2.3 氧气的制备课时作业--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

本初中化学讲义聚焦氧气的制备核心知识点，系统梳理工业制氧（分离液态空气法、膜分离技术，物理变化）与实验室制氧（过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾反应原理），衔接催化剂与分解反应概念，构建从反应原理、装置选择到操作步骤的完整学习支架。 该资料通过实验对比（如二氧化锰对过氧化氢分解的影响曲线）和拓展探究（浓度、温度对反应速率的影响实验）培养科学思维与探究能力，结合操作步骤“茶庄定点收利息”口诀及中考真题，强化科学态度，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固知识、弥补盲点。

沪教版九年级化学上册　第2章 空气与水资源　第3节 氧气的制备 沪教版 · 九年级化学上册 · 课时作业 第2章　第3节　氧气的制备 班级：__________　　姓名：__________　　学号：______　　用时：____分钟 【学习目标】1．了解工业上制取氧气的方法及原理。2．掌握实验室用过氧化氢溶液、高锰酸钾制取氧气的反应原理、装置和收集方法。3．理解催化剂和催化作用的概念，认识分解反应。4．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。 一、知识梳理 知识点1　氧气的工业制法 分离液态空气法：在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升高温度。由于液态氮的沸点（-196 ℃）比液态氧的沸点（-183 ℃）低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。该过程没有生成新物质，属于物理变化。工业上制得的氧气通常贮存在蓝色钢瓶中。 膜分离技术：利用具有富集氧气功能的薄膜，在一定压力下让空气通过，可得到含氧量较高的富氧空气，也属于物理变化。 知识点2　实验室制取氧气的原理 药品 反应的文字表达式 反应物状态及条件 过氧化氢溶液 （无色液体） 二氧化锰（黑色粉末） 过氧化氢 水 + 氧气 固体 + 液体 常温 高锰酸钾 （暗紫色固体） 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 固体 加热 氯酸钾（白色固体） 二氧化锰 氯酸钾 氯化钾 + 氧气 固体 + 固体 加热 对应化学式：过氧化氢 H2O2、水 H2O、二氧化锰 MnO2、高锰酸钾 KMnO4、锰酸钾 K2MnO4、氯酸钾 KClO3、氯化钾 KCl、氧气 O2。 知识点3　催化剂与分解反应 催化剂：在化学反应中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。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。可概括为“一变二不变”。 【易错提醒】①“改变”包括加快和减慢；②催化剂不能改变生成物的质量，不能使本来不能发生的反应发生；③反应前后催化剂的物理性质可能改变；④同一反应可以有多种催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁、红砖粉末也能作过氧化氢分解的催化剂；⑤高锰酸钾分解中生成的二氧化锰是生成物，不是催化剂。 图1　等质量、等浓度的过氧化氢溶液在有、无二氧化锰时生成氧气的质量变化 图1中，曲线a表示加入二氧化锰的反应（速率快，先达到最大值），曲线b表示未加二氧化锰的反应。两条曲线最终生成氧气的质量相等，说明催化剂不影响生成物的质量。 分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，特点是“一变多”（A → B + C）。实验室制取氧气的三个反应都属于分解反应。分解反应与化合反应都是化学反应的基本反应类型。 知识点4　实验装置的选择 图2　实验室常见的气体发生装置和收集装置 装置类型 选择依据 实例 发生装置 反应物的状态和反应条件 固体加热型——A（高锰酸钾、氯酸钾制氧气） 固液常温型——B（过氧化氢溶液制氧气） 收集装置 气体的密度和溶解性（能否与水反应） 不易溶于水、不与水反应——排水法C 密度比空气大——向上排空气法D 密度比空气小——向下排空气法E 氧气不易溶于水，可用排水法收集（收集的气体较纯净）；氧气密度比空气略大，可用向上排空气法收集（收集的气体较干燥），导管要伸到接近集气瓶底部。 知识点5　高锰酸钾制氧气的操作步骤及注意事项 图3　加热高锰酸钾制取氧气 步骤（谐音“茶庄定点收利息”）：①查——检查装置气密性；②装——装入药品；③定——固定装置；④点——点燃酒精灯加热；⑤收——收集气体；⑥离——将导管撤离水槽；⑦熄——熄灭酒精灯。 注意事项：①试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管；②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；③用排水法收集时，待导管口气泡连续均匀冒出时再收集；④实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸入热的试管使试管炸裂。 验满：向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满；排水法收集时，当集气瓶口有大气泡向外冒出时，说明已集满。集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放在桌面上。 【易错提醒】验满时带火星的木条放在“瓶口”，检验时带火星的木条伸入“瓶中”，二者不能混淆。 二、基础巩固 1．工业上用分离液态空气的方法制取氧气，依据的是（　　） A．氧气和氮气的密度不同 B．氧气和氮气的沸点不同 C．氧气和氮气的溶解性不同 D．氧气和氮气的化学性质不同 2．下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．催化剂只能加快化学反应速率 B．二氧化锰是所有反应的催化剂 C．催化剂能增加生成物的质量 D．反应前后催化剂的质量和化学性质不变 3．实验室用高锰酸钾制取氧气，不需要用到的仪器是（　　） A．酒精灯 B．试管 C．分液漏斗 D．集气瓶 4．下列反应属于分解反应的是（　　） A．硫 + 氧气 二氧化硫 B．过氧化氢 水 + 氧气 C．石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水 D．铁 + 氧气 四氧化三铁 5．检验集气瓶中的氧气是否收集满，正确的方法是（　　） A．将带火星的木条伸入瓶中 B．将带火星的木条放在瓶口 C．将燃着的木条伸入瓶底 D．倒入澄清石灰水 6．用高锰酸钾制取氧气时，试管口放一团棉花的目的是（　　） A．防止试管炸裂 B．防止粉末状物质进入导管 C．使氧气更纯净 D．加快反应速率 7．用排水法收集氧气，实验结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，目的是（　　） A．防止试管破裂 B．节约酒精 C．防止水倒吸入试管 D．使收集的氧气更多 8．氧气可以用排水法收集，是因为氧气（　　） A．密度比空气大 B．不易溶于水 C．无色无味 D．能支持燃烧 9．下列关于实验室制取氧气的说法正确的是（　　） A．必须用二氧化锰作催化剂 B．高锰酸钾制氧气时二氧化锰是催化剂 C．用过氧化氢溶液制氧气不需要加热 D．导管口一冒气泡就立即收集 10．工业制取氧气与实验室制取氧气的根本区别是（　　） A．原料不同 B．前者是物理变化，后者是化学变化 C．制得的氧气纯度不同 D．反应条件不同 11．集满氧气的集气瓶应（　　） A．盖上玻璃片正放 B．盖上玻璃片倒放 C．不盖玻璃片正放 D．不盖玻璃片倒放 12．用过氧化氢溶液制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（　　） A．不能产生氧气 B．产生氧气的速率慢 C．产生氧气的总质量减少 D．反应速率不变 三、能力提升 13．（10分）根据图2所示装置，回答问题。 （1）写出仪器①的名称：________。 （2）用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________（填字母），反应的文字表达式为________________________________；若要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是________。 （3）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是________，二氧化锰在该反应中起________作用。 （4）若用F装置收集氧气（瓶内为空气），氧气应从________（填“a”或“b”）端通入；若F装置内装满水，氧气应从________端通入。 （5）检验D装置中氧气是否集满的方法是________________________________。 14．（6分）将下列加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤按正确顺序排列：________________（填序号）。 ①点燃酒精灯加热　②检查装置气密性　③装入药品，在试管口放一团棉花，塞紧橡胶塞　④用排水法收集氧气　⑤熄灭酒精灯　⑥将导管移出水面　⑦将试管固定在铁架台上 若步骤⑤和⑥的顺序颠倒，可能导致的后果是________________________________。 15．（6分）为探究催化剂对过氧化氢分解的影响，小明进行了如下实验： 实验 实验操作 实验现象 Ⅰ 向试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，伸入带火星的木条 木条不复燃 Ⅱ 向实验Ⅰ的试管中加入少量二氧化锰，伸入带火星的木条 有大量气泡，木条复燃 Ⅲ 待实验Ⅱ中无气泡后，再加入5 mL 5%过氧化氢溶液， 伸入带火星的木条 ？ （1）实验Ⅲ的现象是________________________，该实验的目的是证明二氧化锰的________在反应前后不变。 （2）要证明二氧化锰是该反应的催化剂，还需证明二氧化锰的________在反应前后不变，具体操作是________________________________。 16．（4分）根据图1回答： （1）两条曲线中，表示加入了二氧化锰的是________。 （2）从图中可以得出的结论是________________________________________（写一条）。 四、拓展探究 17．（10分）某兴趣小组探究“影响过氧化氢分解速率的因素”，实验数据如下（实验中二氧化锰均为0.5 g）： 实验序号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 温度 是否加入二氧化锰 收集50 mL氧气所需时间 ① 5% 20 mL 20 ℃ 否 很长（不易观察） ② 5% 20 mL 20 ℃ 是 32 s ③ 10% 20 mL 20 ℃ 是 15 s ④ 10% 20 mL 40 ℃ 是 8 s （1）实验中，通过比较________________________来判断过氧化氢分解速率的快慢。 （2）对比实验①和②，可得出的结论是________________________________。 （3）对比实验________（填序号），可探究过氧化氢溶液浓度对分解速率的影响，结论是________________________。 （4）对比实验③和④，可得出的结论是________________________________。 （5）你认为影响过氧化氢分解速率的因素还可能有________________（写一条），请设计实验方案验证： ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 18．（4分）医用过氧化氢溶液（双氧水）需避光保存在阴凉处，结合本节知识说明原因；将双氧水滴到伤口上会产生大量气泡，推测原因。 ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 五、中考链接 19．（2024·模拟）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，下列操作正确的是（　　） A．装药品前先检查装置的气密性 B．加热时试管口略向上倾斜 C．导管口开始冒气泡时立即收集 D．收集满后先熄灭酒精灯再撤导管 20．（2023·模拟）等质量的两份氯酸钾，其中一份加入少量二氧化锰，另一份不加，分别同时加热，下列关于放出氧气的质量（m）与加热时间（t）关系的说法正确的是（　　） A．加二氧化锰的一份生成氧气更多 B．不加二氧化锰的一份不产生氧气 C．两份最终生成氧气的质量相等 D．两份开始产生氧气的时间相同 21．（2024·模拟）下列关于实验室用过氧化氢溶液制取氧气的说法错误的是（　　） A．B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下 B．反应后二氧化锰的质量减少 C．该反应属于分解反应 D．可用向上排空气法收集氧气 22．（5分）实验室常用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气。 （1）该反应的文字表达式为________________________________，属于________反应。 （2）应选用图2中的发生装置________（填字母）。 （3）反应结束后，试管中剩余的固体是________和________，其中二氧化锰的质量与反应前相比________（填“增大”“减小”或“不变”）。 参考答案与解析 1．【答案】B 【解析】分离液态空气法是利用液态氮和液态氧的沸点不同，使氮气先蒸发出来。 2．【答案】D 【解析】催化剂能改变（加快或减慢）反应速率，A错误；二氧化锰不是所有反应的催化剂，B错误；催化剂不能增加生成物的质量，C错误。 3．【答案】C 【解析】加热高锰酸钾用固体加热型装置，需要酒精灯、试管、铁架台、集气瓶等，不需要分液漏斗。 4．【答案】B 【解析】分解反应的特点是“一变多”，只有B符合；A、D是化合反应；C既不是化合反应也不是分解反应。 5．【答案】B 【解析】验满时将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满。 6．【答案】B 【解析】试管口放一团棉花，是为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，堵塞导管或污染水槽中的水。 7．【答案】C 【解析】若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，使试管炸裂。 8．【答案】B 【解析】能用排水法收集的气体应不易溶于水且不与水反应。 9．【答案】C 【解析】加热高锰酸钾不需要催化剂；高锰酸钾分解生成的二氧化锰是生成物；导管口刚冒出的气泡是装置内的空气，应等气泡连续均匀冒出时再收集。 10．【答案】B 【解析】工业制氧是利用沸点不同分离液态空气，属于物理变化；实验室制氧是通过化学反应生成氧气，属于化学变化。 11．【答案】A 【解析】氧气密度比空气略大，集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放在桌面上。 12．【答案】B 【解析】二氧化锰只改变反应速率，不影响生成氧气的质量。不加二氧化锰，过氧化氢仍能缓慢分解产生氧气。 13．【答案】（1）长颈漏斗　（2）A　高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气　C　（3）B　催化　（4）a　b　（5）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满 【解析】（4）氧气密度比空气大，用F装置收集时应“长进短出”，从a端通入；装满水时，氧气应“短进长出”，从b端通入，将水从a端排出。 14．【答案】②③⑦①④⑥⑤　水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂 【解析】可记为“查、装、定、点、收、离、熄”。 15．【答案】（1）有大量气泡产生，带火星的木条复燃　化学性质　（2）质量　反应前称量二氧化锰的质量，反应后将二氧化锰过滤、洗涤、干燥后再称量，比较前后质量是否相等 【解析】证明某物质是催化剂，需同时证明三点：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。 16．【答案】（1）a　（2）二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，但不改变生成氧气的质量（合理即可） 【解析】曲线a比曲线b先达到最大值，说明反应速率快；二者最终生成氧气的质量相等。 17．【答案】（1）收集50 mL氧气所需的时间　（2）二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率　（3）②③　其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越快　（4）其他条件相同时，温度越高，过氧化氢分解速率越快　（5）催化剂的种类（或二氧化锰的质量、颗粒大小等）　取两份等体积、等浓度的过氧化氢溶液，在相同温度下分别加入等质量的二氧化锰和氧化铁，比较收集等体积氧气所需的时间（合理即可） 【解析】探究影响因素时要用“控制变量法”：只改变一个因素，其他因素保持相同。 18．【答案】过氧化氢在光照或受热时易分解，所以要避光保存在阴凉处；伤口处的某些物质能作为过氧化氢分解的催化剂，使过氧化氢迅速分解产生氧气 【解析】结合过氧化氢的性质和催化剂知识解释生活现象。 19．【答案】A 【解析】加热固体时试管口应略向下倾斜；应等气泡连续均匀冒出时再收集；实验结束应先撤导管，再熄灭酒精灯。 20．【答案】C 【解析】催化剂只改变反应速率，不影响生成物质量，两份最终生成氧气的质量相等；不加二氧化锰时氯酸钾需加热到较高温度才分解，开始产生氧气的时间较晚，但能产生氧气。 21．【答案】B 【解析】二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后质量不变；长颈漏斗下端伸入液面以下形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出。 22．【答案】（1）氯酸钾 氯化钾 + 氧气　分解　（2）A　（3）氯化钾　二氧化锰　不变 【解析】氯酸钾完全分解后，试管中剩余氯化钾（生成物）和二氧化锰（催化剂）。 【方法总结】选择发生装置看“反应物状态 + 反应条件”，选择收集装置看“密度 + 溶解性”。多功能瓶收集气体：排空气法“密度大长进、密度小短进”，排水法“短进长出”。 第 页 / 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