化学人教版九上培优精讲精练：2.3 氧气的制取

课题3氧气的制取【知识精要】一、实验室制取氧气1.反应原理和实验装置：（1）分解过氧化氢溶液制取氧气（实验装置如图B或C所示）过氧化氢水＋氧气

（2）加热高锰酸钾（紫黑色固体）制取氧气（实验装置如图A所示）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气（3）加热氯酸钾（白色固体）制取氧气（实验装置如图A所示）

分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图D所示装置，这样就可以通过调节分液漏斗的活塞来控制液体的滴加速度，从而可以控制反应速率，得到比较稳定的氧气流。2.收集方法：

（1）排水集气法：如图E（因为氧气不易溶于水）

（2）向上排空气集气法：如图F（因为氧气密度比空气大）

3.验满方法：

(1)排水集气法：当有气泡从集气瓶口冒出来，说明氧气已收集满。

(2)向上排空气集气法：把带火星的木条靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满。4.检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内气体是氧气。

5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤：可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”，用谐音“茶庄定点收利息”来记。

(1)查：检查装置的气密性。(2)装：把药品装入试管内，塞好带导管的橡皮塞。

(3)定：把试管固定在铁架台上，使试管口稍向下倾斜。集气瓶装满水，倒扣在水槽中。(4)点：点燃酒精灯，均匀预热后再集中在药品部位加热。

(5)收：导管口有连续气泡产生时再收集氧气。(6)离：实验结束，先将导气管从水槽中取出。(7)熄：最后熄灭酒精灯。

【特别注意】

1.实验室（高锰酸钾加热）制取氧气应注意的事项

(1)药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。

(2)铁夹要夹在距离试管口1/3处。

(3)试管内的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出。

(4)试管口应略向下倾斜，防止加热时产生的冷凝水倒流，使试管受热不均匀而炸裂。

(5)试管口处要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。

(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内，当导管口产生连续气泡时才能开始收集，因开始排出的气体含有装置内的空气。(7)收集完毕，先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体的逸散。2.制取气体时反应装置的选择气体的反应装置包括发生装置和收集装置两部分：(1)发生装置的选择：选择的依据是反应物的状态和反应条件（如下图所示）。①固体反应物加热制取气体（如高锰酸钾制氧气）：固体+固体（加热型）；②液体反应物不加热制取气体（如过氧化氢制氧气）：固体+液体（不加热型）。(2)收集装置的选择：选择的依据是气体的密度和溶解性。①当气体不与水反应且难溶于水或不易溶于水时（如氧气），采用排水法收集（如下图丙所示）；②当气体不与空气中的成分反应且密度大于空气（如氧气），采用向上排空气法收集（如下图甲所示）；③当气体不与空气中的成分反应且密度小于空气（如氢气），采用向下排空气法收集（如下图乙所示）。二、氧气的检验验证：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则证明是氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则证明氧气已集满二、催化剂的特点与作用1.催化剂：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（又叫作触媒）。2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

【特别注意】

1.“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义，不只包括“加快”。

2.在化学反应前后，催化剂的“质量”和“化学性质”不变，其物理性质可能改变。

3.在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，并不是说反应过程中也不变。

4.催化剂不能增多或减少生成物的质量。5.用过氧化氢或者氯酸钾制氧气时常加入催化剂二氧化锰（黑色粉末），但能用作催化剂的物质不仅仅是二氧化锰一种。6.在有些反应中，二氧化锰不是催化剂。如高锰酸钾分解的反应中，二氧化锰是生成物。7.催化剂的特点：“一变二不变”，“一变”是改变反应速率，“二不变”是反应前后质量不变，化学性质不变。【题典精讲】【例题1】如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（）A.取用高锰酸钾B.加热高锰酸钾C.收满后移出集气瓶D.结束时停止加热【答案】B【解析】A．不能用手取药品，应该用药匙，故A错误；B.加热高锰酸的操作正确。故B正确；C．收集满氧气后要先用玻璃片在水中把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。故选：B。【变式题】下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（）ABCD【答案】A【解析】A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。故选C【例题2】化学实验操作中常常有许多“先后”之分。下列实验操作的先后顺序正确的是（）检查装置气密性时，先用手紧捂试管，后将导管伸入水中用滴管吸取液体时，先在空气中挤捏胶帽排出空气，后伸入液体中吸取实验室制取氧气时，为了获得平稳的气流，先加双氧水，后加二氧化锰排水法收集氧气时，先熄灭酒精灯，后移出导气管【答案】B【解析】A.应先将导管伸入水中，故A错误；B.用滴管吸取液体时，先在空气中挤捏胶帽排出空气，后伸入液体中吸取，故B正确；C.实验室制取氧气时，为了获得平稳的气流，先加二氧化锰后加双氧水，故C错误；D.排水法收集氧气，先移出导气管后灭酒精灯。故D错误。故选B【变式题】在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（）A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下【答案】C【解析】A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故A正确；B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故B正确；C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故C错误；D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故D正确。故选：C。【例题3】加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，试管内剩余固体种类不可能是（）A.5种B.4种C.3种D.2种【答案】D【解析】A.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，氯酸钾和高锰酸钾都没有完全分解，剩余固体中有：高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氯酸钾、氯化钾，故A有可能；B.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，高锰酸钾未分解完全，氯酸钾分解完全，剩余固体中含有：高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氯化钾4种物质，故B有可能；C.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，高锰酸钾和氯酸钾都分解完全，剩余固体有锰酸钾，二氧化锰，氯化钾3种物质；D.加热氯酸钾和高锰酸钾混合物一段时间后，至少含有3种，故D不可能。故选D【例题5】某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（）A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的 B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数 C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满 D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大【答案】B【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；D、若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；故选：B。【例题6】下列氧气的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是（）A． B． C． D．【答案】BD【解析】A、关闭止水夹，试管内压强增大，液体被压入试管中，固液分离；打开止水夹后，固液接触，反应进行；能达到随开随制，随关随停的目的，故选项错误。B、固体放在小试管中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应发生和停止，不能随开随用、随关随停，故选项正确。C、通过可抽动的铜丝可控制固体与液体接触，能达到随开随制，随关随停的目的，故选项错误。D、关闭止水夹，试管内压强增大，但长颈漏斗的导管较短，液体不能进入长颈漏斗，无法控制反应发生和停止，不能随开随用、随关随停，故选项正确。故选：BD。【例题6】肝脏中含有过氧化氢酶，某同学利用动物肝脏研究酶的某些特点，实验记录如下表：试管产生气泡快慢15mL5%过氧化氢+2滴蒸馏水，常温最慢25mL5%过氧化氢+2滴3.5%FeCl3溶液，常温较快35mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，常温最快45mL5%过氧化氢+2滴肝脏研磨液，70℃水浴加热较慢分析实验结果，无法得出过氧化氢酶（）A.具有专一性B.能加快过氧化氢分解C.具有高效性D.活性受温度影响【答案】A【解析】A.未设计实验探究肝脏研磨液对其他物质的化学反应是否有催化作用，故无法确定，故A正确；B.由实验1和实验3对比可知，肝脏研磨液能加快过氧化氢分解，故说法正确，不符合题意；C.由实验2和实验3对比可知，肝脏研磨液对过氧化氢分解具有高效性作用，故说法正确，不符合题意；D.由实验3和实验4对比可知，活性受温度影响，故选A【变式题】某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（）A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁 B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同 C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开 D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热【答案】A【解析】A、从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁错误，氧化铬或氧化铁催化效果太慢，错误符合题意，故选项正确；B、每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同正确，因为控制变量法只能控制一个变量，正确但不符合题意，故选项错误；C、用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开正确，正确但不符合题意，故选项错误；D、实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热正确，正确但不符合题意，故选项错误；故选：A。【例题7】如图为小科与妈妈在牛排馆用餐的对话：小科叙述中的“？”可能是（）A．加热还原氧化铜反应时通入足量氢气 B．二氧化碳溶于水后加入紫色石蕊试液 C．加热氯酸钾制取氧气时加入二氧化锰 D．将氧化钙转化成氢氧化钙时要加入水【答案】C【解析】牛排烹调前添加了木瓜蛋白酶，加速了蛋白质分解，因此木瓜蛋白酶相当于化学反应中的催化剂。ABD中的氢气、石蕊、水都是反应物，而C中的二氧化锰是反应的催化剂，加快反应速率。故选：C。【例题8】过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解成水和氧气。在一定质量的过氧化氢溶液分解的过程中，下列有关量随时间变化的图像正确的是（）ABCD【答案】A【解析】A.随着反应的进行，过氧化氢逐渐分解完，质量为0，质量分数为0，故A正确；B.过氧化氢的质量最终会反应完全，质量为0故B错误；C.过氧化氢溶液中本身就有溶剂水，故水的质量不能从原点起，故C错误；D.过氧化氢常温下能分解氧气，只是速度慢，所以氧气的起点应该从原点开始，故D错误，故选A【例题9】已知A为暗紫色固体，E、F常温下为液体，Q为有刺激性气味的气体，K为常见金属，M为黑色固体，I为暗红色固体。请回答下列问题。（1）写出下列物质名称：F__________；Q__________。（2）在④-⑥反应中，属于化合反应的有_________（填序号）；（3）写出反应③的化学表达式___________。【答案】（1）水二氧化硫（2）⑤⑥（3）H2O2MnO2→H2【解析】A.为暗紫色固体，是高锰酸钾，在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；由于N和B反应生成Q为有刺激性气味的气体，可知该反应为硫在氧气中燃烧，所以B为氧气，N为硫，Q为二氧化硫；E、F常温下都为液体，且E反应后生成的气体B为氧气，所以E为过氧化氢，F为水，则D为二氧化锰，C位锰酸钾，G反应后生成B位氧气，可知G是氯酸钾，H为氯化钾，M为黑色固体，铜和氧气在加热条件下生成黑色的氧化铜，铁和氧气在点燃条件下生成黑色的四氧化三铁，则K为铜或铁，J为白烟，且I为暗红色固体，所以I是红磷，J为五氧化二磷。【例题10】浓度相同，质量相等的a、b两份过氧化氢溶液，在b溶液中加入少量二氧化锰的同时，将a溶液加热，放出氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系图象正确的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】这一反应中二氧化锰充当的是催化剂，根据催化剂的定义可以知道催化剂只是加快了反应的速度并不改变生成物的质量，所以没加二氧化锰的氯酸钾，即a分解的速率慢，而加入的二氧化锰的氯酸钾分解速率快，即b分解速率快，所需时间较短。而生成氧气的质量相等。分析所给的选项可以知道选项C是正确的。故选：C。【例题11】“控制变量”是科学探究实验中一种常见的实验手段，黑色固体碳（C）和黑色固体氧化铜（CuO）在温度较高时能反应生成红色的铜和二氧化碳气体，化学小组想要节约药品且尽快完成实验，于是对反应条件进行探究，实验数据如下：序号装置药品反应完成耗时1A碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g120s2B碳（粉末）0.1g+氧化铜1.2g560s3A碳（块状）0.1g+氧化铜1.2g480s4A碳（粉末）0.12g+氧化铜1.2g110s5A碳（粉末）0.15g+氧化铜1.2g110s（1）实验过程中可以观察到澄清石灰水会__________（填实验现象）。（2）根据表格中信息：对比实验1和2，说明装置__________（填“A”或“B”）更适合该实验。对比实验1和__________，说明粉末状药品反应更快，其原因可能是__________（填序号）。分析表格，碳和氧化铜最适当的质量比为___________（填最简鉴数比）；A.碳粉质量比越大反应越快B.物质接触越充分反应越快C.温度越高反应越快（3）实验刚开始时，装置左侧试管内还未出现红色固体，右侧试管中澄清石灰水却变化明显，请你写出左侧试管内可能发生的化学反应表达式__________。【答案】①.变浑浊②.A③.3④.BC⑤.1：10⑥.【解析】（1）高温条件下，碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳所以会观察到澄清石灰水变浑浊；（2）对比实验1盒2时间，装置A更适合；能说明粉末状药品反应更快，需要颗粒大小不同的药品反应，进行对比实验，其他因素相同，故对比实验1和3；粉末状药品反应速率更快，是因为反应物之间接触面越大，反应越快，实验1和3温度，碳粉质量相同，故与其无关，故选B；根据表格为达到实验小组目的，节约药品且尽快完成实验，碳和氧化铜最适当的质量比为0.12g:1.2g=1:10.（3）装置左侧试管内还未出现红色固体，说明温度没有达到实验所需的温度，右侧试管澄清石灰水变化明显，说明有二氧化碳产生，由于木炭的着火点比碳还原氧化铜的温度低，产生二氧化碳的原因可能是温度达到木炭的着火点，试管中少量的氧气与木炭发生了反应，生成二氧化碳，是澄清石灰水变浑浊。【考点训练】1.工业上获取大量氧气的原料是（）A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水【答案】A【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来，故工业上获取大量氧气的原料是空气。故选：B。2.工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（）A．化学性质不同 B．溶解性不同 C．沸点不同 D．密度不同【答案】C【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来3.实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是（）A.二氧化锰是反应物B.与高锰酸钾制取氧气的装置相同C.可用向上排空气法收集D.可用带火星的木炭检验氧气【答案】A【解析】A.二氧化锰是催化剂，故A错误；B.高锰酸钾，氯酸钾制取氧气都是固固加热型，故B正确；C.氧气密度大于空气，且不与空气其他成分反应，故用向上排空气法，故C正确；D.可以用带火星的木炭检验，木炭复燃则能证明。故选A4..下列有关玻璃导管的使用图示正确的是（省略夹持和加热装置）（）A.排水法集气B.向上排空气法集气C.用高锰酸钾制氧气D.检验二氧化碳【答案】D【解析】A.排水法收集气体，导管口只能伸到瓶口，不能伸入太长，故A错误；B.向上排空气法，导管必须伸入瓶底部，故B错误。C.试管内导管不能伸入太长，故C错误；D.将导管伸入试管底部，便于二氧化碳和澄清石灰石充分反应，D正确，故选D5.15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】实验室用15%的过氧化氢溶液制备氧气，反应剧烈，难以控制，收集困难，故须对反应速率进行控制，选项A和C的长颈漏斗无法较好控制加入液体的速率，故A和C错误；选项B和D使用了分液漏斗，但B选项刚开始时，双氧水就已经和二氧化锰接触而剧烈反应了，故B错误，故选D6.某气体既可以用排水取气法收集，又可以用向上排空气法收集，则该气体一定有的物理性质是（）A.易溶于水，密度大于空气B.易溶于水，密度小于空气C.不易溶于水，密度大于空气D.难溶于水，密度小于空气【答案】C【解析】某气体可以用排水取气法收集，说明该气体不易溶于水，还可以用向上排空气法收集，说明气体密度大于空气。故选：C。7.实验室可用“高锰酸钾、氯酸钾、双氧水”分解制取氧气。关于这三个反应原理，下列说法正确的是（）A．都需要加催化剂 B．都有两种元素的化合价发生了变化 C．都生成氧化物 D．生成等量的O2消耗KMnO4的质量最大【答案】D【解析】A．加热高锰酸钾制取氧气不需要催化剂，故错误；B．用过氧化氢制取氧气时，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，只有氧元素的化合价由﹣1价变成﹣2价和0价，故错误；C．氯酸钾在二氧化锰做催化剂、加热的条件下生成氯化钾和氧气，没有氧化物生成，故错误；D．由化学方程式2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2316322KClO3MnO2¯245962H2O2MnO2¯2H26832可知，生成等量的O2消耗KMnO4的质量最大，故正确。故选D8.NO是汽车尾气中的一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是（）A.排水集气法或向上排空气法B.向上排空气法C.排水集气法D.向下排空气法【答案】C【解析】根据题意可知，NO难溶于水，能与空气中的氧气反应，故可以用排水法收集，故选C9.实验室用过氧化氢制取氧气，若实验中忘记加入二氧化锰，其结果是（）A.不产生氧气B.产生氧气的速度慢C.产生氧气的总量少D.没有影响【答案】B【解析】实验室用过氧化氢制取氧气，二氧化锰是催化剂，可以加快反应的的速率，但催化剂不能增加产率，也不能减少产率。故选B10.下列反应中，既不是化合反应，又不是分解反应的是（）A.碳酸钙高温氧化钙＋二氧化碳B.碳酸氢铵高温氨气＋二氧化碳＋水C.氢气＋氯气点燃氯化氢D.石蜡＋氧气点燃二氧化碳＋水【答案】D【解析】A.碳酸钙高温分解是分解反应；B.碳酸氢铵高温分解，是分解反应；C.氢气和氯气的燃烧，是化合反应。故选D8.下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。（1）实验装置A中的两种仪器的名称（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是（填字母）反应的化学方程式是（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是。收集满氧气的集气瓶应该（填“正”或“倒”）放在桌面上。（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是【答案】（1）酒精灯、试管（或铁架台）（2）AKClO3MnO2====∆【解析】（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，该反应属于固体加热型，应选A；（3）氧气密度大于空气，故收集满的氧气要正放。【培优训练】1.在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（）A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下【答案】C【解析】A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故A正确；B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故B正确；C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故C错误；D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故D正确。故选：C。2.如图为初中化学常见气体的发生与收集装置，下列说法中不正确的是（）A．装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替 B．装置Ⅰ可作为固体加热制取气体的发生装置 C．装置Ⅱ、Ⅳ组合可制取氧气 D．装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体【答案】C【解析】A、根据长进漏斗在实验中的作用是添加液体，而分液漏斗、医用注射器具有同样功能，A正确；B、根据Ⅰ装置是给固体加热的装置，B正确；C、氧气的密度大于空气的密度，不易溶于水，不能用向下排空气法收集，C错误；D、气体密度大于空气密度采用向上排空气法收集，小于气体密度采用向下排空气法收集，D正确；故选：C。3.在实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中，下列图象能正确表示对应变化关系的是（）A．B． C． D．【答案】D【解析】A．剩余固体的质量逐渐减小，当高锰酸钾分解完毕，则不再减小，剩余固体不会是0，故错误；B．随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，当高锰酸钾反应完，则保持不变而不会减小，故错误；C．化学反应前后元素的质量不变，钾元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此钾元素的质量分数逐渐增大至不变，故错误；D．化学反应前后元素的质量不变，锰元素存在于固体中，其质量不变，但固体的质量逐渐减小直到反应完不变，因此锰元素的质量分数逐渐增大至不变，故正确。故选：D。4.用如图所示装置收集一瓶纯净氧气，以下说法不正确的是（）A.集气瓶中应装满水，确保无气泡B.左端导管口连接产生氧气的发生装置C.右端导管口连接产生氧气的发生装置D.排出水的体积即为收集到氧气的体积【答案】B【解析】A.集气瓶装满水，是为了排尽空气，使收集的氧气更纯；B.氧气不易溶于水，应从右端进气，故B错，C正确；D.排出水的体积即为氧气的体积，D正确；故选B5.今有A、B两质量相等的固体，其中A为纯氯酸钾，B是氯酸钾和二氧化锰的混合物，在酒精灯上同时加热，均完全反应，得到的气体量与时间的关系图正确的是（）A．B．C． D．【答案】A【解析】A、B两质量相等的固体，其中A为纯氯酸钾，B是氯酸钾和二氧化锰的混合物，故A的氯酸钾质量大于B中的氯酸钾的质量，故A产生氧气多，B含有二氧化锰，故B反应速度快。故选A6.化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置完成有关问题:(1)写出B中标号①仪器的名称:,实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,发生装置可选择(填字母),该反应的化学方程式是,该装置有一处不足之处是。

(2)用装置F收集一瓶O2,验满时应将带火星的木条放在(填“a”或“b”)处。

(3)将装置G倾斜使两种药品混合,即可制得气体。下列制取气体的方法可选用装置G的是。

A.用锌和稀硫酸反应制取氢气B.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气C.用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气D.加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷【答案】（1）集气瓶A缺少棉花（2）b（3）AC【解析】（1）集气瓶实验室用高锰酸钾加热制取氧气，反应条件是加热，故选A装置，该反应的化学方程式是不足之处是忘加一团棉花。（2）验满应将带火星的木条放在短导管b处（3）装置G倾斜，使两种药品混合，可制得气体，且反应药品是固体和液体，反应不需要加热，故选AC7.氧气是我们无法离开的物质，某兴趣小组对氧气的研究如下：Ⅰ.氧气制备（1）写出右图中标号仪器的名称（2）写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式该装置棉花的作用是。装置中有一处明显的错误：Ⅱ.氧气的收集实验1：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃时，停止收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。实验2：用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口的带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。实验3：用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。实验数据如表实验1实验2实验3氧气体积分数/%79.779.679.988.489.087.990.089.889.3氧气平均体积分数/%79.788.489.7（3）由实验1和实验2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高氧气的体积分数，可采取的措施是（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧（5）铁丝在纯净的氧气中燃烧的化学方程式【答案】（1）①酒精灯②铁架台

（2）2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑，防止试管内粉末进入导管，试管口向上倾斜（3）延长收集时间（4）集气瓶中含有水蒸气（5）3Fe+2O2

Fe3O4

【解析】1）上图中有标号仪器的名称分别是①酒精灯，②铁架台；

（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，反应的化学反应方程式为：2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑；加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管；给固体加热时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水回流使试管炸裂，图中装置一处明显的错误是试管口向上倾斜；

（3）根据实验1、2的操作可知，实验2延长了氧气收集的时间，瓶中氧气的体积分数有所提升。如果想提高获得的氧气体积分数，可以采取延长氧气的收集时间的措施；

（4）如果各项操作没有问题，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因可能是含有水蒸气导致反应物不纯；

（5）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe+2O2

Fe3O4；8.双氧水常用于消毒、漂白等，它是过氧化氢的水溶液，含过氧化氢30%的溶液以二氧化锰为催化剂可迅速分解出氧气。现欲制取干燥的而又纯净的氧气，可采用如图装置。装置A中，锥形瓶内盛的是二氧化锰，分液漏斗内盛的是30%的过氧化氢溶液。已知：硫酸铜是一种白色的粉末状固体，该粉末吸收水蒸汽时，会生成蓝色的硫酸铜晶体；浓硫酸是一种液体可用于干燥氧气。（1）装置B中的药品是（2）装置C用来检测O2是否干燥，证明O2已经干燥的现象是（3）检验装置D中氧气是否集满的方法是。【答案】（1）浓H2SO4；干燥管中的药品不变蓝色（2）无水硫酸铜；干燥管中药品不变蓝色（3）用带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，证明O2已集满【解析】（1）浓硫酸不能和氧气反应，可以用作氧气的干燥剂，因此装置B中的化学药品可以用浓硫酸（H2SO4），作用是干燥氧气．故填：浓硫酸或浓H2SO4；（2）如果用装置C来检验氧气是否干燥，其中盛放的化学药品可以是无水硫酸铜，如果氧气是干燥的，则无水硫酸铜不会变成蓝色．故填：干燥管中的药品不变蓝色或无水硫酸铜没有变成蓝色．（3）装置D中氧气是否收集满的检验方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．故填：把带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明已经收集满．【拔尖训练】1.以下各装置能完成相应实验的是()只有①② B．只有③④ C．只有①④ D．只有②【答案】C【解析】②导管未伸入集气瓶底部，③未控制变量。故选C2.已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象错误的是（）A．B．C． D．【答案】D【解析】A.随着反应的进行，氧气质量逐渐增大后不变，故A正确；B.氧化铜是催化剂，质量不变，故B正确；C.溶液中水的质量先增多，后不变，故C正确。故选D.3.下列图象表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】A.氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，直至分解完，得到氯化钾质量不再改变。故A正确；B.氯酸钾受热分解，氯酸钾固体质量会减少，因此氯酸钾质量分数会减小到0，故B错误；C.二氧化锰是催化剂反应前后质量不变，而固体质量会逐渐减少二氧化锰质量分数会增加，故二氧化锰质量分数不能从0开始，故C错误；D.氯酸钾分解需用加热到一定的温度才能产生氧气，因此氧气的起点该在横坐标上，故D错误；故选A4.雨对家用的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品．下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（）A．反应仓可能是由H2O2溶液在MnO2催化下产生O2B．加湿过滤仓可以用来来保持O2湿润C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢【答案】C【解析】A.反应不需要加热就能发生，反应仓可能是由由H2O2溶液在MnO2催化下产生O2，A正确；B.氧气通过水层的时候增加了水蒸气的含量，加湿过滤仓可用来保持氧气湿润，B正确；C.氧气具有助燃性，但不是燃料，C错误；D.可根据加湿过滤仓气泡的多少，来说明氧气排出的快慢，D正确；故选C5.如图四个图像，能正确反映对应变化关系的是（）A.B.C.D.A．表示向二氧化锰中加入过氧化氢溶液B．表示镁在氧气中燃烧C．表示加热高锰酸钾后产生二氧化锰的质量D．表示用“用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数”实验过程中密封集气瓶内的气压变化【答案】C【解析】A、向二氧化锰中加入过氧化氢溶液，随着过氧化氢溶液质量的增加，氧气的质量由0开始逐渐增加，A错误；B、镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，由化学方程式：可知，每48份质量的镁能与32份质量的氧气恰好完全反应，由图可知，Mg与O2的起始量相等，反应结束后，氧气有剩余，镁被完全消耗，质量变为0，B错误；C、加热高锰酸钾分解生成二氧化锰、锰酸钾、氧气，加热前二氧化锰的质量为0，开始加热后，高锰酸钾不断分解，二氧化锰的质量逐渐增加，直至高锰酸钾被完全消耗，此时二氧化锰的质量不再增加，C正确；D、红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强会变大，反应结束并恢复到室温后，气体遇冷，体积收缩，装置内的压强又会变小，由于红磷燃烧消耗了瓶中的氧气，导致反应结束时，瓶中的气体含量小于反应开始前瓶中的气体含量，因此反应后的压强应小于反应前的压强，D错误。故选C。6.下列图像能正确反映对应变化关系的是（）ABCD利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量加热氯酸钾和二氧化锰时剩余固体中二氧化锰的质量分数用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气加热一定质量的高锰酸钾固体【答案】B【解析】】A、在点燃的条件下，磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固体，因为氧气约占空气体积的五分之一，所以足量的红磷燃烧后，装置内气体的体积应剩余原空气体积的五分之四，故选项错误；B、在加热氯酸钾制取氧气的过程中，二氧化锰是催化剂，其质量在反应前后不变，而氯酸钾受热分解为氯化钾和氧气，反应中固体的质量减少，所以二氧化锰的质量分数增大，当反应结束后不再改变，故选项正确；C、催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加生成物的质量，所以用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气，无论使用催化剂，还是没有使用催化剂，最终生成氧气的质量是相等的，故选项错误；D、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应完全后，剩余固体的质量不可能为零，故选项错误。故选：B。7.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．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量B．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物C．在少量二氧化锰中加入双氧水D．在密闭装置内加热高锰酸钾制氧气【答案】D【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，氧气消耗，最终压强小于原来压强，该选项对应关系不正确；B、氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，随着反应进行，固体质量减小，二氧化锰质量不变，固体中二氧化锰质量分数增大，该选项对应关系不正确；C、反应前氧气质量是0，该选项对应关系不正确；D、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，物质的种类是四种，随着反应进行，高锰酸钾反应完全，物质的种类变成三种，该选项对应关系正确。故选：D。8.在容积为250mL的集气瓶内装入如下图所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻璃片移出水槽正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入两个集气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。下列有关说法中，错误的是()A．能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气B．能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水C．图①实验中，集气瓶内氧气的体积分数为30%D．图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为52.6%【答案】C【解析】A.②收集氧气中混有部分空气，木条能复燃，说明能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气，正确；B.能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水，正确；C.氧气体积约为空气体积的21%；图①实验中，集气瓶内开始存在75mL的水，则存在250-75=175mL的空气，故氧气的体积分数为，错误；D.由C分析可知，图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为，正确。故选C。9.现有X、Y两种质量相等的固体，期中X为纯净的氯酸钾，Y是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物。将X、Y分别放入试管中，并在两个酒精灯上同时加热制取氧气。若X、Y均完全反应，则得到氧气的质量m与时间t的关系中，正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】二氧化锰在氯酸钾分解过程中只起催化作用，它能加快氯酸钾的分解速率，与生成氧气的多少无关。X、Y两种质量相等的固体，X为纯净的氯酸钾，Y是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物，所以X中的氯酸钾质量大于Y中氯酸钾的质量，所以完全反应后，X产生的氧气多，Y产生的氧气少；但Y中加入了二氧化锰，和没有加二氧化锰的X相比，Y分解的温度变低，反应速率加快，即Y完全反应的时间变短，但二者都需要加热一段时间后再反应。即加热一段时后，Y先开始反应，也先结束反应，但产生的氧气质量比X的小，与之相符的图像为C。故选C。10.构建知识网络可以提高学习效率，如图是氧气部分知识的网络图，其中A-C是我们在第二单元学习过的物质，图中“→”两端的物质可通过一步反应转化（部分反应物和生成物已省略），F为淡黄色固体，氧气与G反应生成D时火星四射，E常温下是一种气体，下列说法错误的是（）A．物质A为紫色粉末B．物质B加热生成氧气的反应属于分解反应C．物质C为无色有刺激性气味的气体D．氧气转化为物质E的反应只能通过化合反应实现【答案】D【解析】A、物质A和B加热得到氧气，应是高锰酸钾和氯酸钾，B有二氧化锰作催化剂所以为氯酸钾，A为高锰酸钾为紫色粉末，正确；B、物质B是氯酸钾，其分解生成氯化钾和氧气，所以为分解反应，正确；C、物质F为淡黄色固体，为硫，和氧气反应生成二氧化硫有刺激性气味，正确；D、E通过光合作用可以转化为氧气，说明E是二氧化碳，蜡烛和氧气反应也可以生成二氧化碳，但该反应不是化合反应，不正确。故选D。11.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量二氧化锰）分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息，分析正确的是（）A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾B．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选用氯酸钾为原料C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加D．反应时间较长的是高锰酸钾【答案】B【解析】A.同时加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，故A错误；B.由图可知，相同质量的反应物制取氧气，产生氧气较多的是氯酸钾，故B正确；C.二氧化锰是催化剂，不能改变产率，故C错误；D.时间短的是高锰酸钾，故D错误。故选B12.某化学兴趣小组利用“Y形管”和其它仪器组装成如图一、图二所示的装置，选用不同试剂进行实验探究(装置气密性良好；所有化学反应都充分、完全)。图一实验目的是测定空气中氧气的体积分数。操作步骤如下：Ⅰ.按如图所示连接并固定装置，观察现象；Ⅱ.点燃酒精灯加热至开始反应时熄灭酒精灯，观察现象；Ⅲ.观察到红磷熄灭并冷却至室温后，读取注射器中水的体积为c。图二实验目的是测定产生氧气的体积。试剂甲：0.5g二氧化锰，试剂乙：5mL5%过氧化氢溶液。过氧化氢溶液遇二氧化锰时，产生大量气泡并放出大量热。操作步骤如下：Ⅰ.实验前调整量气管，使量气管液面与水准管液面相平；Ⅱ.倾斜Y形