强的变化曲线如图2、3。 【讨论交流】 (1)步骤③，先用注射器A从容器中抽出2 mL气体的目的是___________。 (2)写出图3中发生反应的文字（或符号）表达式_______。 (3)对比_____mg的过氧化氢酶和二氧化锰对H2O2分解的影响曲线，可说明过氧化氢酶的催化能力比二氧化锰_____（填“强”或“弱”）。 (4)分析图3中三条曲线，说明过氧化氢的分解速率与_______有关。 (5)由图2和图3可知，催化剂对最终产生氧气的量_____（填“有”或“无”）影响。 (6)查阅资料得知，CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是_____（填字母）。 A．催化剂能加快化学反应速率 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 D．用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物 【拓展提升】 (7)已知过氧化氢溶液分解为放热反应，当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果。同学们推测加入过氧化氢酶质量过大，会导致实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。请说明理由_______。 【变式9-3】（25-26九年级上·江苏盐城·阶段检测）化学反应需要一定的条件，调控化学反应具有重要意义。 (1)将食品置于冰箱中保存可减缓变质，原理是______________能影响化学反应。 (2)某小组按下列实验方案探究过氧化氢分解的影响因素，实验用到的H2O2溶液体积为10mL，在室温下进行。 实验 过氧化氢溶液的浓度 催化剂种类 20秒收集到氧气的体积/mL a 5 无 几乎无 b 5 0.5gCuO 10 c 5 0.5gMnO2 30 d 10 0.5gMnO2 150 ①取用二氧化锰的仪器是_______(填序号)。 A．燃烧匙　　　B．药匙　　　C．坩埚钳　　　D．胶头滴管 ②实验c和d用于探究_______对过氧化氢分解快慢的影响。 ③依据实验b和_______(填编号)的数据，得出催化能力：MnO2>CuO；写出实验d反应的文字或符号表达式_______ ④在上述实验的基础上，小玮同学提出质疑：过氧化氢溶液由水和过氧化氢组成，也可能是二氧化锰加快水的分解产生氧气。请你设计一个实验证明小玮的猜想____________。 (实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂及用品有：过氧化氢溶液、水、二氧化锰、带火星的木条) (3)研究和调控化学反应能提升物质变化的应用价值。 ①在密闭玻璃罩内放置一根点燃的蜡烛。测定从点燃到熄灭过程中气体浓度(体积分数)的变化，结果如图。 为了探究蜡烛熄灭的原因，用CO2占80%、O2占20%的混合气体重做实验，将燃着的蜡烛伸入混合气体中，发现蜡烛_______(填“能”或“不能”)正常燃烧，说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。 ②在密闭玻璃罩内放置三根点燃的蜡烛，观察到长蜡烛先熄灭，接着短蜡烛熄灭，中间蜡烛最后熄灭。测定从点燃到熄灭过程中氧气浓度(体积分数)的变化。下列解释或结论合理的是_______。 A．开始燃烧释放热的CO2，升到上方隔氧，长蜡烛先熄灭 B．长蜡烛熄灭后，CO2降温，降到下方隔氧，短蜡烛熄灭 C．一段时间后，玻璃罩内氧气消耗完，中间蜡烛最后熄灭 D．冷CO2的密度比同温时O2的大，但热CO2的密度可能比冷O2小 ▌题型10 简易供氧器及特殊场合的氧气制备原理 1．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 ，方便携带；能持续 ，供氧过程不产生有害气体；设计气流阀门，调控 。 经典装置： 2. 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。 3. 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。 4 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。 5 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。 【典例10】（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图为便携式制氧机工作原理示意图。下列说法错误的是 A．“反应仓”中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B．“过滤仓”中水能湿润氧气 C．观察“过滤仓”中气泡的快慢可以判断氧气排出的速率 D．多功能瓶可作为加湿过滤仓，与人口鼻相连的是b管 【变式10-1】（2026·江苏盐城·一模）氧气是重要的气体 I．实验室制氧气 (1)写出仪器的名称：① ___________ ；② ___________。 (2)用分解H2O2溶液的方法来制取氧气，可选用的发生装置为___________(填字母)；用E装置收集氧气时，导管口出现___________现象时开始收集。用F装置收集氧气，验满时带火星木条应放在___________(填“a”或“b”)处；若用F装置装满水收集氧气，氧气应从___________(选填“a”或“b”)端通入。 (3)用加热分解KMnO4的方法制取干燥的氧气，在装置A-E中可选用的制取组合为___________(填字母)，试管口放一团棉花，可防止___________。充分加热KMnO4，实际产氧量明显高于理论值的可能原因是___________。 Ⅱ．家庭制氧气 (4)下图是某家用制氧机的工作原理示意图。在反应仓中第一步加入水、粉末状过碳酸钠，第二步加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。其中过滤仓的作用有___________。 A．增加氧气的湿度 B．除去氧气中杂质 C．利于观察氧气输出速率 Ⅲ．太空制氧气 我国空间站的再生氧系统，成功实现了氧气资源100%再生。 (5)电解制氧气是核心，电解水过程中能量转化的形式为___________。用电解水产生的H2和收集的废气CO2进行催化反应，重新生成水和甲烷。该反应生成的液态水(为目标生成物)可循环利用，以实现再生O2.化学过程中原子的经济性常用原子的利用率[(目标产物中某原子总数/反应物中该原子总数)×100%]来衡量，该反应中氢原子的利用率是___________。 【变式10-2】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）氧气是一种重要的气体，人们一直在寻找各种方法以获得所需的氧气。 (一)课堂分组实验：实验室制氧气 (1)实验室用加热氯酸钾制取较纯净的氧气，反应的文字表达式为___________。其中黑色固体的作用是___________。 (2)用排水法收集氧气的正确的操作步骤顺序是___________(填数字编号)。 ①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中 ②将装满水的集气瓶倒置在水槽中 ③当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水槽正放在桌上 (3)收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是___________。 A．收集前，集气瓶中未注满水 B．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 C．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收 (4)如图所示的“储气瓶”储满氧气，若要将“储气瓶”中的氧气从e管导出，具体操作___________。 (5)若要测量生成氧气的体积，可以选择下面的装置___________。 (二)兴趣化实验：自制“制氧机” 兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”，如下图所示。A是过碳酸钠(白色固体)，过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。B是二氧化锰黑色粉末。制氧时，在反应仓中加入适量水，再依次加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，纯化仓底部导气管口有气泡冒出。 (6)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式为___________。 (7)下列说法正确的是___________(填序号)。 A．反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰 B．经过纯化仓的氧气更湿润 C．纯化仓可以观察氧气的流速 D．经过纯化仓可去除少量固体杂质 (8)同学们又利用两只饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品设计并制作了三套装置如图所示。右瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品后，发现有缺陷的装置是___________(选填“甲”“乙”或“丙”)。 【变式10-3】（25-26九年级上·江苏镇江·阶段检测）现有如图所示仪器和装置，请回答下列问题： (1)写出装置图中仪器的名称①_________、②_________； (2)实验室用加热高锰酸钾制取氧气时，若要收集一瓶较纯净的氧气，写出该反应的表达式：_________。可选用的发生和收集装置是_________，该发生装置有一处不足之处就是在试管口没有放一团棉花，棉花的作用是_________；其开始收集气体的现象是_________。 (3)实验室可用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是_________，其中二氧化锰起_________作用，写出该反应的表达式：_________。 (4)如果用F装置收集氧气，应从_________（填“m”或“n”）口通入氧气。 (5)氨气是一种无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，密度比空气的小，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物的方法制取氨气，则实验室制取并收集氨气应选择的装置组合是_________（填序号）。 (6)丙同学查阅资料，利用实验室的药品和生活中的材料自制“制氧机”，装置如图： 【资料】过硫酸钠（）与水反应可以生成和。 【操作】在大塑料瓶和小塑料瓶中加入水，然后再往大塑料瓶中加入过硫酸钠。 【现象】大塑料瓶瓶壁温热，瓶内产生气泡，与输液管相连的小塑料瓶也有气泡冒出。 【评价】①小塑料瓶中装水的目的是_________。 ②反应一段时间后，检验鼻氧管出气孔处有的操作是_________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 氧气的制备（题型突破·举一反三） 题型01 工业制取氧气 沸点不同 物理 氮气 氧气 物理 物理 【典例1】(1) 混合物 物理 (2)沸点 (3)化学性质不活泼（或稳定） (4) (5) 黑 蓝 (6) 【变式1-1】A 【变式1-2】(1)液 (2)氮气/N2 (3) 小 能耗低、易操作 (4)B (5) 深冷 能耗高/生产条件苛刻 (6)随着煅烧次数的增加，生成氧化钙的孔洞逐渐减少，吸附效果减弱 【变式1-3】(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 题型02 过氧化氢制取氧气实验 过氧化氢水+氧气 H2O2 H2O+O2 【典例2】B 【变式2-1】A 【变式2-2】C 【变式2-3】B 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 暗紫 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 固体加热 不易 密度比空气略大 装置的气密性 一小团棉花 预热 水倒吸回热的试管，使试管炸裂 带火星的 集气瓶口 正放 毛玻璃片 【典例3】B 【变式3-1】A 【变式3-2】C 【变式3-3】D 题型04 分解氯酸钾制取氧气 氯酸钾氯化钾+氧气 KClO3 KCl + O2 【典例4】D 【变式4-1】C 【变式4-2】B 【变式4-3】C 题型05 催化剂 改变 速率 质量和化学性质 没有变化 催化作用 加快或减慢 质量 化学性质 多种 不能 反应物 生成物 反应条件 相同 不只一种 是否改变反应速率 质量 化学性质 【典例5】A 【变式5-1】B 【变式5-2】B 【变式5-3】B 题型06 氧气的制取中装置的选择 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、 2KClO32KCl＋3O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 排水法 向上排空气法 大 不易 带火星的木条 木条复燃 带火星的木条放在集气瓶口 【典例6】(1) 锥形瓶 水槽 (2) BD或BE或BF 高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气 (3) E 集气瓶口有大气泡冒出 集气瓶内未先装满水或者有气泡产生就立即开始收集等 (4)b (5) 不变 催化作用 (6)物理 (7) (8)BC 【变式6-1】(1) 试管 长颈漏斗 (2) 在试管口放一团棉花 a (3)操作：将带火星的木条放在b 管口，现象：木条复燃；结论：氧气已收集满 (4) 可以控制反应速率 将塑料导管向下按压，使二氧化锰与过氧化氢接触 (5)① 【变式6-2】(1) 沸点 混合物 (2)试管 (3)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (4) BE 集气瓶口有大气泡冒出时 (5)b 【变式6-3】(1) 酒精灯 集气瓶 A 分解 E ab (2) BC 将带火星木条放在集气瓶瓶口，复燃则氧气已满 (3) 控制反应速率 增大氧气与水的接触面积，使氧气溶解更充分(或与水充分接触，充分溶解) 题型07 分解反应 一种物质生成两种或两种以上新物质 一变多 【典例7】C 【变式7-1】A 【变式7-2】D 【变式7-3】C 题型08 制取氧气实验的图像问题 时间 氧气的质量 质量的变化 【典例8】C 【变式8-1】D 【变式8-2】B 【变式8-3】B 题型09 和催化剂有关的探究题 是否改变反应速率 质量 化学性质 【典例9】(1) 氯化铁和硫酸铜能加快过氧化氢的分解速率 注射器收集的氧气体积 (2)不赞同，因为未验证硫酸铜反应前后的质量和化学性质是否改变 (3) 双氧水分解放热，使大试管内压强增大 反应放热，温度升高使反应速率加快 过氧化氢浓度减小 【变式9-1】C 【变式9-2】(1)确保装置内气压在反应前保持不变 (2) (3) 1.5/5.6 强 (4)二氧化锰的质量 (5)无 (6)ABD (7)过氧化氢酶质量过大，导致过氧化氢分解速率过快，单位时间内放热太多，温度过高，过氧化氢酶的活性会突然降低 【变式9-3】(1)温度 (2) B 过氧化氢溶液的浓度 c 取两支试管，分别加入等体积的水、过氧化氢溶液，再向两支试管中分别加入等量的二氧化锰，将带火星的木条分别伸入两支试管中。若加入水的试管中木条不复燃，加入过氧化氢溶液的试管中木条复燃，说明二氧化锰不能加快水的分解产生氧气（合理即可） (3) 能 ABD 题型10 简易供氧器及特殊场合的氧气制备原理 价廉物美 供氧 气流速度 【典例10】D 【变式10-1】(1) 铁架台 水槽 (2) A 气泡连续、均匀冒出 a a (3) BD 加热时高锰酸钾粉末进入导管 反应生成的锰酸钾受热分解也会产生氧气 (4)ABC (5) 电能转化为化学能 50% 【变式10-2】(1) 催化作用 (2)②①③ (3)AC (4)打开分液漏斗，向储气瓶中加水 (5)b (6) (7)BCD (8)乙 【变式10-3】(1) 铁架台 水槽 (2) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 AE 防止固体粉末进入导管 导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集 (3) B 催化 过氧化氢水+氧气 (4)m (5)AD (6) 通过观察气泡产生的速率，判断氧气产生的速率（或湿润氧气等） 将带火星的木条放在出气孔处，若木条复燃，则证明有氧气 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $