第三节　氧气的实验室制取

九年级

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氧气的实验室制法1.【新中考·教材变式】实验室制取气体时,选择制取装置应

主要考虑

(

)①反应物颜色②反应物状态③反应物硬度④反应条件⑤气体的密度⑥气体的溶解性A.①②④⑤B.②③④⑤C.②④⑤⑥D.①④⑤⑥C基础夯实解析实验室制取气体,制取装置包括发生装置和收集装

置。发生装置的选定与反应物的状态和反应条件有关;收集

装置的选定,一般考虑气体物理性质中的密度和溶解性。特别提醒

实验室通过化学反应制取气体需要考虑的问题:

(1)原料是否;(2)实验条件是否;(3)实验装置是否易

装配;(4)实验操作是否安全可靠;(5)实验中产物对环境是否有

污染等。2.【新课标·学生必做实验】如图所示为实验室中常见的气体

制备和收集装置。

请回答下列问题:(1)写出仪器名称:①

,②

。(2)实验室用高锰酸钾制取相对纯净的氧气,反应的文字表达

式为

,应选用的发生装

置和收集装置分别为

(填字母)。(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,若选用C作

发生装置,你认为选用C的优点是

。锥形瓶中发生反应的文字表达式为

。试管酒精灯高锰酸钾

锰酸钾+二氧化锰+氧气A、F可以控制反应速率过氧化氢水+氧气

(4)欲使用装置E用排空气法收集氧气,则气体应从

(填“a”或“b”)端通入。(5)若用排水法收集氧气,当观察到气泡

时才能开始收集,否则收集的氧气不纯。如果选用D收集

氧气,验满的方法是

。a从导管口连续、将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已收集满均匀地冒出解析

(2)实验室用高锰酸钾制取相对纯净的氧气,反应的文

字表达式为高锰酸钾

锰酸钾+二氧化锰+氧气;该反应应选用固体加热型发生装置A,要收集相对纯净的氧气,应选用

排水法,故收集装置选F。(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化

锰制取氧气,若选用C作发生装置,可以通过推动注射器的活

塞控制滴加液体的速率,从而控制反应速率。过氧化氢在二

氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,文字表达式为过氧

化氢

水+氧气。(4)欲使用装置E用排空气法收集氧气,氧气的密度比空气大,则氧气应从长管(a端)通入,将空气从短管(b端)排出。拓展延伸

多功能瓶收集气体(1)排空气法收集气体①收集密度比空气大的气体(如O2或CO2):长进短出。②收集密度比空气小的气体(如H2):短进长出。(2)排水法收集气体:短进长出。①注意在出水导管后连接烧杯接水。②如果气体与水和空气都能反应,可以在瓶中装满其他液体

(如煤油)或者隔绝水与气体的接触,再收集气体。

催化剂3.(2025广东惠州一中期中)催化剂在化工生产中起着重要作

用,在用过氧化氢分解制取氧气的实验中,关于催化剂二氧化

锰的说法正确的是(

)A.不加入二氧化锰,过氧化氢溶液就不能分解产生氧气B.催化剂可以使生成氧气的质量增加C.在化学反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不发生改变D.只要能改变过氧化氢分解反应速率的就是该反应的催化剂

C解析过氧化氢溶液在不加入二氧化锰时也能分解产生氧

气,只是分解速率很慢,A错误。催化剂只能改变化学反应的

速率,不能改变生成物的质量,B错误。在化学反应前后催化

剂的质量和化学性质均不发生改变,C正确。能改变过氧化氢

分解反应速率,但本身的质量和化学性质在反应前后不变的

物质才是该反应的催化剂,D错误。

4.(2025山东淄博末,★★☆)氧烛(如图)是一种常用于

潜艇中的化学氧源,主要成分是NaClO3(在有催化剂和一定温

度的条件下可以分解产生氧气),同时还含有适量的催化剂、

镁粉(与氧气反应,提供NaClO3反应所需的热量)等。下列说法

中不正确的是

(

)C能力提升A.启动装置的作用是引燃镁粉B.使用前后,产氧药块中催化剂的化学性质不会改变C.氧烛中涉及反应的基本反应类型只有分解反应D.镁粉过少会使反应无法持续进行,过多将减小产氧量

解析启动装置的作用是引燃镁粉,镁粉燃烧放热,提供Na-

ClO3反应所需的热量,使反应发生,A不符合题意。使用前后,

产氧药块中催化剂的化学性质不会改变,B不符合题意。镁粉

燃烧生成氧化镁,属于化合反应,C符合题意。镁粉过少,产生

的热量较少,会使反应无法持续进行;镁粉燃烧会消耗氧气,镁

粉过多会减小产氧量,D不符合题意。5.【新中考·数字化实验】(★★☆)为比较二氧化锰与氧化铜

的催化效果,按图1所示装置进行实验,实验时倾斜锥形瓶使过

氧化氢溶液与催化剂接触,瓶内气压的变化如图2所示。下列

说法错误的是

(

)

DA.化学反应速率与催化剂的种类有关B.该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好C.可通过对比图2中的bd或ac点来比较两种催化剂的催化效

果D.实验后两瓶中产生的氧气质量不同

解析由题图2可知,化学反应速率与催化剂的种类有关,A不

符合题意。从题图2中可以看出,加入二氧化锰后瓶内气压变

化更快,说明该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好,B不

符合题意。通过对比题图2中的bd点,可知等时间内,二氧化锰

作催化剂时产生的氧气多,对比题图2中的ac点,可知产生相同

质量的氧气,二氧化锰作催化剂时用时少,C不符合题意。催

化剂只能改变化学反应的速率,不能改变生成物的质量,过氧

化氢的质量相同,实验后两瓶中产生的氧气质量相同,D符合

题意。6.(2025吉林长春师大附中期末,★★☆)某化学兴趣小组的同

学利用过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾开展氧气实验室

制取的研究。请结合下列实验装置,回答有关问题。

【查阅资料】浓H2SO4具有很强的吸水性,能吸收氧气中的水

蒸气从而得到干燥的氧气。(1)写出图中标有序号②的仪器名称:

。(2)根据所给的试剂,在实验室里选择一种节能环保、操作简

便的方法制取氧气,应选用上图中的发生装置

。(3)若选择乙、丙、丁装置组合制取并收集一瓶干燥的氧气,锥形瓶乙则导管正确的连接顺序为a接

、

接

。验

满的操作为

。(4)实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为:

。(5)小明同学在利用乙装置制氧气时,打开分液漏斗的活塞,发

现过氧化氢溶液不能流下来,请分析可能的原因是

。cbe将带火星的木条放在d导管口,若木条复燃则已集满高锰酸钾

锰酸钾+二氧化锰+氧气导管右端被夹紧,装置内气体无法排出(其他合理答案也可)解析

(2)选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,无需加热,

操作简单,节约能源,且生成物是水和氧气,干净环保,故发生装

置选乙。(3)浓H2SO4具有很强的吸水性,能吸收氧气中的水蒸

气从而得到干燥的氧气。若选择乙、丙、丁装置组合制取并

收集一瓶干燥的氧气,应用丙装置干燥,收集装置用丁装置,由

于氧气的密度比空气略大,应从e端通入,故导管正确的连接顺

序为a接c、b接e。氧气具有助燃性,可用带火星的木条验满,

验满的操作是将带火星的木条放在d管口,若木条复燃,说明已

经集满。

7.【新中考·控制变量法】(2024重庆中考A卷节选)某探究小

组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探

究,该小组分别取1g不同的催化剂,再加入溶质质量分数5%

的过氧化氢溶液20mL,进行了如下实验:素养提优序号催化剂实验现象甲MnO2粉末常温持续产生气泡,速率适中,气流平稳乙红砖粉末60℃持续产生气泡,速率适中,气流平稳丙红砖小颗粒常温缓慢,有少量气泡逸出丁块状红砖常温十分缓慢,几乎看不到气泡(1)写出实验甲中发生反应的文字表达式:

。(2)MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢分解具有相同的催化效

果,你认为此结论是否科学?

(填“是”或“否”)。

理由是

。(3)能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是

(填实验序号)。过氧化氢

水+氧气否实验同,变量不唯一丙、丁(4)在一定,另取2g红砖小颗粒,向其中加入8%的过氧

化氢溶液20mL,继续实验,发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因(至少写两条):

。过氧化氢浓度不同、加入催化剂的质量不同(合理即可)解析

(2)由表中甲、乙的实验数据可知,实验时除催化剂的

种类不同外,实验不同,变量不唯一,所以不能用于比较

两种催化剂的催化效果,故实验结论不科学。(3)能说明催化

剂的催化效果与其形态有关的实验组合必须是催化剂

种类相同,只有催化剂的形态不同,因此选择的实验组合是丙

和丁。(4)与实验丙相比,红砖小颗粒的质量增加,过氧化氢溶

液的浓度增大,以上因素均有可能导致反