沪教版九年级化学上册第3节 氧气的制备 （专项训练）（学生版）习题

第3节氧气的制备题型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氯酸钾制取氧气题型05氧气的制取中装置的选择题型06催化剂和催化作用题型07分解反应题型08制取氧气实验的图像问题题型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。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\t"/item/%E8%86%9C%E5%88%86%E7%A6%BB%E6%8A%80%E6%9C%AF/_blank"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】工业上采用分离液态空气法制取氧气。下表是液态空气中常见气体成分的沸点。物质二氧化碳氮气氧气沸点/℃-78.5-195.8-183.0分离液态空气制氧气是依据液氮和液氧的不同。分析上表数据，控制温度在至℃时，可以将氮气从液态空气中分离出来。【变式1-1】空气是一种宝贵的资源，空气中的各种成分广泛应用于各个领域。如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥的工业流程。请按要求回答下列问题。(1)步骤①中发生的是变化(填“物理”或“化学”)。(2)空气中体积分数最大的气体是(填化学符号)。(3)分离液态空气制得的储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是(填“纯净物”或“混合物”)。(4)写出步骤②中合成氨气的文字表达式，该反应属于反应(填基本反应类型)。【变式1-2】空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。(1)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%，比地球上空气中氮气的体积分数（填“大”或“小”）。(2)如图1为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题：①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气，原理是利用氮气和氧气的（填“密度”或“沸点”）不同而将氮气和氧气分离，该过程属于（填“物理变化”或“化学变化”）。②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是，请说明原因。(3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图2所示是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后，可用作冰箱保鲜室内的气体是（填“富氧空气”或“富氮空气”）。【变式1-3】空气可用于工业上制取氧气，其流程如图：(1)工业上制氧气的方法发生了变化。(填“物理”或“化学”)(2)①所采取的方法是(填“升温”或“降温”)。(3)液态空气分离过程中先被分离出来。(4)氮气可用于保存容易变质的食物，是利用氮气的不活泼。(5)贮存在蓝色钢瓶中的氧气的用途是。a．气体肥料

b．医疗急救

c．气割气焊

d．炼钢题型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】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是A．装入MnO2B．制备O2C．干燥O2D．收集O2A．A B．B C．C D．D【变式2-1】如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，下列现象正确的是A．气球胀大，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移C．气球胀大，红墨水右移 D．气球缩小，红墨水左移【变式2-2】对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是A．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验B．甲和丙对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响C．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响D．丙和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂【变式2-3】过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器(如图)制取O2.下列说法错误的是A．使用前应检查装置气密性 B．I中的二氧化锰起催化作用C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D．该装置不能控制产生O2的快慢题型03高锰酸钾制取氧气实验实验药品高锰酸钾（暗紫色固体）实验原理文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气,符号表达式为KMnO4K2MnO4+MnO2+O2实验装置实验步骤步骤：查、装、定、点、收、离、熄①连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。②装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。③固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。④点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。⑤收集气体导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放⑥将导管撤离出水槽⑦熄灭酒精灯【典例3】实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列做法错误的是A．在试管口放一团棉花，防止粉末状物质进入导管B．导管口开始有气泡放出时不要立即收集，以免收集到的气体不纯C．用高锰酸钾制取所需氧气后，要先熄灭酒精灯，然后再把导管移出水面，防止水槽中的水沿导管倒吸，使试管骤冷破裂D．将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上【变式3-1】用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是A．检查气密性B．制取气体C．收集气体D．检查气体A．A B．B C．C D．D【变式3-2】实验室制取氧气的装置中，有关几个“口”位置的描述正确的是A．装高锰酸钾的试管口应略向下倾斜B．用排空气法收集氧气时，集气瓶口应向下C．用高锰酸钾制取氧气时，在导管口放一团棉花D．用排水集气法收集氧气时，导管口应先伸入集气瓶中再加热【变式3-3】实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出C．P点得到的固体属于纯净物D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管题型04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：KClO3KCl+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】加热氯酸钾制取氧气的操作中正确的是A．开始加热时，导管口有气泡冒出立即收集B．加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动C．用排空气法收集氧气时，导气管口应放在集气瓶口D．试管口要塞一团棉花，防止粉末进入导管【变式4-1】实验小组利用数字化实验研究，加热氯酸钾时含量随温度变化的情况如图1，图2。已知：氯酸钾的熔点是356℃。下列说法不正确的是A．由图2可知，氯酸钾的分解温度高于其熔点B．图1中加热氯酸钾固体时，试管口应略向下倾斜C．单独加热氯酸钾产生氧气较慢，不适合用于实验室制氧气D．300~400℃时试管内氧气含量略有下降，可能是由于部分氧气逸出试管【变式4-2】有三份质量相同的氯酸钾固体标记为A、B、C。A中加入1g的二氧化锰，B中加入1g的高锰酸钾，C中不加其他物质。分别加热至完全分解，下列说法正确的是A．产生氧气的质量：B＞A=C B．产生氧气的质量：A=B＞CC．产生氧气的速率：A=B＜C D．产生氧气的速率：A=B=C【变式4-3】某同学用图1所示装置对氯酸钾制取氧气进行探究学习。氯酸钾分解时，传感器得到氧气的浓度随温度的变化如图2所示。下列说法中错误的是A．图1装置中试管口略向上倾斜防止受热后熔化的氯酸钾流出试管B．图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是加热时排出一部分空气C．图2可知，不加入催化剂氯酸钾也能分解生成氧气D．图2可知，加入催化剂后氯酸钾分解所需的温度比不加入催化剂更高题型05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2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋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5】氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。(1)写出图中仪器a的名称：。(2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是：；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是。实验室可以用装置C收集氧气，开始收集的最佳时机是。(3)若用过氧化氢溶液制取氧气，可以选择的发生和收集装置是（填字母编号、从A-E中选）。(4)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从（填“b”或“c”）口通入。【变式5-1】A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题：(1)仪器a的名称是。(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可选择的发生装置是(填字母)，该装置的优点是，反应的文字或符号表达式是。(3)若收集一瓶较干燥的氧气应选择的收集装置是(填字母序号)，利用此方法收集氧气，验证氧气已收集满的操作方法是。若选用E装置收集氧气，当看到时，开始收集。(4)天然气是一种常见的化石燃料，其主要成分是甲烷，甲烷是一种无色无味、密度比空气小且难溶于水的气体，若要用F装置收集一瓶较纯净的甲烷，气体应从(填“m”或“n”)管通入。【变式5-2】根据如图装置，回答问题(1)写出图中标号仪器名称：①。(2)实验室用过氧化氢溶液与适量的二氧化锰混合制取氧气，希望可以在实验过程中控制化学反应速率，可以选择(填装置序号)作为发生装置，写出该反应的文字表达式。(3)若用G装置进行排空气法收集氧气，则将带火星的木条放在(选填“a”或“b”)处，若观察到带火星的木条复燃，则表示氧气已集满。(4)若选择将装置G中装满水，连接装置G和H，用排水集气法测定生成氧气的总体积，则导管的连接顺序为(填导管序号)。题型06催化剂和催化作用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。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“一变二不变”“一变”：改变其他物质的化学反应速率。(注意：改变可以是加快、也可以是减慢)“二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。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。【典例6】用氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，结果是A．产生氧气的总质量增大 B．产生氧气的总质量减少C．产生氧气速度慢 D．没有氧气生成【变式6-1】结合下图实验，下列说法不正确的是A．该实验证明O2可以支持燃烧B．实验③带火星的木条复燃且MnO₂质量不变C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度【变式6-2】我国石油化工专家闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。下列有关催化剂的说法正确的是A．催化剂能增加生成物的质量B．在化学反应中催化剂只能加快反应速率C．催化剂在反应前后化学性质不变D．过氧化氢溶液必须加入二氧化锰才能分解出氧气【变式6-3】某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解题型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】下列反应属于分解反应的是A．水氢气+氧气 B．酒精+氧气二氧化碳+水C．大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 D．碳+氧气二氧化碳【变式7-1】下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是A．钠+氯气氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气二氧化碳+水【变式7-2】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是A．物质与氧气发生的