第08讲 氧气的制取-2023-2024学年新九年级化学暑假同步课（上海沪教版）

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第08讲 氧气的制取

一、氧气的工业制法
工业上采用分离液态空气法制取氧气。具体做法是：在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发。由于液态氮的沸点（-196℃）比液态氧的沸点（-183℃）低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
【要点】
1.实验室制取氧气发生了化学变化，工业制取氧气发生的是物理变化。
2.实验室制取氧气具有反应快、操作简便、便于收集等优点，但成本高，无法大量生产；而氧气的工业制法是利用廉价、易得的空气为原料，成本低,可以大量生产。
二、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，另注：试管口需放棉花）
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。
【要点】
　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）。

三、催化剂和催化作用
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。
【要点】
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。　　
四、氧化物：只含两种元素，其中一种一定是氧元素的化合物。
五、分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上的物质的反应。

一、单选题
1．工业上分离空气得到氧气，是利用的各组分具有不同的
A．密度 B．沸点 C．稳定性 D．溶解性
【答案】B
【解析】工业上分离空气原理是将空气液化，之后由于液氮和液氧的沸点不同，液氮沸点比液氧的低先从液态空气中分离出来从而分离得到液态氧气，故选：B。
2．实验室使用氯酸钾制取氧气的装置中，位置描述正确的是
A．用排空气法收集时，导管末端放在集气瓶口处
B．用排水法收集时，集气瓶口应向上
C．用药匙向试管中加入药品时，试管口应略向下倾斜
D．收集满氧气的集气瓶，应盖上毛玻璃片，瓶口向上放置在桌面上
【答案】D
【解析】A、用排空气法收集时，导管末端尽可能伸入集气瓶底部，使收集的氧气更加纯净。故错。
B、用排水法收集时，集气瓶口应向下。故错。
C、用药匙向试管中加入药品时，试管口应略向上倾斜。故错。
D、氧气比空气密度大。收集满氧气的集气瓶，应盖上毛玻璃片，瓶口向上放置在桌面上。故对。
故选D。
【点睛】本题考查氯酸钾制取氧气。从实验的操作要点入手分析解题。本题难点为收集氧气的细节。
3．实验室用双氧水制取氧气时，忘了加二氧化锰，其后果是
A．不能产生氧气 B．生成气体的速度慢
C．产生氧气的总量减少 D．没有影响
【答案】B
【解析】实验室用双氧水制取氧气时，二氧化锰起到催化作用，是否添加二氧化锰只能改变反应速率，不能改变是否产生氧气以及产生的氧气总量，因此不加二氧化锰只会导致生成氧气的速率慢。故选B。

4．实验操作先后顺序正确的是
A．蒸发食盐水时，先在铁圈上放置蒸发皿，后放酒精灯
B．实验室用氯酸钾制取氧气时，先移出导管，再熄灭酒精灯
C．检查装置气密性时，先用手捂住试管，再把导管一端浸没在水里
D．实验室用双氧水制取氧气时，先加双氧水，后加二氧化锰
【答案】B
【解析】A、组装仪器是先下后上，蒸发食盐水时，先放酒精灯，后在铁圈上放置蒸发皿，选项错误；
B、实验室用氯酸钾制取氧气时，先移出导管，再熄灭酒精灯，防止冷水倒流炸裂试管，选项正确；
C、检查装置气密性时，先把导管一端浸没在水里，再用手捂住试管，选项错误；
D、实验室用双氧水制取氧气时，先加二氧化锰，后加双氧水，这样可以防止反应过于剧烈，不便于收集氧气，选项错误。
故选：B。
5．化学实验须关注操作过程的先后顺序。下列实验先后顺序错误的是
A．检查装置的气密性时，先用手捂住容器的外壁，再把导管放入水中
B．判断装置的气密性良好时，先产生少量气泡，再待液体回流并产生一段稳定的液柱
C．用电子天平称量时，先放称量纸，后去皮
D．用氯酸钾制氧气排水法收集结束时，先从水槽中取出导管，后熄灭酒精灯
【答案】A
【解析】A、检查装置气密性的方法：先把导管的一端浸没在水里，然后双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，证明装置不漏气，故选项A说法错误。
B、判断装置的气密性良好时，先产生少量气泡，再待液体回流并产生一端稳定的液柱，说明装置气密性良好，故选项B说法正确。
C、用电子天平称量物体时。应先放称量纸，后去皮，故选项C说法正确。
D、用氯酸钾制取氧气并用排水法收集满气体后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项D说法正确。
故选：A
【点睛】熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是正确解答此类题目的关键。
6．关于工业制取氧气说法正确的是
A．得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中
B．原理是利用氧气与氮气的密度不同
C．氧气先从液态空气中逸出
D．分离液态空气后剩下约1/10的气体不能支持燃烧
【答案】A
【解析】A、工业上得到的液态氧气储存在蓝色钢瓶中，该选项说法正确；
B、工业制取氧气的原理是利用氧气与氮气的沸点不同将它们分离，该选项说法不正确；
C、由于液氮的沸点比液氧低，则氮气先从液态空气中逸出，该选项说法不正确；
D、分离液态空气后剩下的气体主要为氧气，氧气能支持燃烧，该选项说法不正确。
故选A。
7．下列说法正确的是
A．工业上用分离液态空气法制氧气，依据氮气与氧气的密度不同
B．空气中氧元素的存在形态是游离态
C．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水
D．氧气在降温加压条件下可以变成淡蓝色液体
【答案】D
【解析】A、工业上用分离液态空气法制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，不符合题意；
B、空气中含氧元素的物质有氧气、二氧化碳等，氧气中氧元素以游离态存在，二氧化碳、水蒸气等化合物中氧元素以化合态存在，不符合题意；
C、鱼类能在水中生活，是因为水中含有溶解氧，氧气不易溶于水，不符合题意；
D、氧气在降温加压的条件下可以变成淡蓝色液体，说法正确，符合题意。
故选D。
8．以下是氯酸钾制氧气的实验操作要点
①试管口要略向下倾斜
②先预热试管，再集中加热
③实验结束时，先将导管移出水槽再停止加热
它们的目的都是为了防止
A．温度过高 B．反应太慢 C．试管破裂 D．水倒流
【答案】C
【分析】用氯酸钾制氧气的实验操作过程中，试管口要略向下倾斜的目的是防止给试管加热时冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管；先预热试管，再集中加热，目的是防止试管受热不均匀，导致试管破裂；实验结束时，先将导管移出水槽再停止加热，目的的防止停止加热时，水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤冷而炸裂。
【解析】A、加热温度的高低与酒精灯的使用有关，与题中涉及的操作要点无关，不符合题意；
B、用氯酸钾制氧气反应太慢与催化剂的有无或多少有关，与酒精灯加热的温度有关，但与这三个操作无关，不符合题意；
C、根据分析，这三个操作要点的目的都是防止实验过程中试管破裂，符合题意；
D、先预热试管，再集中加热，目的是防止试管破裂，但与水倒流无关，不符合题意。
故选C。
9．下列变化中，氧元素由游离态变成化合态的是
A．氯酸钾与二氧化锰共热分解 B．木炭在氧气中燃烧
C．分离液态空气制氧气 D．食盐水蒸发
【答案】B
【解析】A、氯酸钾与二氧化锰共热分解生成氯化钾和氧气，氧元素由化合态变成游离态，故选项不符合题意；
B、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，氧元素由游离态变成化合态，故选项符合题意；
C、分离液态空气制氧气，属于物理变化，氧元素还是以游离态存在的，故选项不符合题意；
D、食盐水蒸发，属于物理变化，氧元素都是以化合态存在的，故选项不符合题意。
故选B。
10．实验室需收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
【答案】B
【解析】收集一瓶约含四分之一空气的氧气时，先向集气瓶中灌入瓶容积3/4的水，瓶中的空气约占瓶容积的1/4，再选择排水法收集氧气，集满氧气后，就收集了一瓶约含四分之一空气的氧气，故选B。
11．属于分解反应的是
A．C+2CuO2Cu+CO2↑ B．2Mg＋O22MgO
C．2CO+O22CO2 D．CaCO3CaO + CO2↑
【答案】D
【解析】A、C+2CuO2Cu+CO2↑，该反应的反应物是两种物质，不符合“一变多”的特点，不属于分解反应；
B、2Mg＋O22MgO，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
C、2CO+O22CO2，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
D、CaCO3CaO + CO2↑，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。
故选D。
12．用集气瓶存放一瓶氧气，正确的放置方法是（     ）
A．瓶口朝下，盖上玻璃片
B．瓶口朝下，不盖玻璃片
C．瓶口朝上，盖上玻璃片
D．瓶口朝上，不盖玻璃片
【答案】C
【解析】氧气密度比空气的大，集气瓶口要朝上放在桌面上，毛玻璃片中的磨砂面必须与集气瓶口接触，利于密封和使用，玻璃磨砂面朝下。故选C。
13．下列叙述，正确的是
A．催化剂可提高物质反应的速率
B．二氧化锰在实验室制氧气的反应中都是催化剂
C．催化剂可降低其他物质的反应速率
D．催化剂在反应前后其质量和化学性质均不发生改变
【答案】D
【解析】A、催化剂是改变物质反应的速率，可能是加快，也可能是减慢，错误；
B、二氧化锰在实验室制氧气的反应中不都是催化剂，在高锰酸钾制氧气中为生成物，错误；
C、催化剂是改变其他物质的反应速率，可能加快、也可能减慢，错误；
D、催化剂在反应前后其质量和化学性质均不发生改变，正确。
故选D。
14．关于下图所示某种气体的收集操作，说法错误的是

A．该方法称为向上排空气法
B．用带火星的木条放管口检验是否收集满
C．收集的气体密度大于空气
D．容器内的空气被逐渐排出
【答案】B
【解析】A. 方法称为向上排空气法，适用于收集密度比空气大的气体，故选项正确；
B. 未知该气体是什么气体，所以不能用带火星的木条放管口检验是否收集满，故选项错误；
C. 该方法称为向上排空气法，适用于收集密度比空气大的气体，故选项正确；
D. 收集时气体将试管内的空气逐渐排出，故选项正确。
故选：B。
15．实验室中常用双氧水制备氧气，下列说法错误的是
A．化学方程式为
B．该反应属于分解反应
C．用分液漏斗滴加双氧水可以控制生成氧气的速率
D．可用向下排空气法收集氧气
【答案】D
【解析】A、实验室用双氧水在催化剂二氧化锰作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为，正确，不符合题意；
B、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，正确，不符合题意；
C、用分液漏斗滴加双氧水速度，可以控制生成氧气的速率，正确，不符合题意；
D、氧气密度比空气略大，可用向上排空气法收集氧气，错误，符合题意。
故选D。
16．如图表示实验室制氧气中一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势。纵坐标可能表示的是

A．生成O2的质量
B．固体混合物中钾元素的质量
C．固体混合物中MnO2的质量分数
D．固体混合物中氧元素的质量分数
【答案】D
【解析】A、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，加热到一定程度才开始分解，故生成氧气的质量一开始不变，后逐渐增大，待完全反应后，不再变化，不符合题意；
B、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，固体中钾元素的质量不变，不符合题意；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，加热到一定程度才开始分解，在该反应中二氧化锰是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量不变，由于反应生成了氧气，固体的质量减小，故固体混合物中二氧化锰的质量分数一开始不变，后逐渐增大，待完全反应后，不再变化，不符合题意；
D、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，加热到一定程度才开始分解，反应生成了氧气，故氧元素的质量分数先不变，后逐渐减小，待完全反应后，不再变化，符合题意。
故选D。
17．加热KClO3和MnO2的混合物制氧气时，反应中MnO2在固体混合物中的质量分数（a%）随时间（t）变化的图象正确的是
A．B．C．D．
【答案】B
【分析】本题考查图像问题。
【解析】氯酸钾和二氧化锰生成氯化钾和氧气，二氧化锰是催化剂，因此质量不变，随着反应的进行，固体质量逐渐减小，因此二氧化锰在固体中质量分数逐渐增大，最后至不变，因为刚开始质量分数不为0，故选B。
【点睛】注意二氧化锰在反应中起催化剂作用，质量不变。
18．实验室对氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气后的剩余固体进行了如下实验：（每步均充分完成，氯酸钾、氯化钾均溶于水，二氧化锰不溶于水）

下列说法正确的是
A．操作I是溶解，为了使固体混合物充分溶解，水的量越多越好
B．蒸发时，需蒸发皿、石棉网、酒精灯、铁架台
C．实验中玻璃棒用了多次，但作用各不相同
D．操作Ⅳ称量所得的固体为1.49g，该固体是氯化钾
【答案】C
【解析】A、操作I是溶解，为了使固体混合物充分溶解，水应足量，但是不能过多，否则会延长蒸发时间，不符合题意；
B、蒸发时，需要蒸发皿、玻璃棒、铁架台、酒精灯，无需石棉网，不符合题意；
C、实验中溶解、过滤、蒸发均需要玻璃棒，但是作用不同，溶解时，玻璃棒的作用是搅拌、加速溶解，过滤时，玻璃棒的作用是：引流；蒸发时，玻璃棒的作用是：搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅，符合题意；
D、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，如果氯酸钾完全反应，则该固体是氯化钾，如果氯酸钾剩余，则该固体是氯酸钾和氯化钾的混合物，不符合题意。
故选C。
19．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。下图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是

A．反应结束时间较长的是高锰酸钾
B．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
C．若加入少量的二氧化锰，能使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
【答案】D
【解析】A、通过观察图示可知，氯酸钾用时较长，故A错误；
B、观察图示可知，同时开始加热，高锰酸钾先开始反应，氯酸钾后开始反应，故B错误；
C、二氧化锰是催化剂，只改变化学反应速率，不改变反应结果，与生成氧气的多少无关，故C错误；
D、由图像可知，等质量的氯酸钾和高锰酸钾，氯酸钾产生的氧气较多，所以用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料较好，故D正确。
故选D。

二、多选题
20．下图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是

A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化
C．说明液氧比液氮沸点低 D．该方法可以得到绝对纯净的氧气
【答案】AB
【解析】A、此方法制氧气的原料是空气，来源广泛，故选项说法正确；
B、工业上分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同，将其分离，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确；
C、分离液态空气能制得液氧，说明液氧的沸点比液氮高，故选项说法不正确；
D、该方法可以得到的氧气中还含有稀有气体等气体，故选项说法不正确。
故选AB。
21．下图是用“W”型玻璃管进行的微型实验，注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列说法正确的是

A．若 a 处是红磷，能看到红磷上方产生大量烟雾
B．若 a 处粉末是硫粉，b 处可连接盛有氢氧化钠溶液的尾气处理装置
C．过氧化氢分解的产物是氧气和氢气
D．该微型实验的一个优点是节约药品
【答案】BD
【解析】A、若a处粉末是红磷，能看到有白烟生成，而不是生成的白雾，此选项错误；
B、若a处粉末是硫粉，硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫有毒，扩散到空气中污染环境，二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，可以防止二氧化硫污染空气，此选项正确；
C、过氧化氢分解的产物是水和氧气，此选项错误；
D、该微型实验的优点：节约药品、污染小、能同时进行多个性质探究，此选项正确。
故选BD。
22．加热氯酸钾与二氧化锰的固体混合物，受热过程中固体质量的变化如下图所示，有关说法正确的是（　　）

A．参加反应的氯酸钾的质量为（a-b）g
B．m点时固体中钾元素的质量大于n点时固体中钾元素的质量
C．m→n的过程中，二氧化锰在固体中的质量分数增加
D．n点时固体中含有四种元素
【答案】CD
【分析】根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，固体中的氧元素质量逐渐减小，然后不变；生成的氧气质量逐渐增加，然后不变；二氧化锰是反应的催化剂，质量不会改变；固体质量逐渐减小，钾元素的质量分数逐渐增加，然后不变进行分析。
【解析】A．由图象可知，反应中生成氧气的质量为（a-b）g，故错误；
B．反应过程中，固体所含钾元素的质量不变，而固体的质量在减小，所以m点时固体中钾元素的质量等于n点时固体中钾元素的质量，故错误；
C．二氧化锰是该反应的催化剂，其质量保持不变，m→n的过程中，固体质量在减小，所以二氧化锰在固体中的质量分数增加，故正确；
D．n点剩余固体是氯化钾和二氧化锰的混合物，含有钾元素、氯元素、锰元素与氧元素四种元素，故正确。
故选：CD。

三、填空题
23．用向上排空气法收集氧气时，要检验是否收满，可用________放在集气瓶的________，若________，则说明已满．
【答案】 带火星的木条 瓶口 木条复燃
【解析】氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃。用向上排空气法收集氧气时，要检验是否收满带火星的木条放在集气瓶的瓶口，若木条复燃，说明已集满了氧气。
24．(1)铁丝在氧气中燃烧的反应表达式：_______，现象：______。
(2)双氧水制氧气的反应表达式：______，反应类型为______。
【答案】 铁+氧气四氧化三铁 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体 过氧化氢水+氧气 分解反应
【解析】（1）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体。故填：铁+氧气四氧化三铁；剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体；
（2）双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气；该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；故填：过氧化氢水+氧气；分解反应。
25．实验室用氯酸钾、二氧化锰制取氧气，盛固体药品的试管口应__________，铁夹夹在_______，加热时应用外焰先使试管_______受热，然后集中在固体处加热。
【答案】 略向下倾斜 距试管口1/3处 均匀
【解析】实验室用氯酸钾、二氧化锰制取氧气，盛固体药品的试管口应略向下倾斜，铁夹夹在距试管口1/3处，加热时应用外焰先使试管均匀受热，然后集中在固体处加热。
故填：略向下倾斜；距试管口1/3处；均匀。
26．工业上以空气为原料用_____的方法来制取氧气，整个过程属于_____变化（填物理或化学）。在实验室我们可以用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制取氧气，研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。某学校实验小组的同学分别用下列金属氧化物作催化剂，将氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度记录如下：
催化剂
温度/℃
反应程度
Fe2O3
Al2O3
CuO
MgO
开始反应
470
515
305
490
剧烈反应
490
540
350
545
根据以上数据，实验室用氯酸钾来制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用_____作催化剂。
【答案】 分离液态空气 物理 氧化铜
【解析】工业上常用分离液态空气的方法制取氧气，是利用空气中液态氮和液态氧的沸点不同加以分离，这一过程无新物质生成，属于物理变化；最好选用温度较低时催化作用就明显的物质，由表可知，在开始反应和剧烈反应时温度要求最低的是氧化铜，故最好选用氧化铜作催化剂；故填：分离液态空气；物理；氧化铜

四、实验题
27．如图装置给高锰酸钾粉末加热，回答下列问题：

(1)用酒精灯加热时要用______部分加热，原因是______。
(2)若没有规定用量，则固体需要______。
(3)试管口要______，原因是______。
【答案】(1) 外焰 外焰的温度最高
(2)盖满试管底部
(3) 略向下倾斜 防止（冷凝）水倒流使试管破裂

【解析】（1）用酒精灯加热，要用外焰加热，因为外焰与氧气充分接触，燃烧最充分，外焰温度最高；
（2）若没有规定用量，固体只需盖满试管底部即可；
（3）给试管中的固体加热时，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管。
28．下图是实验室制取气体常见的装置，据图回答有关问题。

(1)填写仪器的名称。a：___________；b：___________。
(2)过氧化氢与二氧化锰制取氧气的符号表达式为___________，二氧化锰的作用是___________。
(3)用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气，选择的发生装置为___________（填序号）；符号表达式为___________，用装置D收集氧气，用玻璃片___________（填“磨砂”或“光滑”）的一面盖住集气瓶口。气体收集完毕时，应先___________（填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）；测得收集的氧气纯度偏低，原因可能是___________（填序号）。
I、收集前，集气瓶中未注满水
II、未等导管中气泡连续均匀冒出时就开始收集
III、收集后，集气瓶中仍有少量水
IV、收集好氧气的集气瓶正方在桌面上
【答案】(1) 锥形瓶 铁架台
(2) 作催化剂
(3) C 磨砂 将导管移出水面 I、II

【分析】(1)
依据装置图可知仪器a名称是锥形瓶，仪器b的名称是铁架台；
(2)
过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气，符号表达式为，二氧化锰的作用是作催化剂。
(3)
用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气，属于固体混合需要加热型，选择的发生装置为C；加热条件下二氧化锰催化氯酸钾反应生成氯化钾和氧气，符号表达式为 ，用装置D收集氧气，用玻璃片磨砂的一面盖住集气瓶口。气体收集完毕时，应先将导管移出水面，防止试管冷却，水回流进入试管，使试管炸裂；
I、收集前，集气瓶中未注满水，收集的氧气会混有空气，收集的氧气纯度偏低，符合题意；
II、未等导管中气泡连续均匀冒出时就开始收集，收集的氧气会混有空气，收集的氧气纯度偏低，符合题意；
III、收集后，集气瓶中仍有少量水，收集的氧气量会减少，但不会影响收集氧气的纯度，不符合题意；
IV、收集好氧气的集气瓶正放在桌面上，不会影响收集氧气的纯度，不符合题意；
故填：I、II。
29．实验室制取气体常用的发生装置和收集装置如图，请按要求回答：

(1)写出图中标号仪器的名称：a_______，b_______。  
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应原理用化学方程式表示为___________，应选用的发生装置是___________（填编号），该反应的基本反应类型是___________；如果该实验中想获得平稳的气流，需要进行的操作是___________。完全反应后，该装置此时的总质量______（填“大于”“小于”或“等于”）反应前装置的总质量。
(3)某同学用A装置制备氧气时发现试管口向上倾斜，导致的后果是_______；选用E装置收集氧气时，当观察到__________开始收集氧气，证明氧气已经集满的现象是__________。
(4)某同学取一段纱窗网上的细铁丝，用自己收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，此反应的化学方程式是____________，实验后却发现集气瓶底出现裂痕，可能的原因是__________。
【答案】(1) 酒精灯 集气瓶
(2) B 分解反应 控制滴加液体速度 小于
(3) 试管炸裂 气泡连续均匀冒出时 集气瓶内水被排空
(4) 集气瓶底未铺细沙或未留水

【解析】（1）a是实验室中常用的加热仪器酒精灯，故填酒精灯；b是实验室中收集或贮存气体的集气瓶，故填集气瓶。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应原理用化学方程式表示为：；
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，采用固液不加热装置，故选B；
过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，由一种物质分解为两种物质，故基本反应类型为分解反应；
如果想获得平稳的气流，需要控制过氧化氢溶液的滴加速度；
完全反应后，该装置此时的总质量小于反应前装置的总质量，因为反应中有气体逸散出来，导致物质的总质量减小。
（3）A装置制备氧气时发现试管口向上倾斜，则冷凝水倒流，导致试管炸裂；
选用E装置收集氧气时，当观察到导管口的气泡连续均匀冒出时开始收集氧气，否则收集的氧气不纯；
当集气瓶内水被排空时，证明氧气已经集满。
（4）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：,；
实验后却发现集气瓶底出现裂痕，可能的原因是集气瓶底未铺细沙或未留水。
30．回答问题

(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合共热制取一瓶比较纯净的氧气，可以选择的装置组合是________，反应的化学方程式是_______。
(2)某同学选用双氧水和二氧化锰为原料制取氧气，反应的化学方程式是____。他关闭C装置中的止水夹后，从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水，静止后如图所示，则C装置_____(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)。改用B装置代替装置C的优点是____。
(3)某同学用F装置收集的气体中混有空气，导致这一结果可能的两种原因是___、___。
(4)某同学选用G装置收集氧气，氧气从___通入(填g或h)，检验氧气收集满的方法是___。
(5)取少量硫放在__(填仪器名称)中点燃，伸入充满氧气的集气瓶中，此反应的现象是___，实验时硫的用量不宜过多，因为生成的气体会导致___，反应后的集气瓶中加入少量水的目的是__。
【答案】(1) AF

(2)
不漏气 控制液体的流速，从而控制反应速率，使反应平稳进行
(3) 收集前集气瓶没有装满水 没有等导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4) g 将带火星的木条，放在导管h处，若木条复燃，说明已集满
(5) 燃烧匙 发出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味气体 酸雨 吸收生成的二氧化硫，防止污染空气

【解析】（1）用氯酸钾和二氧化锰混合共热制取氧气，该反应为固固加热型，应该用A作为发生装置；因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，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，所以收集装置可选择F，故可选择的装置组合为AF；氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，该反应的方程式为：；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的方程式为：；关闭C装置中的止水夹后，从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水，静止后如图所示，则C装置不漏气；改用B装置代替装置C，装置B中为分液漏斗，可以通过分液漏斗控制液体的滴加速度，从而控制反应速率，使反应平稳进行；
（3）F装置排水法收集的气体时，若收集前集气瓶中没有装满水（会混有部分空气）或没有等导管口有连续均匀的气泡冒出（刚开始产生的气体可能混有空气）就收集，均会导致收集的氧气不纯；
（4）某同学选用G装置收集氧气，由于氧气密度比空气大，氧气应该长进短出，即氧气从g通入，由于氧气具有助燃性，检验氧气收集满的方法是将带火星的木条，放在导管口h处，若木条复燃则证明已集满；　　
（5）取少量硫放在燃烧匙中点燃，伸入充满氧气的集气瓶中，会观察到发出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味气体，实验时硫的用量不宜过多，因为生成的二氧化硫气体溶于水会导致酸雨的形成，反应后的集气瓶中加入少量水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。
31．根据下列装置，回答问题。

(1)如图中甲，用长颈漏斗向试管内加入一定量的水，使下端浸入水中，导管上连接一个注射器。当活塞往外拉时，即对密闭体系进行___________处理，漏斗末端___________，或当活塞往里推时，即对密闭体系进行___________处理，则漏斗颈内___________，证明气密性良好。
(2)如图乙，用弹簧夹夹住胶皮管，从长颈漏斗口处注水，即对密闭容器进行___________处理，观察长颈漏斗下端是否形成一段稳定的水柱。若有，说明装置___________；反之，说明装置___________。
(3)加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气并用排水法收集时，实验结束，先撤导管后熄灭酒精灯，是为了___________；为测定生成氧气的体积，应选用下图所示装置___________(填序号)。

【答案】(1) 减压 有气泡冒出 加压 液面上升且形成稳定的水柱
(2) 加压 气密性良好 漏气
(3) 防止试管冷却，气压减小，水倒流引起试管炸裂 Ⅲ

【解析】（1）当活塞往外拉时，装置内压强减小，即对密闭体系进行减压处理，外界气压不变，漏斗末端有气泡冒出，或当活塞往里推时，装置内压强增大，即对密闭体系进行加压处理，外界气压不变，则漏斗颈内液面上升且形成稳定的水柱，证明气密性良好。
（2）用弹簧夹夹住胶皮管，从长颈漏斗口处注水，即对密闭容器进行加压处理，若长颈漏斗下端形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；反之，说明装置漏气。
（3）实验结束，先撤导管后熄灭酒精灯，是为了防止试管冷却，气压减小，水倒流引起试管炸裂；氧气不易溶于水，密度小于水，为测定生成氧气的体积，氧气从短管进，水从长管出，排出水的体积为氧气的体积，故应选用下图所示装置Ⅲ。
32．实验室中常用H2O2溶液制各氧气，用下图所示的装置和下表所示的实验探究获得平稳气流的方法。

实验
编号
试剂
温度
（℃）
收集一瓶气体的时间
（秒）
①
50mL 5％H2O2溶液
5g MnO2
20
12
②
XmL 3％H2O2溶液
5g MnO2
20
61
③
50mL 5％H2O2溶液
5g MnO2
50
7
④
50mL 5％H2O2溶液
5g CuCl2
20
31
⑤
50mL 5％H2O2溶液
5g FeCl3溶液
20
48
(1)写出实验①中制备氧气的化学方程式__________。
(2)用排水法收集氧气，是因为氧气__________（选填“易”或“不易”）溶于水。上图装置中导管a应与导管__________（选填“b”或“c”）相连接。
(3)若用实验①和②比较H2O2的浓度对生成气流快慢的影响，则实验②中应加入H2O2溶液的体积为__________mL。
(4)从实验_________（填实验编号）可比较温度对生成气流快慢的影响，得到结论：温度越高，生成气流越_______（选填“快”或“慢”）。
(5)实验④和⑤能否用于比较不同盐酸盐对H2O2分解的催化效果？理由是________。
【答案】(1)
(2) 不易 c
(3)50
(4) ①③/③① 快
(5)不能，实验④用的是氯化铜固体，而实验⑤加入氯化铁溶液会稀释H2O2溶液，没有控制变量

【解析】（1）H2O2溶液在MnO2的催化作用下生成水和氧气，化学方程式。

（2）由于氧气不易溶于水，所以图中装置中导管a应与导管c相连接。
（3）根据实验①、②的目的是探究H2O2浓度对反应速率的影响，除了双氧水的浓度不同外，其它条件完全相同。则则实验②中应加入H2O2溶液的体积为50mL。
（4）从实验①③可比较温度对生成气流快慢的影响，得到结论：温度越高，生成气流越快。
（5）由于实验④用的是氯化铜固体，而实验⑤加入氯化铁溶液会稀释H2O2溶液，没有控制变量，所以实验④和⑤不能用于比较不同盐酸盐对H2O2分解的催化效果。
33．实验室用以下装置制取氧气
实验一：如图所示，用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气

(1)仪器X的名称是___________。
(2)取用氯酸钾的仪器是______。(填编号)

(3)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的化学方程式为_______，反应类型是________。
(4)利用装置C收集氧气，气体应从_______端进入，理由是____。
(5)实验结束时，应先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，目的是______。
实验二：探究H2O2的质量分数对分解速率的影响
如图所示，分别用注射器加入不同浓度的H2O2溶液(见下表)，使用传感器测烧瓶中O2的浓度(烧瓶内气压变化在安全范围)，绘制氧气浓度随时间变化的曲线。

试验编号
H2O2的质量分数(%)
H2O2溶液的体积(mL)
对应曲线
①
3.4
10.0
a
②
2.4
10.0
b
③
1.7
10.0
c(待绘制)
(6)图中二氧化锰的作用是____________。
(7)从曲线a、b中，可得出的结论是__________。
(8)在图中画出曲线c的位置及趋势__________。
(9)某过氧化氢溶液中含4mol过氧化氢，理论上完全分解可以生成多少mol氧气？(根据化学方程式列式计算)。
(10)用上述实验制得的氧气完成下列氧气性质实验。


硫和铁丝在氧气中燃烧的实验都需要在瓶底预留水，原因是否相同？请加以解释________。

【答案】(1)试管
(2)D
(3) 2KClO32KCl+3O2↑ 分解反应
(4) m 氧气密度比空气大
(5)防止水倒流到试管中使试管炸裂
(6)催化剂
(7)其它条件相同，H2O2的质量分数越大，产生氧气的速率越快、氧气浓度更大
(8)
(9)解：设理论上完全分解可以生成氧气x
答：理论上完全分解可以生成氧气2mol。
(10)不相同，硫与氧气集气瓶中的水是吸收二氧化硫，防止污染空气；铁与与氧气集气瓶中的水是防止生成的高温熔融物溅落使瓶底炸裂

【解析】（1）仪器X的名称是试管。
（2）氯酸钾为固体粉末，用药匙取用，故选D。
（3）氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为2KClO32KCl+3O2；该反应符合一变多的特征，属于分解反应。
（4）氧气密度比空气大，故利用装置C收集氧气，气体应从m端进入。
（5）实验结束时，应先将导管移出水槽再熄灭酒精灯，目的是防止水倒流到试管中使试管炸裂。
（6）图中二氧化锰的作用是催化剂。
（7）从曲线a、b中，可得出的结论是，其它条件相同，H2O2的质量分数越大，产生氧气的速率越快、氧气浓度更大。
（8）由以上分析知，曲线c为
（9）见答案。
（10）硫和铁丝在氧气中燃烧的实验都需要在瓶底预留水，原因不相同，硫与氧气集气瓶中的水是吸收二氧化硫，防止污染空气，铁与与氧气集气瓶中的水是防止生成的高温熔融物溅落使瓶底炸裂。