初中科学华师大版九年级上册3 用分解反应制取氧气精品练习

3　用分解反应制取氧气

【基础练习】　　　 　　　　　　　　　　　　　　

知识点 1　制取氧气的反应原理

1.过氧化氢溶液俗称　　　　,通常是　　　色的液体,用它制氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。在这个反应中,二氧化锰是催化剂,能改变反应速率,但在反应前后催化剂本身的　　　和　　　　　　不变。 

2.从安全、环保、节能、简便等因素考虑,实验室制取氧气的最佳方法是(　　)

A.电解水　2H2O2H2↑+O2↑

B.催化分解过氧化氢　2H2O22H2O+O2↑

C.加热高锰酸钾

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

D.加热氯酸钾　2KClO32KCl+3O2↑

知识点 2　氧气的发生装置和收集装置

3.如图1是实验室制取氧气的装置图。

图1

(1)写出标号仪器的名称。

①　　 　　　,②　　 　　　,③　　　 　　, 

④　　　 　　,⑤　　　 　　。 

(2)图中的气体收集方法叫　　　　法,适合于收集　　　　或　　　　于水的气体。 

(3)刚开始滴入过氧化氢溶液,就马上收集气体,此时收集到的氧气不纯净,这是因为

                                  　。 

4.实验室选择制取气体的装置时,不需要考虑的因素是(　　)

A.反应物的性质和状态 B.反应条件

C.所制气体的性质 D.所制气体的颜色

5.实验室用二氧化锰作催化剂分解过氧化氢制取氧气的实验中,下列操作或说法错误的是(　　)

A.实验前必须检查装置的气密性

B.集气瓶在收集氧气前要装满水,然后倒置在水槽中

C.本实验不需要加热

D.收集满氧气后集气瓶应倒置于桌面上

知识点 3　催化剂及催化作用

6.下列关于催化剂的说法中,正确的是(　　)

A.催化剂在化学反应后性质不会发生改变

B.催化剂能改变化学反应速率

C.任意一个化学反应都需要催化剂

D.催化剂在化学反应后质量会减少

【能力提升】

7.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中,正确的是(　　)

图2

8.实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,用排水法收集氧气,持续一段时间内只观察到导管口气泡缓慢冒出,进行原因分析,不成立的是(　　)

A.过氧化氢已大量分解

B.反应容器中放入的催化剂二氧化锰太少

C.反应容器口未塞紧

D.生成的氧气大量溶解在水中

9.已知FeCl3与CuCl2对H2O2分解都有催化作用,为测定并比较二者的催化效率,需要控制的条件包括(　　)

①实验温度　②H2O2溶液的浓度　③催化剂质量

④FeCl3与CuCl2的颗粒大小

A.①② B.②③

C.全部 D.①②④

10.某科学兴趣小组为了研究物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系,需要收集一瓶大约含空气的氧气,下列操作正确的是(　　)

图3

11.现有两包等质量的固体,其中a是纯净的氯酸钾,b是氯酸钾和少量二氧化锰的混合物,分别在酒精灯上加热来制氧气,当完全反应后,能正确表示a、b放出氧气的质量(纵坐标)与加热时间(横坐标)关系的图像是(　　)

图4

12.氧气是人类生存必不可少的物质,如图5所示是常见的实验室制取氧气的发生装置和收集装置。

图5

(1)用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气,他应选择的装置组合是　　　　(填字母),写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)如用C装置收集氧气,检验氧气已收集满的方法是             　。 

(3)在实验室里制取氧气的药品既可选用过氧化氢溶液,也可选用氯酸钾。上述两种方法的主要共同点有　　　　(填序号)。 

①加入二氧化锰均可改变其反应速率

②反应都不需加热

③都利用分解反应来达到目的

④两种方法所需仪器相同

(4)乙炔(C2H2)是一种无色、无味、不溶于水的气体,密度稍小于空气,实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔(反应很剧烈)。你认为制取乙炔应选择的发生装置最好是　 　　(填字母,下同),收集装置是　　　　。 

自|我|提|升

图6

13.【例题】 用如图6所示装置采用排空气法收集氧气时,若要检验氧气是否已集满,应将带火星的木条放在导管的　　　　端,若木条能复燃,说明氧气已收集满。若用此装置采用排水法收集氧气,可将集气瓶中装满水,氧气从　　　　端导管通入,水从另一端导管排出。(均填“a”或“b”)。 

【提示】 采用图6所示装置时,若用排空气法收集气体,收集密度比空气大的气体(如氧气或二氧化碳),应采用向　　　　排空气法,气体从　　　　端进,空气从　　　　端出。收集密度比空气小的气体(如氢气),应采用向　　　　排空气法,气体从　　　　端进,空气从　　　　端出。当瓶中盛满水时可以采用排水法收集气体,此时气体从　　　端进,水从　　　端出。 

【变式】 (多选)一氧化氮在常温下是一种无色、难溶于水的气体,密度比空气的略大,能跟氧气迅速反应生成二氧化氮气体,但能与氢气、氮气、氯化氢、二氧化碳等气体共存。现要利用如图7所示装置收集一瓶一氧化氮气体,则在该装置中可盛放的气体或液体可以是(　　)

图7　　　　

A.水

B.氢气

C.空气

D.二氧化碳

答案

1.双氧水　无　2H2O22H2O+O2↑

质量　化学性质

2.B　[解析] 通电使水分解,要消耗电能,不节能;催化分解过氧化氢,常温即可进行,节能,简便,生成水,无污染;高锰酸钾与氯酸钾加热分解,消耗能源,不简便,不安全。

3.(1)分液漏斗　锥形瓶　集气瓶　水槽　导管

(2)排水　难溶　微溶

(3)收集的气体中包含了锥形瓶和导管内原有的空气

4.D　[解析] 实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑反应物的性质和状态及反应的条件,确定收集装置需要考虑所制气体的性质(能否溶于水,密度是否比空气的大等),所制气体的颜色不影响气体制取装置的选择,不需要考虑。

5.D　[解析] 氧气是一种密度比空气大的气体,若倒置于桌面上,很容易逸散到空气中。

6.B　[解析] 催化剂能改变化学反应速率,但质量和化学性质在化学反应后不变。不是所有的化学反应都需要催化剂。

7.A　[解析] A中检查装置气密性的方法是连接装置,将导管一端插入水槽内液面以下,双手握住试管,若有气泡冒出,则说明装置气密性良好;B中刚加热时排出的气体很大一部分是试管和导管中的空气,故加热后不能立即收集气体,应等气泡连续均匀冒出时再开始收集;因氧气的密度大于空气,故收集满氧气后应在水槽中将玻璃片盖好再和集气瓶一同取出;实验结束应先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,防止水倒吸引起试管炸裂。

8.D　9.C　10.B

11.C　[解析] 催化剂只能改变化学反应速率,用氯酸钾制取氧气,不加催化剂时产生氧气的速率慢,加入催化剂后速率加快,b中有二氧化锰,a中没有,所以b的反应速率快;因为a、b的质量相等,所以a中氯酸钾的质量大于b中氯酸钾的质量,故a产生氧气的质量大于b产生氧气的质量。

12.(1)AE　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

(2)将带火星的木条放在集气瓶口,若带火星的木条复燃,则说明氧气已收集满

(3)①③　

(4)F　E

[解析] (1)用高锰酸钾制取氧气需要加热,应该用A装置作为发生装置;因为氧气的密度比空气的大,可以用向上排空气法收集,因为氧气不易溶于水,可以用排水法收集,用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净;高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(2)如用C装置收集氧气,检验氧气已收集满的方法:将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气已收集满。(4)制取乙炔应选择的发生装置最好是F,是因为通过注射器能够控制液体药品的流速,从而可以控制反应速率;乙炔密度和空气接近,利用向下排空气法收集的乙炔不纯,乙炔不溶于水,可以用排水法收集,利用排水法收集的乙炔比较纯净,因此收集装置选E。

13.【例题】 b　b

【提示】 上　a　b　下　b　a　b　a

【变式】 AD

[解析] NO难溶于水,可用排水法收集;因为气体从短管进长管出,所以原气体应比NO的密度大,因为NO能与CO2共存且密度比CO2小,所以集气瓶中可以盛放CO2。