新版九上化学 分层练习 2.3 制取氧气 第1课时 高锰酸钾制取氧气 氧气的工业制法（含答案）

第第页新版九上化学分层练习2.3制取氧气第1课时高锰酸钾制取氧气氧气的工业制法一、基础达标知识点1高锰酸钾制取氧气1．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶2．实验室用高锰酸钾制取氧气，下列装置组合正确的是（）A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④3．若想收集一瓶干燥的氧气，可选用下图所示装置中的（）A．① B．④ C．⑤ D．①和⑤4．下列关于实验室制取氧气的部分实验操作，正确的是（）A．氧气放置 B．氧气验满C．氧气转移 D．收集氧气5．如图是实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置，回答下列问题：（1）写出仪器的名称：A：；B：；C：；D：。（2）该装置有一处不妥，请改进：，改进的目的是。（3）在实验结束时，应先，再，否则会。（4）收集氧气通常采用法，当集气瓶口处有冒出时，表明该瓶内的氧气已满；还可以用向（填“上”或“下”）排空气法，这是因为。二、知识点2氧气的工业制法6．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是（）空气→①空气→②液体→③钢瓶A．液态空气是混合物B．步骤②属于化学变化C．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色三、能力提升7．下图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是（）A．气密性检查：用手紧握试管，观察到水中导气管口有气泡冒出，说明装置不漏气B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂C．加热：直接用酒精灯的火焰对准试剂所在位置加热D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯8．小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据如表所示。下列说法中错误的是（）收集方法向上排空气法排水法氧气浓度79.6%79.7%79.9%90.0%89.8%89.3%氧气平均浓度79.7%89.7%A．用排水法收集氧气时，以观察到集气瓶口有气泡冒出为氧气集满的标准B．以上两种方法中，向上排空气法收集到的氧气更纯净C．用排水法收集不到纯净氧气的主要原因是用排水法收集的氧气中混有水蒸气D．用向上排空气法收集到的氧气浓度约为80%，可能的原因是当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气9．请根据下列装置图（部分固定装置已省略）回答问题。（1）写出图中标号仪器的名称：a；b。（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为，可选用的收集装置为（填字母）。（3）实验室用A装置制氧气时，装试剂前应进行的操作是，在试管口放一团棉花的作用是。（4）用向上排空气法收集一瓶氧气，将带有火星的木条放在，若观察到，证明瓶中已充满氧气。（5）F装置是得到较纯净氧气的理想收集装置，但有时用F装置收集到的氧气也不纯，原因可能是（答一点）。10．分离空气可以获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。简易流程如图：请根据流程图回答下列问题。（1）经过步骤A处理后的空气属于（填“纯净物”或“混合物”）。（2）由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点（填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明通常条件下氮气化学性质（填“活泼”或“不活泼”）。（3）氧气有广泛用途，下列属于氧气用途的是（）（填字母）。A．气焊气割 B．作燃料 C．探空气球 D．潜水四、核心素养11．如图（图左），该装置可以用来收集气体，常被称为“多功能瓶”。利用排空气法收集气体时，既可以收集密度比空气大的气体，也可以收集密度小于空气的气体。若收集氧气，气体应从（填“a”或“b”）端通入。若瓶中装满水后（图右），还可利用排水法收集氧气，气体应从（填“m”或“n”）端通入。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】高锰酸钾制氧气，反应物是固体，反应条件是加热，需选择固体加热型发生装置，发生装置需选择试管、酒精灯、铁架台；收集氧气需选择集气瓶，但不需要用到漏斗。

故答案为：C。

【分析】根据高锰酸钾制取氧气发生装置和收集装置，确定所需仪器分析。2．【答案】A【解析】【解答】A、高锰酸钾为固体，制取氧气需要加热，发生装置选择①；氧气不易溶于水，可采用排水法装置③收集，装置组合合理，A正确；

B、装置⑤是向下排空气法收集装置，氧气密度比空气大，不能使用向下排空气法收集，B错误；

C、D、装置②属于固液不加热型发生装置，高锰酸钾制取氧气的反应需要加热，不可选用②作发生装置，C、D错误；

故答案为：A；

【分析】本题解题要点：

发生装置选择：根据反应物状态以及反应条件选取，固体加热型选对应加热装置，固液常温型选对应的不加热装置；

收集装置选择：结合气体溶解性、气体与空气的相对密度来选取收集方法；

氧气性质：氧气不易溶于水，密度略大于空气，可用排水法或者向上排空气法收集；

实验易错提醒：高锰酸钾制氧气试管口要放置一团棉花，防止固体粉末进入导管。3．【答案】C【解析】【解答】AD、装置①为排水集气法，收集得到的氧气会混有水蒸气，得不到干燥的氧气，AD错误；

B、装置④导管没有伸入集气瓶底部，无法将瓶内空气充分排出，不能收集较纯净的氧气，B错误；

C、装置⑤是向上排空气法，氧气密度大于空气，长导管伸入瓶底，利于排尽空气，能够收集干燥的氧气，C正确；

故答案为：C；

【分析】本题解题要点：

干燥气体收集：排水法收集的气体带有水蒸气，要收集干燥气体优先选用排空气法；

排空气法选择：密度大于空气的气体选用向上排空气法，密度小于空气的气体选用向下排空气法；

导管操作要点：排空气法收集气体时导气管需要伸到集气瓶底部，便于把瓶内空气全部排出；

氧气性质：氧气密度略大于空气，可使用向上排空气法收集干燥氧气。4．【答案】D【解析】【解答】A、氧气的密度比空气大，集气瓶应当正放在桌面上，图中集气瓶倒放，A错误；

B、氧气验满时，需要将带火星的木条放置在集气瓶瓶口，不能伸入集气瓶内部，B错误；

C、排水法收集氧气完成后，应当在水下把玻璃片盖住集气瓶口，再取出集气瓶，不能拿出水面之后再盖玻璃片，容易造成氧气逸散，C错误；

D、氧气密度大于空气，采用向上排空气法收集，导管伸入集气瓶底部，能够充分排出瓶内空气，操作正确，D正确；

故答案为：D；

【分析】本题解题要点：

气体存放：密度大于空气的气体，集气瓶正放；密度小于空气的气体，集气瓶倒放；

气体验满：验满操作要把检验木条放在集气瓶瓶口，不可伸入瓶内；

排水集气操作：集满气体后，要在水面下盖上玻璃片，再取出集气瓶；

排空气法收集：导管需要伸到集气瓶底部，便于将瓶内空气排干净。5．【答案】（1）酒精灯；试管；集气瓶；水槽（2）试管口处放一团棉花；防止试管内的粉末状物质进入导管（3）把导管从水槽中移出；熄灭酒精灯；使水沿导管倒吸入试管而炸裂试管（4）排水；较大气泡；上；氧气密度比空气大【解析】【解答】(1)仪器A为酒精灯，用来给试管内固体加热；仪器B为试管，作为高锰酸钾受热分解的反应容器；仪器C为集气瓶，用于收集氧气；仪器D为水槽，用于排水法收集气体。

故答案为：酒精灯；试管；集气瓶；水槽；

(2)高锰酸钾为粉末，加热时粉末会随气流进入导管，造成导管堵塞，因此装置需要做改动。

故答案为：试管口处放一团棉花；防止试管内的粉末状物质进入导管；

(3)实验结束，若先熄灭酒精灯，试管温度下降，内部压强减小，水槽中的水会倒吸入热试管，使试管骤冷炸裂，因此操作顺序不能颠倒。

故答案为：把导管从水槽中移出；熄灭酒精灯；使水沿导管倒吸入试管而炸裂试管；

(4)氧气不易溶于水，可采用排水法收集，当集气瓶瓶口冒出较大气泡，说明瓶内已经集满氧气。氧气密度大于空气，还能够使用向上排空气法收集。

故答案为：排水；较大气泡；上；氧气密度比空气大；

【分析】整套实验利用高锰酸钾受热分解制取氧气，组装好装置之后，需要关注装置细节、实验操作先后顺序，结合氧气物理性质选择收集方法，同时要防范倒吸造成试管损坏。

（1）考查常见化学实验仪器识别，结合装置图中各仪器用途，直接写出仪器标准名称，注意不能书写错别字。

（2）考查固体加热制氧气的装置改进；高锰酸钾粉末受热易被气流吹散，通过放置棉花阻挡固体粉末，避免导管发生堵塞。

（3）考查实验基本操作顺序；依据温度改变带来的装置压强变化，理解先移导管再熄灯的操作，解释倒吸产生的原理以及造成的实验事故。

（4）考查气体收集方法；由氧气的溶解性、密度，确定排水法、向上排空气法两种收集手段，区分导管口、集气瓶口气泡出现代表的不同实验状态。6．【答案】B【解析】【解答】A、液态空气中含有液氮、液氧等多种物质，属于混合物，A正确；

B、步骤②是利用各组分沸点不同蒸发分离出氮气，该过程没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，B错误；

C、氮气先被蒸发出来，说明相同条件下氮气的沸点比氧气低，更容易汽化挥发，C正确；

D、分离氮气之后剩余的液体主要是液氧，液氧为淡蓝色，可加压储存于蓝色钢瓶中，D正确；

故答案为：B；

【分析】本题解题要点：

工业制氧气原理：分离液态空气法，利用氮气、氧气沸点不同实现分离，全程无新物质产生；

物质类别判断：液态空气包含多种组分，属于混合物；

物理变化与化学变化：没有生成新物质的变化为物理变化，有新物质生成的为化学变化；

液氧物理性质：液氧呈淡蓝色，加压后储存在蓝色钢瓶内。7．【答案】C【解析】【解答】A、气密性检查时，用手紧握试管，试管内温度升高，压强变大，水中导气管口有气泡冒出，证明装置气密性良好，不漏气，A正确；

B、试管口略向下倾斜，能够防止加热过程中试管壁冷凝的水倒流回试管底部，避免冷热不均造成试管炸裂，B正确；

C、加热高锰酸钾时，不能直接对准试剂部位加热，需要先对试管整体进行预热，使试管受热均匀，再集中加热药品处，直接加热会造成试管受热不均而炸裂，C错误；

D、停止加热时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，能够防止水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂，D正确；

故答案为：C；

【分析】本题解题要点：

气密性检验：手握试管法，导管口冒出气泡，代表装置气密性良好；

试管安装要点：固体加热实验试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；

加热操作规范：给试管加热，必须先整体预热，再对准药品部位加热；

实验结束操作：排水法收集氧气，实验结束先移导管后熄灯，防止水倒吸。8．【答案】B【解析】【解答】A、排水法收集氧气，当集气瓶瓶口向外冒出气泡，代表瓶内水已经排尽，氧气收集已满，A正确；

B、根据表格内平均浓度数据，排水法收集氧气平均浓度89.7%，向上排空气法平均浓度79.7%，排水法收集的氧气纯度更高，B错误；

C、排水法收集的氧气会携带水蒸气，因此无法得到绝对纯净的氧气，C正确；

D、向上排空气法验满时，带火星木条复燃只代表氧气浓度达到支持燃烧的程度，集气瓶内部依旧残留部分空气，所以测得氧气浓度大约为80%，D正确；

故答案为：B；

【分析】本题解题要点：

排水法验满：集气瓶瓶口有气泡向外冒出，说明氧气已经集满；

数据分析对比：对比两组平均浓度，排水法收集氧气的浓度高于向上排空气法；

排水法杂质来源：从水中收集出来的氧气会混有水蒸气；

向上排空气法缺陷：验满木条复燃不能代表瓶内空气被完全排净，瓶内会残留部分空气。9．【答案】（1）长颈漏斗；水槽（2）高锰酸钾→加热（3）检查装置气密性；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管（4）集气瓶口；木条复燃（5）集气瓶中未装满水（合理即可）【解析】【解答】(1)仪器a用于添加液体药品，为长颈漏斗；仪器b是排水集气法用到的水槽。故答案为：长颈漏斗；水槽；

(2)高锰酸钾在加热条件下发生分解反应，生成锰酸钾、二氧化锰与氧气。氧气密度比空气大且不易溶于水，因此收集装置可选择向上排空气法D或者排水法F。

故答案为：高锰酸钾→加热锰酸钾+二氧化锰+氧气；D或F；

(3)制取气体的实验，装入药品前必须先检查装置气密性，避免装置漏气造成收集不到气体；高锰酸钾颗粒细小，加热时容易随气流进入导管，试管口放置棉花可以阻挡固体粉末。

故答案为：检查装置气密性；防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；

(4)向上排空气法验满氧气时，要把带火星木条放置在集气瓶瓶口，若氧气已经集满，瓶口溢出的氧气会使带火星木条重新燃烧。

故答案为：集气瓶口；木条复燃；

(5)排水法收集氧气不纯，常见原因为集气瓶预先没有装满水，瓶内残留有空气，或者刚出现气泡就立刻开始收集气体。

故答案为：集气瓶中未装满水（合理即可）；

【分析】本题围绕高锰酸钾制取氧气展开，考查仪器识别、反应文字表达式书写、装置操作要点、氧气验满和收集气体误差分析，兼顾基础识记与实验实操理解。

（1）考查常见实验仪器识别，根据仪器结构特征直接判断仪器名称，书写仪器名称不能写错别字。

（2）考查氧气制取的反应原理与收集装置选择，熟记高锰酸钾分解的文字表达式，结合氧气的密度、溶解性选择对应的收集装置。

（3）考查气体制备实验操作，装药品前气密性检查是制取气体实验的第一步，结合高锰酸钾固体形态理解试管口棉花的防护作用。

（4）考查氧气向上排空气法的验满操作，验满需要将木条放在集气瓶瓶口，不能伸入瓶内，利用氧气支持燃烧的性质完成验满判断。

10．【答案】（1）混合物（2）低；不活泼（3）A；D【解析】【解答】(1)步骤A只是将空气降温加压转变为液态空气，其中依旧含有氮气、氧气、稀有气体等多种物质，由多种物质组成的物质属于混合物。

故答案为：混合物；

(2)步骤B