内容正文:
课题3 制取氧气
一 选择题
1.2026年我国家用医用分子筛制氧机产量持续增长。某品牌制氧机以空气为原料,利用沸石分子筛在加压时优先吸附氮气,从而获得富氧气体,该制氧过程属于( )
A. 化学变化
B. 氧化反应
C. 物理变化
D. 分解反应
2.我国潜艇、矿井救生舱等密闭空间常配备"氧烛"作为应急氧源。氧烛的主要成分为氯酸钠,启动后在催化剂作用下分解产生氧气,该制氧原理属于( )
A. 化合反应
B. 分解反应
C. 物理变化
D. 置换反应
3.2026年我国航天员长期驻留空间站,舱内氧气主要来自电解水制氧系统,该系统利用太阳能电池板供电。下列关于该过程的说法正确的是( )
A. 该过程属于物理变化
B. 电解水时负极产生氧气
C. 水分子在反应中没有发生改变
D. 该过程将电能转化为化学能
4.2026年我国某钢铁企业配套建设了大型低温空分装置用于大规模制氧。工业上分离液态空气制取氧气,其原理是利用液氮和液氧的( )
A. 密度不同
B. 颜色不同
C. 沸点不同
D. 溶解性不同
5.下列关于工业制取氧气与实验室制取氧气的比较,说法正确的是( )
A. 两者都是化学变化
B. 工业制氧属于物理变化,实验室制氧属于化学变化
C. 两者都需要加入催化剂
D. 工业制氧需要用酒精灯加热
6.某消毒用品企业以过氧化氢为原料、在二氧化锰催化下制取氧气。下列关于二氧化锰在该反应中的说法,正确的是( )
A. 二氧化锰能增加生成氧气的质量
B. 二氧化锰是反应物之一
C. 二氧化锰在反应前后质量和化学性质都不变
D. 没有二氧化锰,过氧化氢就无法分解
7.某企业以氯酸钾为原料,在二氧化锰催化、加热条件下大量制取氧气用于金属焊接。下列有关说法错误的是( )
A. 二氧化锰是该反应的催化剂
B. 反应中氯酸钾发生分解反应
C. 二氧化锰能改变反应速率
D. 二氧化锰的质量在反应后会减少
8.实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,可用排水法收集。能用排水法收集氧气,是因为氧气( )
A. 无色无味
B. 不易溶于水
C. 密度比空气大
D. 能支持燃烧
9.下列关于实验室制取氧气装置的描述,正确的是( )
A. 用过氧化氢制取氧气,发生装置属于固液常温型
B. 用过氧化氢制取氧气,需要酒精灯加热
C. 用高锰酸钾制取氧气,发生装置属于固液常温型
D. 实验室各种制氧方法的发生装置都相同
10.2026年某气体企业灌装氧气钢瓶前,需要检验瓶中无色气体是否为氧气,最简便的方法是( )
A. 观察气体的颜色
B. 闻气体的气味
C. 倒入澄清石灰水振荡,观察是否变浑浊
D. 将带火星的木条伸入瓶中,观察木条是否复燃
11.2026年我国化工行业持续推进绿色转型,某厂改用"过氧化氢分解法"制取氧气。与"加热高锰酸钾法"相比,过氧化氢分解法的突出优点是( )
A. 不需要加热,节约能源,操作简便
B. 不需要任何化学药品
C. 必须在高温下才能进行
D. 不能产生氧气
12.下列关于实验室制取氧气操作的做法,符合规范的是( )
A. 加热试管中的高锰酸钾时,试管口向上倾斜
B. 用排水法收集氧气时,等气泡连续均匀冒出再开始收集
C. 实验结束先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
D. 用嘴吹灭酒精灯
二 非选择题
13. 2026年我国某大型钢铁企业配套建设了低温空分装置,用于大规模制取氧气。空气首先经过滤除去尘埃、水分和二氧化碳,再经压缩机加压、冷却转变为液态空气,随后送入精馏塔逐渐升温,沸点较低的组分先汽化分离出来。请完成下列填空:
(1)工业上大规模制取氧气最常用的方法是______;
(2)该方法利用液氮和液氧的______不同进行分离;
(3)沸点较低、先分离出来的气体是______;
(4)该制取过程中______(填"有"或"没有")新物质生成,属于______变化;
(5)工业上还可利用膜分离技术获得富氧空气,该过程也属于______变化。
14. 中国空间站配备了再生式环控生保系统,其中电解制氧子系统以再生水为原料,通电后分解产生氧气和氢气,氧气供航天员呼吸,氢气再与舱内二氧化碳反应回收水,实现物质的循环利用。请完成下列填空:
(1)电解水制取氧气时,氧气在与电源______(填"正"或"负")极相连的电极上产生;
(2)该过程属于______(填"物理"或"化学")变化,判断依据是______;
(3)航天员呼吸消耗氧气,是利用了氧气能______的性质;
(4)空间站的再生水可循环使用,这一做法有利于______(写出一点即可)。
15. 氧烛是潜艇、矿井等密闭空间中常用的化学氧源。其产氧药块主要由氯酸钠、金属粉末和少量二氧化锰混合压制而成。使用时按压点火装置引燃金属粉末,粉末燃烧放热使氯酸钠在二氧化锰催化下分解,持续放出氧气,氧气经过滤装置净化后供人呼吸。请完成下列填空:
(1)产氧药块中金属粉末燃烧放热,为氯酸钠分解提供了______;
(2)二氧化锰在氯酸钠分解过程中起______作用,其质量和化学性质在反应前后______;
(3)氯酸钠分解制取氧气,该反应属于基本反应类型中的______反应;
(4)由材料可知,储存和运输氧烛时应注意______(写出一点即可)。
16. 某校化学兴趣小组利用实验室药品制取并收集氧气,比较不同方法的特点。请完成下列填空:
(1)用高锰酸钾制取氧气,发生装置应选用______(填"固体加热"或"固液常温")型,试管口还应塞一团______,其作用是______;
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置属于______型;与加热高锰酸钾法相比,其优点是______(写出一点);
(3)收集较纯净的氧气应选用______法,因为氧气______溶于水;若用向上排空气法收集,原因是氧气的密度比空气______;
(4)用排水法收集满氧气后,集气瓶应______(填"正"或"倒")放在桌面上。
17. 某化工企业采用过氧化氢分解法制取氧气,为研究二氧化锰的作用,技术人员设计如下实验:①取5mL过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条;②再加入少量二氧化锰,伸入带火星的木条。请完成下列填空:
(1)实验①中带火星的木条______(填"复燃"或"不复燃"),说明常温下过氧化氢分解速率______;
(2)实验②中可观察到______,带火星的木条复燃,说明二氧化锰______了过氧化氢的分解速率;
(3)要证明二氧化锰是该反应的催化剂,除上述实验外,还需证明反应前后二氧化锰的______和______都没有发生改变;
(4)二氧化锰不能改变生成氧气的______(填"质量"或"速率")。
18. 2026年我国医用分子筛制氧机(变压吸附制氧机)应用日益广泛。该设备以空气为原料,经压缩机加压后送入装有沸石分子筛的吸附塔,分子筛优先吸附氮气,未被吸附的氧气被收集,从而得到浓度达90%以上的氧气;吸附塔减压时被吸附的氮气释放出来,分子筛得以再生。请完成下列填空:
(1)分子筛制氧机以______为原料制取氧气,过程中氮气被______,氧气被收集;
(2)该制氧过程中______(填"有"或"没有")新物质生成,属于______变化;
(3)与传统的钢瓶供氧相比,分子筛制氧机现场制氧的优点是______(写出一点即可);
(4)实验室制取气体时,选择发生装置需要考虑反应物的______和反应条件。参考答案
一 选择题
1.C 2. B 3. D 4. C 5. B 6. C 7. D 8. B 9. A 10. D 11. A 12. B
二 非选择题
13. (1)分离液态空气 (2)沸点 (3)氮气 (4)没有;物理 (5)物理
14. (1)正 (2)化学;有新物质(氧气和氢气)生成 (3)供给呼吸 (4)节约水资源、减少货运飞船补给量(合理即可)
15. (1)热量(温度) (2)催化;不变(没有发生改变) (3)分解 (4)避免撞击、远离火源、注意防潮(合理即可)
16. (1)固体加热;棉花;防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 (2)固液常温;不需要加热,节约能源、操作简便(合理即可) (3)排水;不易;大 (4)正
17. (1)不复燃;较慢 (2)产生大量气泡;加快 (3)质量;化学性质 (4)质量
18. (1)空气;吸附 (2)没有;物理 (3)不需要运输或储存高压氧气瓶,使用方便、成本较低(合理即可) (4)状态
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