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初中化学人教版九年级上册课题2 氧气课后作业题
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这是一份初中化学人教版九年级上册课题2 氧气课后作业题，共45页。试卷主要包含了 铁架台等内容，欢迎下载使用。
考点精讲
【知识点一】氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】
由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
【收集装置】
由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。
收集装置还可用
【实验步骤】
① 查：检查装置的气密性。
② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定：将试管固定在铁架台上。
④ 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移：把导管移出水槽。
⑦ 灭：熄灭酒精灯。
【检 验】
将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
【验 满】
（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。
（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
【注意事项】
①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾抖，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。
⑩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，正放可减少气体逸散。
（3）收集氧气的方法
①氧气不易溶于水，可用排水法收集。
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
2．氯酸钾制取氧气
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
【实验装置】
和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口无棉花团）。
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气
【反应原理】
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\d1(─────),\s\d6()) 2H2O + O2↑
【实验装置】
或
（1）步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
（2）注意的问题
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典型例题】
某学习小组完成“实验活动1氧气的实验室制取与性质”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。
Ⅰ、氧气的制备：
（1）写出上图中有标号仪器的名称：①___________。
（2）实验操作：用高锰酸钾制取氧气的操作过程可概括为：“组装仪器→___________→装药品并固定试管→加热试管→收集气体→将导管从水槽中取出→停止加热”。
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应___________，该反应的文字或符号表达式为___________；老师指出装置图F有错误，要改正错误需要操作的旋钮___________（填字母）。
（4）如果用双氧水、二氧化锰制氧气，则选用的发生装置是___________；为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成___________。
Ⅱ、氧气的收集：
（5）装置E可用来收集氧气的原因是___________，实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是___________。某化学兴趣小组的同学对用向上排空气法收集的氧气的纯度展开如下探究：
【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0.秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据：
数据分析：
（6）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是___________。
Ⅲ、氧气的检验和验满
（7）用装置C收集氧气验满的方法是___________。
【举一反三】
1．（2022年四川省成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。
(1)试管口棉花的作用是________________________。
(2)检验氧气集满的方法是________________________。
(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。
①装入药品，开始加热 ②停止加热 ③收集气体 ④组装仪器，检查气密性
(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。
2．某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步的探究。
（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。
【进行实验】
①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当______________________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验 3 次并记录数据。
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是______,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分 数。重复该实验 3 次并记录数据。
【实验分析】不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是______。
（2）写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式______
（3）某同学将如图 1 装置的长颈漏斗换成分液漏斗，这样做的优点是_____。
（4）实验室里制取气体的一般思路和方法：
①选择适当的反应，包括_____；
②选择合适的_____；
③_____
（5）某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动，数据处理软件可以实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶
氧气进行以下三步实验：①敞口放置；② 双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下，三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图 2 中的 MN 段、NP 段和PQ 段。
①能够说明氧气分子不断运动的曲线是______
A MN 段 B NP 段 C PQ 段
②MN 段和 NP 段相比较，说明_____。
③随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为_____时几乎不再变化。
【拓展探究】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。向另两只试管分别加入等质量不同浓度的H2O2 溶液，再加上等质量、等浓度的 FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气压变化曲线，见图 3、图 4。请你思考：
Ⅰ.保证实验的准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体方法？______
Ⅱ.请你从曲线中找出 FeCl3溶液对H2O2溶液分解影响的一条规律性结论。______
【技巧方法】
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
【针对训练】
1．(2022重庆实验外国语学校月考，18，)实验室有如图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气，下列说法正确的是( )
A.用高锰酸钾制氧气时可用I作发生装置
B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C.可选用Ⅳ收集氧气
D.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取B．干燥
C．收集D．验满
4．下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
5．某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
6．在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
7. 图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【知识点二】氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
【典型例题】
工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水
【举一反三】
1．工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同C．沸点不同 D．密度不同
2．空气是一种重要的自然资源。根据所学知识回答相关空气的认识。工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘，除二氧化碳，除水的空气进行下列操作:
（1）工业制氧气属于 变化，是利用氧气、氮气、稀有气体的 不同，使它们在不同温度下汽化，逐一从空气中分离出来。
（2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
【技巧方法】
1.工业制氧气是利用氧气和氮气的沸点不同进行分离的一种方法；
2.实质上是物理变化，而其他三种方法是化学变化。
【针对训练】
1．工业制氧气与实验室制氧气相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 前者是物理变化后者是化学变化 B. 前者使用的是固体后者使用的是气体
C. 这两种方法制得的氧气的性质不同 D. 两种方法都是分解反应
2．下列有关工业上制取氧气的说法中正确的是（ ）
A．分离液态空气制取氧气属于分解反应
B．分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化
C．液氧是无色的
D．分离液态空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中
3．如图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）洁净的空气属于 （填“混合物”或“纯净物”），其中含量最多的物质是 。
（2）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。
（3）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 。
考点达标
1. （2022春•柯桥区期中）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A．B．
C．D．
2（2022春•垦利区期末）下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
3．小华采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（ ）
A.反应速率不变 B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快，生成氧气的质量不变 D.反应速率加快，生成氧气的质量增加
4. 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是( )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．高锰酸钾中含有氧气，加热即可放出
C．实验室制取氧气发生的都是分解反应
D．过氧化氢和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
5．实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台 D.导管、单孔塞
6．将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体放入试管中加热，完全反应后试管中剩余物共有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
7．关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B. 反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C. 导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
8. （2021秋•重庆期末）实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如图中的点表示的含义错误的是（ ）
A．a点表示高锰酸钾的质量
B．b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C．c点表示生成二氧化锰的质量
D．d点表示高锰酸钾完全分解了
9．实验室制取氧气可供选择的仪器或装置如下图所示。
（1）写出仪器②的名称： _______。
（2）若用氯酸钾制取氧气，应选择制取装置________（填序号）。当观察到_____，证明氧气已经集满。收集完毕，用玻璃片的_______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口，写出该反应的符号表达式_______，该反应属于_______基本反应类型。
（3）如何检验生成的气体是氧气？写出对应的实验步骤，实验现象和实验结论。
（4）若采用加热高锰酸钾法制取氧气，则 B 装置还需要做改进是_______， 目的是_______。
（5）已知氨气极易溶于水，密度小于空气且不与空气中成分发生反应。若用C 装置排空气法收集氨气，则氨气应从_______口通入（填“a”或者“b”）；若用D 装置收集氨气，油层的作用是_______。
10．实验室制取某些气体所用的装置如图所示，请回答：
（1）图中标号①的仪器名称是__________________。
（2）组装好气体发生装置后，应该先检查装置_________________，然后再添加药品。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________________（填序号，下同），该反应的化学方程式是__________________。
（4）欲收集密度比空气大的气体，应该选择的装置是__________________。
（5）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图G所示），观察到的现象是_____。
巩固提升
11．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡。下列有关说法中，错误的是( )
A. 生成的气体可能是过氧化氢分解产生的氧气
B. 伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用
C. 只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气
D. 过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气
12．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比( )
A. 反应速率不变，生成氧气质量增加 B. 反应速率不变，生成氧气质量不变
C. 反应速率加快，生成氧气质量不变 D. 反应速率加快，生成氧气质量增加
13．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（ ）
A. 检查气密性，先将导管放入水中B. 一点燃酒精灯，立即收集气体
C. 集满气体后，按图示移出集气瓶 D. 实验结束，先熄灭酒精灯
14．某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（ ）
A. 图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B. 图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
C. 图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D. 图 1、2 对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
15．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变 ②性质不变 ③能增加生成物的质量 ④催化剂在反应中都是加快反应速率 ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂 ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑤ C. ①⑥ D. 全部
16．能正确反映对应变化关系的图像是（ ）
A． 用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
B． 加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
C． 镁条燃烧
D． 在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰
17．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
18．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（ ）
A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢
B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃
D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小
19．（2022•上杭县模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用如图仪器和装置探究气体的制取方法和性质。
（1）写出图B中标号仪器名称：① ；
（2）实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，选择装置时，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同）；若收集一瓶比较干燥的氧气，最好选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气时，检验气体是否收集满的方法（包括操作、现象、结论三方面） 。
（3）若选择G装置用排空气法收集氧气时，气体从 （填m或n）端通入。
（4）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同），收集装置应选择 。
（5）请从微观角度解释木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因 。
20．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。
（猜想）
（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。
Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。
（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：
（2）步骤③现象是试管内有 放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是 。
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生， ；由此可得出结论；综上证明猜想 （填序号）成立。
（4）步骤①的目的是 。
（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为 。
（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 。
实验1
实验2
氧气的体积分数（%）
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
氧气的平均体积分数（%）
797
88.4
氧气的收集方法
向上排空气法
排水法
氧气的体积分数/%
79.7
79.6
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气的平均体积分数/%
79.7
89.7
实验步骤
实验现象
实验结论
_______
_______
_______
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
A
铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧
反应物浓度
B
碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应
反应温度
C
过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解
催化剂
D
铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧
反应物的种类
2.3.1氧气实验室制取方法
考点精讲
【知识点一】氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】
由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
【收集装置】
由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。
收集装置还可用
【实验步骤】
① 查：检查装置的气密性。
② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定：将试管固定在铁架台上。
④ 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移：把导管移出水槽。
⑦ 灭：熄灭酒精灯。
【检 验】
将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
【验 满】
（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。
（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
【注意事项】
①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾抖，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。
⑩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，正放可减少气体逸散。
（3）收集氧气的方法
①氧气不易溶于水，可用排水法收集。
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
2．氯酸钾制取氧气
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
【实验装置】
和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口无棉花团）。
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气
【反应原理】
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\d1(─────),\s\d6()) 2H2O + O2↑
【实验装置】
或
（1）步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
（2）注意的问题
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典型例题】
某学习小组完成“实验活动1氧气的实验室制取与性质”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。
Ⅰ、氧气的制备：
（1）写出上图中有标号仪器的名称：①___________。
（2）实验操作：用高锰酸钾制取氧气的操作过程可概括为：“组装仪器→___________→装药品并固定试管→加热试管→收集气体→将导管从水槽中取出→停止加热”。
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应___________，该反应的文字或符号表达式为___________；老师指出装置图F有错误，要改正错误需要操作的旋钮___________（填字母）。
（4）如果用双氧水、二氧化锰制氧气，则选用的发生装置是___________；为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成___________。
Ⅱ、氧气的收集：
（5）装置E可用来收集氧气的原因是___________，实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是___________。某化学兴趣小组的同学对用向上排空气法收集的氧气的纯度展开如下探究：
【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0.秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据：
数据分析：
（6）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是___________。
Ⅲ、氧气的检验和验满
（7）用装置C收集氧气验满的方法是___________。
【答案】
(1). 铁架台
(2). 检查装置气密性
(3). 放一团面花 高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气（或KMnO4eq \\ac(\s\up5(△),\s\d0(———→))K2MnO4+MnO2+O2） b
(4). B 分液漏斗
(5). 常温常压下，氧气不易溶于水，且不与水反应 防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂
(6). 等放置在集气瓶口带火星木条复燃后再收集一段时间
(7). 在集气瓶口放一根带火星的小木条，若木条复燃，则收集满
【解析】
（1）仪器的名称铁架台；
（2）仪器连接好了以后注意检查装置气密性；
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管；
高锰酸钾受热生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，即高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气（或KMnO4eq \\ac(\s\up5(△),\s\d0(———→))K2MnO4+MnO2+O2）；装置图F中试管过高，应该操作的旋钮b向下移动试管到合适高度；
（4）双氧水、二氧化锰制氧气是固液不加热反应，发生装置选B；
为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成分液漏斗；
（5）氧气难溶于水，可以用排水法收集；
实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是防止装置内温度下降，水倒流炸裂试管；
（6）实验1用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集；
实验2用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0秒；
由实验数据可知实验2得到氧气浓度更大，故等放置在集气瓶口带火星木条复燃后再收集一段时间；
（7）氧气支持燃烧，集气瓶口放一根带火星的小木条，若木条复燃，则收集满；
【举一反三】
1．（2022年四川省成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。
(1)试管口棉花的作用是________________________。
(2)检验氧气集满的方法是________________________。
(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。
①装入药品，开始加热 ②停止加热 ③收集气体 ④组装仪器，检查气密性
(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。
【答案】
(1)防止加热时固体粉末进入导管
(2)将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃
(3)④①③②
(4)发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体
【解析】
(1)高锰酸钾为粉末状，加热时会形成烟，试管口放棉花可防止加热时固体粉末进入导管；
(2)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伸到集气瓶口，木条复燃则收集满；
(3)硫在氧气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体；
(4)制取氧气时按照组装仪器，检查装置的气密性，添加药品，开始加热，收集气体，停止加热的顺序进行，故正确的顺序是④①③②；
2．某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步的探究。
（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。
【进行实验】
①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当______________________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验 3 次并记录数据。
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是______,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分 数。重复该实验 3 次并记录数据。
【实验分析】不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是______。
（2）写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式______
（3）某同学将如图 1 装置的长颈漏斗换成分液漏斗，这样做的优点是_____。
（4）实验室里制取气体的一般思路和方法：
①选择适当的反应，包括_____；
②选择合适的_____；
③_____
（5）某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动，数据处理软件可以实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶
氧气进行以下三步实验：①敞口放置；② 双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下，三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图 2 中的 MN 段、NP 段和PQ 段。
①能够说明氧气分子不断运动的曲线是______
A MN 段 B NP 段 C PQ 段
②MN 段和 NP 段相比较，说明_____。
③随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为_____时几乎不再变化。
【拓展探究】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。向另两只试管分别加入等质量不同浓度的H2O2 溶液，再加上等质量、等浓度的 FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气压变化曲线，见图 3、图 4。请你思考：
Ⅰ.保证实验的准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体方法？______
Ⅱ.请你从曲线中找出 FeCl3溶液对H2O2溶液分解影响的一条规律性结论。______
【答案】
(1) ①带火星的木条复燃 ②常温常压下，氧气不易溶于水且不与水反应 排水法收集的氧气中混有水蒸气
(2). H2O2eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(—————→)) H2O+O2
(3).可以控制液体滴加速率，控制反应速率，获得平稳气流
(4) ①反应物和反应条件 ②实验装置 ③验证所制得的气体
(5). ①A； ②相同条件下，温度越高，分子运动速率越大 ③ 21%
【拓展探究】
Ⅰ.分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3 溶液同时注入两支试管中
Ⅱ.FeCl3 溶液能加快 H2O2 溶液的分解（FeCl3 溶液对浓度大的H2O2 溶液分解促进效果更好等合理答案亦可）
【解析】
进行实验：①用向上排空气法收集氧气，氧气具有助燃性，可将带火星的木条放在集气瓶口，当带火星的木条复燃时证明氧气集满；
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是常温常压下，氧气不易溶于水，且不与水反应；
实验分析：不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是：排水法收集的氧气中混有水蒸气；
过氧化氢能在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的符号表达式为：H2O2eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(—————→)) H2O+O2；
（3）将长颈漏斗换成分液漏斗，可通过控制药品的滴加速率，从而控制反应速率；
（4）实验室制取气体的一般思路和方法：①选择适当的反应，包括反应物和反应条件；
②选择合适的实验装置；
③验证所制得的气体。
（5）①将塑料瓶敞口放置，氧分子在不断运动，故氧气的体积分数不断减小，故能够说明氧气分子不断运动的曲线是MN 段。
故选A。
双手贴在塑料瓶外壁上，装置内温度升高，分子运动的速率加快，故NP段氧气体积分数减少的幅度比MN段大。故MN 段和 NP 段相比较，说明：相同条件下，温度越高，分子运动速率越大；
空气中，氧气的体积分数约为21%，当氧气扩散到空气中，趋于平衡时，氧气的体积分数不再变化，与空气中氧气的体积分数相同，这时氧气的体积分数约为21%；
拓展探究：Ⅰ.为保证实验的准确性，应同时加入，故方法为：分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3 溶液同时注入两支试管中；
Ⅱ.由图可知，加入氯化铁溶液后，压强明显增大，说明FeCl3 溶液能加快 H2O2 溶液的分解，且FeCl3 溶液对浓度大的H2O2 溶液分解促进效果更好。
【技巧方法】
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
【针对训练】
1．(2022重庆实验外国语学校月考，18，)实验室有如图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气，下列说法正确的是( )
A.用高锰酸钾制氧气时可用I作发生装置
B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C.可选用Ⅳ收集氧气
D.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂
【答案】B
【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气，试管口应放一团棉花；用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置属于固液常温型，可用Ⅱ作发生装置；氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，Ⅳ为向下排空气法收集装置；高锰酸钾制取氧气时，不需要二氧化锰作催化剂。
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
【答案】B
【解析】
A．不能用手取药品，应该用药匙，故A错误；
B.加热高锰酸的操作正确。故B正确；
C．收集满氧气后要先用玻璃片在水中把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；
D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。
故选：B。
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取B．干燥
C．收集D．验满
【答案】C
【解析】
A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；
B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；
C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；
D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。
4．下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【答案】A
【解析】
A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；
B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；
D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。
故选C
5．某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【答案】B
【解析】
A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；
B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；
C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；
D、若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；
故选：B。
6．在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
【答案】C
【解析】
A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故A正确；
B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故B正确；
C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故C错误；
D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故D正确。
故选：C。
7. 图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【答案】
（1）酒精灯、试管（或铁架台）
（2）A 2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
（3）气密性、防止水倒流，炸裂试管 ；正。
（4）可以控制反应速率
【解析】（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，该反应属于固体加热型，应选A；（3）氧气密度大于空气，故收集满的氧气要正放。
【知识点二】氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
【典型例题】
工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水
【答案】A
【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来，故工业上获取大量氧气的原料是空气。
故选：B。
【举一反三】
1．工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同C．沸点不同 D．密度不同
【答案】C
【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来
2．空气是一种重要的自然资源。根据所学知识回答相关空气的认识。工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘，除二氧化碳，除水的空气进行下列操作:
（1）工业制氧气属于 变化，是利用氧气、氮气、稀有气体的 不同，使它们在不同温度下汽化，逐一从空气中分离出来。
（2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
【答案】（1）物理；沸点（2）低
【解析】
（1）工业制氧气是混合物分离，没有新物质产生，是物理变化。从液态空气蒸发出氮气是利用沸点不同。（2）加热液态混合物，氮气先蒸发，所以氮气的沸点比氧气的沸点低。
【技巧方法】
1.工业制氧气是利用氧气和氮气的沸点不同进行分离的一种方法；
2.实质上是物理变化，而其他三种方法是化学变化。
【针对训练】
1．工业制氧气与实验室制氧气相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 前者是物理变化后者是化学变化 B. 前者使用的是固体后者使用的是气体
C. 这两种方法制得的氧气的性质不同 D. 两种方法都是分解反应
【答案】A
【解析】
A、工业制氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，实验室制氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氧气和氯化钾，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，都有新物质生成，属于化学变化，符合题意；
B、工业制氧气是分离液态空气，使用的是液体，实验室制氧气，高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰是固体，过氧化氢溶液是液体，不符合题意；
C、这两种方法制得的氧气都由氧分子构成，化学性质相同，不符合题意；
D、实验室制氧气符合“一变多”的特点，属于分解反应，工业制氧气属于物理变化，不符合题意。
2．下列有关工业上制取氧气的说法中正确的是（ ）
A．分离液态空气制取氧气属于分解反应
B．分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化
C．液氧是无色的
D．分离液态空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中
【答案】B。
【解析】
A、分离液态空气制取氧气是利用氧气和氮气沸点的不同，该过程中没有生成新的物质，是物理变化，故A错误；
B、根据A的解答可以知道，分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化，故B正确；
C、液氧是淡蓝色的，不是无色，故C错误；
D、分离液态空气所得的氧气贮存在蓝色钢瓶中，故D错误；
故选：B。
3．如图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）洁净的空气属于 （填“混合物”或“纯净物”），其中含量最多的物质是 。
（2）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。
（3）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 。
【答案】混合物；氮气；沸点；木条熄灭。
【解析】
（1）洁净的空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的，属于混合物，其中含量最多的物质是氮气，约占空气体积的78%；故答案为：混合物；氮气；
（2）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沸点不同而将氮气和氧气分离；故答案为：沸点；
（3）液氮的沸点低于液氧的沸点，当打开一个装有液态空气的容器盖，液氮首先汽化，氮气不燃烧、也不支持燃烧，将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是木条熄灭；故答案为：木条熄灭。
考点达标
1. （2022春•柯桥区期中）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
实验室利用15%的H2O2溶液制取O2，反应速率较快，选择的制取装置应能控制反应的速率。
A、图中装置不能控制液体和固体的接触，不能控制反应速率，故选项错误。
B、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过滴加水的方法控制反应速率，故选项错误。
C、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，图中装置通过滴加水，不能控制反应速率，故选项错误。
D、图中所示装置，能通过调节旋塞改变液体的滴加速度，能控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项正确。
综上所述：选择D。
2（2022春•垦利区期末）下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
【答案】D
【解析】
A、选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，不是速率越快越好，反应速率要适中，故选项说法错误。
B、用排水法收集气体时，不能提前将导管伸入盛满水的集气瓶中，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，否则会导致收集的气体中混有空气而造成不纯，故选项说法错误。
C、氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项说法错误。
D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，故选项说法正确。
综上所述：选择D。
3．小华采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（ ）
A.反应速率不变 B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快，生成氧气的质量不变 D.反应速率加快，生成氧气的质量增加
【答案】D
【解析】
高锰酸钾分解会产生二氧化锰，可以当氯酸钾分解的催化剂，反应速率加快，故A不符合题意；
高锰酸钾分解会产生氧气，氧气质量增加， 故B、C不符合题意；
故选：D
4. 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是( )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．高锰酸钾中含有氧气，加热即可放出
C．实验室制取氧气发生的都是分解反应
D．过氧化氢和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
【答案】C
【解析】
高锰酸钾制氧气不用催化剂，故A不符合题意；
高锰酸钾中不含有氧气，含有氧元素，故B不符合题意；
实验室制取氧气都是“一变多”，均为分解反应，故C符合题意；
反应生成物的质量与催化剂的质量无关
故选：C
5．实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台 D.导管、单孔塞
【答案】A
【解析】
高锰酸钾制氧气需要将高锰酸钾加进大试管，夹在铁架台上，酒精灯加热，用导管、单孔塞导入集气瓶收集氧气，故不需要烧杯、玻璃棒。
故选：A
6．将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体放入试管中加热，完全反应后试管中剩余物共有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】B
【解析】加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热氯酸钾生成氯化钾和氧气。完全反应后高锰酸钾和氯酸钾都没有剩余，所以反应后剩余的固体物质有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种物质。故B选项正确。
7．关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B. 反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C. 导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
【答案】 D
【解析】
A. 制取气体时，先检验装置的气密性，后添加药品，故不符合题意。
B. 反应结束时，先将导管移出水面，后停止加热，防止水倒吸入试管，试管炸裂，故不符合题意。
C. 导气管口有连续均匀气泡时，开始用装满水的集气瓶收集气体，故不符合题意。
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管，故符合题意。
8. （2021秋•重庆期末）实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如图中的点表示的含义错误的是（ ）
A．a点表示高锰酸钾的质量
B．b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C．c点表示生成二氧化锰的质量
D．d点表示高锰酸钾完全分解了
【答案】C
【解析】
A、a点对应的时间为0，高锰酸钾还未发生分解，则a点表示高锰酸钾的质量，故选项说法正确。
B、b点时高锰酸钾已分解了一段时间，b点时试管内物质为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法正确。
C、c点时高锰酸钾相对于b点，又分解了一段时间，但还没有完全分解，c点时试管内物质仍为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则c点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法错误。
D、d点之后，剩余固体质量不再发生改变，说明高锰酸钾此时恰好完全分解，则d点表示高锰酸钾完全分解了，故选项说法正确。
综上所述：选择C。
9．实验室制取氧气可供选择的仪器或装置如下图所示。
（1）写出仪器②的名称： _______。
（2）若用氯酸钾制取氧气，应选择制取装置________（填序号）。当观察到_____，证明氧气已经集满。收集完毕，用玻璃片的_______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口，写出该反应的符号表达式_______，该反应属于_______基本反应类型。
（3）如何检验生成的气体是氧气？写出对应的实验步骤，实验现象和实验结论。
（4）若采用加热高锰酸钾法制取氧气，则 B 装置还需要做改进是_______， 目的是_______。
（5）已知氨气极易溶于水，密度小于空气且不与空气中成分发生反应。若用C 装置排空气法收集氨气，则氨气应从_______口通入（填“a”或者“b”）；若用D 装置收集氨气，油层的作用是_______。
【答案】
（1）锥形瓶
（2） BF 集气瓶口有大气泡冒出时 磨砂面 KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2（2分） 分解反应
（3）
（4）在试管口放一团棉花 防止粉末进入导管
（5） b 防止氨气溶于水
【解析】
【分析】
（1）①为加入液体的长颈漏斗，②为固液反应的容器锥形瓶；
故答案为：长颈漏斗；锥形瓶。
（2）若用氯酸钾制取氧气，属于“固体+固体eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(—————→))气体”类型，发生装置应选择B，由于氧气不易溶于水，因此选择排水法收集氧气，故选F为收集装置；氧气不易溶于水，集满后从瓶口逸出，因此从瓶口可以看到气泡，所以当看到集气瓶口有大气泡冒出时，此时氧气已经集满；为了避免玻璃片滑落，增加摩擦力，因此用玻璃片的磨砂面盖住集气瓶口；氯酸钾加热，在二氧化锰作催化剂的条件下，生成氯化钾和氧气，书写符号表达式不需要配平，所以该反应符号表达式为KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2；该反应属于一变多的特点，所以该反应为分解反应；
故答案为：BF；集气瓶口有大气泡冒出时；磨砂面；KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2；分解反应。
（3）氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，所以实验步骤为移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中，实验现象则是看到了带火星的木条复燃，实验结论证明生成的气体为氧气；
故答案为：移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中；带火星的木条复燃；生成的气体为氧气。
（4）高锰酸钾为固体粉末，容易被气体带出，进入试管造成堵塞，因此需要在试管口增加棉花；
故答案为：在试管口放一团棉花；防止粉末进入导管。
（5）氨气密度比空气小，先在上部聚集，因此气体从短口b进气；氨气极易溶于水，为了避免氨气溶于水，而不能收集，在水的上层增加了油层；故答案为：b；防止氨气溶于水。
10．实验室制取某些气体所用的装置如图所示，请回答：
（1）图中标号①的仪器名称是__________________。
（2）组装好气体发生装置后，应该先检查装置_________________，然后再添加药品。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________________（填序号，下同），该反应的化学方程式是__________________。
（4）欲收集密度比空气大的气体，应该选择的装置是__________________。
（5）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图G所示），观察到的现象是_____。
【答案】（1）分液漏斗
（2）气密性
（3）A 2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4+MnO2+O2↑
（4）D
（5）发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
【解析】（1）根据所学的仪器的名称和用途，标号①的名称是分液漏斗；
（2）组装好气体发生装置后，为了防止气体逸散到空气中，应先检查装置的气密性，然后再添加药品；
（3）用高锰酸钾制取氧气，是在加热的条件下反应，应选择有酒精灯加热的发生装置，高锰酸钾是粉末，防止加热时高锰酸钾进入导管，堵塞导管，应在试管口放一团棉花，故应该选择发生装置A，高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是：2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4+MnO2+O2↑；
（4）密度比空气大的气体，应选择向上排空气法收集气体，用向上排空气法收集气体时，导管要伸到集气瓶的底部，故选择的收集装置是D；
（5）木炭在氧气中燃烧时产生的现象是：发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
巩固提升
11．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡。下列有关说法中，错误的是( )
A. 生成的气体可能是过氧化氢分解产生的氧气
B. 伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用
C. 只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气
D. 过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气
【答案】 C
【解析】A. 过氧化氢在催化剂的作用下生成水和氧气，生成的气体是过氧化氢分解产生的氧气，故正确，不符合题意；
B. 伤口上会看到大量的气泡，说明过氧化氢在伤口处遇到了能使它分解的物质，伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用，故正确，不符合题意；
C. 不是只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气，也可以是其它物质，如硫酸铜溶液等，故错误，符合题意；
D. 依据学过的实验室制取氧气的方法可知过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气，故正确，不符合题意。
12．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比( )
A. 反应速率不变，生成氧气质量增加 B. 反应速率不变，生成氧气质量不变
C. 反应速率加快，生成氧气质量不变 D. 反应速率加快，生成氧气质量增加
【答案】 D
【解析】加热氯酸钾制取氧气时，错把高锰酸钾当做二氧化锰放入氯酸钾内。高锰酸钾受热分解，会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰又可以作为氯酸钾分解的催化剂。所以会使反应速率加快，生成氧气的质量增加，
13．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（ ）
A. 检查气密性，先将导管放入水中B. 一点燃酒精灯，立即收集气体
C. 集满气体后，按图示移出集气瓶 D. 实验结束，先熄灭酒精灯
【答案】 A
【解析】
A、检查气密性，先将导管放入水中，用手紧握试管的外壁，观察放入水中的导管口有无气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好，此选项符合题意；
B、等气泡连续均匀放出时，开始收集气体，此时是纯净的气体，此选项不符合题意；
C、集满气体后，在水面下用玻璃片盖上集气瓶，将集气瓶连同玻璃片一起拿出水面，此选项不符合题意；
D、实验结束，先将导气管移离水面，再熄灭酒精灯，此选项不符合题意。
14．某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（ ）
A. 图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B. 图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
C. 图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D. 图 1、2 对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
【答案】 C
【解析】
A. 图1、2实验中唯一的不同点是图2 将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，故说法正确，不符合题意；
B. 图3、4中唯一的不同点是图4将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故说法正确，不符合题意；
C. 图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，故说法错误，符合题意。
D. 图1、2实验中唯一的不同点是图2 将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，故说法正确，不符合题意。
15．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变 ②性质不变 ③能增加生成物的质量 ④催化剂在反应中都是加快反应速率 ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂 ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑤ C. ①⑥ D. 全部
【答案】 C
【解析】催化剂是改变反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不发生改变；①质量不变 ，符合题意； ②是化学性质不变 ，不符合题意；③催化剂不改变生成物的质量，不符合题意；④催化剂在反应中是改变反应速率，不符合题意；⑤二氧化锰是某些反应的催化剂不是所有反应的催化剂 ，不符合题意；⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同，符合题意；
16．能正确反映对应变化关系的图像是（ ）
A． 用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
B． 加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
C． 镁条燃烧
D． 在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰
【答案】D
【解析】
A.过氧化氢制氧气的反应中，催化剂能加快反应的速率，不能改变生成物的量，错误；
B.用氯酸钾制氧气的反应中，氧气从0开始，然后慢慢增加，反应结束后不再改变，而图中最开始不是0，错误；
C.镁条燃烧生成氧化镁，固体开始不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，而图中最开始固体为0，错误；
D.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，过氧化氢溶液中含有水，则刚开始水的质量不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，正确。
17．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率，推理合理，错误。
B、碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，是因为反应温度不同，温度升高，化学反应容易发生，推理合理，错误。
C、过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明了使用催化剂，可以加快化学反应速率，推理合理，错误。
D、铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧，说明反应物的接触面积越大，化学反应就越容易发生，化学反应速率越快，推理不合理，正确。
18．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（ ）
A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢
B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃
D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小
【答案】C
【解析】
A、第一组通过气球膨胀的快慢很明显的显现出哪一物质的催化效果号，符合题意；
B、第二组通过观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，很明显的看出反应速率的快慢，也就知道哪一种物质催化效果好，符合题意；
C、第三组分两次实验，看木条能否复燃，由于分两次实验，如果木条都能复燃，根本无法判断哪一种物质的催化效果好，不符合题意；
D、第四组虽然分两次实验，但通过比较收集一定体积的气体所需的时间，就能比较出反应速率的快慢，符合题意；
故选：C。
19．（2022•上杭县模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用如图仪器和装置探究气体的制取方法和性质。
（1）写出图B中标号仪器名称：① ；
（2）实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，选择装置时，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同）；若收集一瓶比较干燥的氧气，最好选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气时，检验气体是否收集满的方法（包括操作、现象、结论三方面） 。
（3）若选择G装置用排空气法收集氧气时，气体从 （填m或n）端通入。
（4）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同），收集装置应选择 。
（5）请从微观角度解释木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因 。
【答案】（1）分液漏斗；
（2）B；E；用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满；
（3）m；
（4）C；D或F；
（5）单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。
【解析】
（1）图B中标号仪器名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应不加热，采用固液不加热制取气体的装置，通过分液漏斗可以控制反应速率，故发生装置选择B，氧气的密度大于空气密度，用向上排空气法收集的气体较为干燥，故选择E进行收集，验满的方法是用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满，故答案为：B；E；用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满；
（3）氧气的密度大于空气密度，用G装置进行收集时，气体应该从m进，故答案为：m；
（4）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，反应需要加热，采用C作为发生装置，甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，采用向下排空气法或排水法进行收集，选择D或F作为收集装置，故答案为：C；D或F；
（5）木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因是单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈，故答案为：单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。
20．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。
（猜想）
（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。
Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。
（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：
（2）步骤③现象是试管内有 放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是 。
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生， ；由此可得出结论；综上证明猜想 （填序号）成立。
（4）步骤①的目的是 。
（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为 。
（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 。
【答案】（1）质量和化学性质不变；
（2）气泡；氧化铜的质量仍为0.2g；
（3）带火星木条复燃；Ⅲ；
（4）对照；
（5）2H2O2eq \(====,\s\up7(CuO),\s\d5())2H2O+O2↑；
（6）向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。
【解析】
（1）催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，所以Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变；
（2）常温下过氧化氢分解速率很慢，步骤①中带火星的木条不复燃，步骤③中带火星的木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的溶解速率，故试管内有气泡放出，带火星的木条复燃；
步骤⑥的结果是氧化铜的质量仍为0.2g或氧化铜的质量不变或0.2g；
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明化学反应前后，氧化铜的化学性质不变；
故由以上分析可知，氧化铜能加速过氧化氢的分解速率，且化学反应前后，氧化铜的质量和化学性质不变，故猜想Ⅲ成立；
（4）步骤①的目的是对比实验；
（5）过氧化氢在氧化铜的催化下分解为水和氧气，该反应的化学反应表达式为：2H2O2eq \(====,\s\up7(CuO),\s\d5())2H2O+O2↑；
（6）要想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果，变量是催化剂种类，其它因素均相同，故实验方案为：向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。实验1
实验2
氧气的体积分数（%）
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
氧气的平均体积分数（%）
797
88.4
氧气的收集方法
向上排空气法
排水法
氧气的体积分数/%
79.7
79.6
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气的平均体积分数/%
79.7
89.7
实验步骤
实验现象
实验结论
_______
_______
_______
实验步骤
实验现象
实验结论
移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中
带火星的木条复燃
生成的气体为氧气
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
A
铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧
反应物浓度
B
碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应
反应温度
C
过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解
催化剂
D
铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧
反应物的种类
考点精讲
【知识点一】氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】
由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
【收集装置】
由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。
收集装置还可用
【实验步骤】
① 查：检查装置的气密性。
② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定：将试管固定在铁架台上。
④ 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移：把导管移出水槽。
⑦ 灭：熄灭酒精灯。
【检 验】
将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
【验 满】
（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。
（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
【注意事项】
①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾抖，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。
⑩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，正放可减少气体逸散。
（3）收集氧气的方法
①氧气不易溶于水，可用排水法收集。
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
2．氯酸钾制取氧气
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
【实验装置】
和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口无棉花团）。
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气
【反应原理】
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\d1(─────),\s\d6()) 2H2O + O2↑
【实验装置】
或
（1）步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
（2）注意的问题
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典型例题】
某学习小组完成“实验活动1氧气的实验室制取与性质”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。
Ⅰ、氧气的制备：
（1）写出上图中有标号仪器的名称：①___________。
（2）实验操作：用高锰酸钾制取氧气的操作过程可概括为：“组装仪器→___________→装药品并固定试管→加热试管→收集气体→将导管从水槽中取出→停止加热”。
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应___________，该反应的文字或符号表达式为___________；老师指出装置图F有错误，要改正错误需要操作的旋钮___________（填字母）。
（4）如果用双氧水、二氧化锰制氧气，则选用的发生装置是___________；为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成___________。
Ⅱ、氧气的收集：
（5）装置E可用来收集氧气的原因是___________，实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是___________。某化学兴趣小组的同学对用向上排空气法收集的氧气的纯度展开如下探究：
【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0.秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据：
数据分析：
（6）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是___________。
Ⅲ、氧气的检验和验满
（7）用装置C收集氧气验满的方法是___________。
【举一反三】
1．（2022年四川省成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。
(1)试管口棉花的作用是________________________。
(2)检验氧气集满的方法是________________________。
(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。
①装入药品，开始加热 ②停止加热 ③收集气体 ④组装仪器，检查气密性
(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。
2．某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步的探究。
（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。
【进行实验】
①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当______________________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验 3 次并记录数据。
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是______,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分 数。重复该实验 3 次并记录数据。
【实验分析】不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是______。
（2）写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式______
（3）某同学将如图 1 装置的长颈漏斗换成分液漏斗，这样做的优点是_____。
（4）实验室里制取气体的一般思路和方法：
①选择适当的反应，包括_____；
②选择合适的_____；
③_____
（5）某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动，数据处理软件可以实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶
氧气进行以下三步实验：①敞口放置；② 双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下，三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图 2 中的 MN 段、NP 段和PQ 段。
①能够说明氧气分子不断运动的曲线是______
A MN 段 B NP 段 C PQ 段
②MN 段和 NP 段相比较，说明_____。
③随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为_____时几乎不再变化。
【拓展探究】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。向另两只试管分别加入等质量不同浓度的H2O2 溶液，再加上等质量、等浓度的 FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气压变化曲线，见图 3、图 4。请你思考：
Ⅰ.保证实验的准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体方法？______
Ⅱ.请你从曲线中找出 FeCl3溶液对H2O2溶液分解影响的一条规律性结论。______
【技巧方法】
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
【针对训练】
1．(2022重庆实验外国语学校月考，18，)实验室有如图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气，下列说法正确的是( )
A.用高锰酸钾制氧气时可用I作发生装置
B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C.可选用Ⅳ收集氧气
D.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取B．干燥
C．收集D．验满
4．下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
5．某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
6．在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
7. 图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【知识点二】氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
【典型例题】
工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水
【举一反三】
1．工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同C．沸点不同 D．密度不同
2．空气是一种重要的自然资源。根据所学知识回答相关空气的认识。工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘，除二氧化碳，除水的空气进行下列操作:
（1）工业制氧气属于 变化，是利用氧气、氮气、稀有气体的 不同，使它们在不同温度下汽化，逐一从空气中分离出来。
（2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
【技巧方法】
1.工业制氧气是利用氧气和氮气的沸点不同进行分离的一种方法；
2.实质上是物理变化，而其他三种方法是化学变化。
【针对训练】
1．工业制氧气与实验室制氧气相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 前者是物理变化后者是化学变化 B. 前者使用的是固体后者使用的是气体
C. 这两种方法制得的氧气的性质不同 D. 两种方法都是分解反应
2．下列有关工业上制取氧气的说法中正确的是（ ）
A．分离液态空气制取氧气属于分解反应
B．分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化
C．液氧是无色的
D．分离液态空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中
3．如图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）洁净的空气属于 （填“混合物”或“纯净物”），其中含量最多的物质是 。
（2）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。
（3）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 。
考点达标
1. （2022春•柯桥区期中）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A．B．
C．D．
2（2022春•垦利区期末）下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
3．小华采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（ ）
A.反应速率不变 B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快，生成氧气的质量不变 D.反应速率加快，生成氧气的质量增加
4. 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是( )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．高锰酸钾中含有氧气，加热即可放出
C．实验室制取氧气发生的都是分解反应
D．过氧化氢和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
5．实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台 D.导管、单孔塞
6．将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体放入试管中加热，完全反应后试管中剩余物共有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
7．关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B. 反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C. 导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
8. （2021秋•重庆期末）实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如图中的点表示的含义错误的是（ ）
A．a点表示高锰酸钾的质量
B．b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C．c点表示生成二氧化锰的质量
D．d点表示高锰酸钾完全分解了
9．实验室制取氧气可供选择的仪器或装置如下图所示。
（1）写出仪器②的名称： _______。
（2）若用氯酸钾制取氧气，应选择制取装置________（填序号）。当观察到_____，证明氧气已经集满。收集完毕，用玻璃片的_______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口，写出该反应的符号表达式_______，该反应属于_______基本反应类型。
（3）如何检验生成的气体是氧气？写出对应的实验步骤，实验现象和实验结论。
（4）若采用加热高锰酸钾法制取氧气，则 B 装置还需要做改进是_______， 目的是_______。
（5）已知氨气极易溶于水，密度小于空气且不与空气中成分发生反应。若用C 装置排空气法收集氨气，则氨气应从_______口通入（填“a”或者“b”）；若用D 装置收集氨气，油层的作用是_______。
10．实验室制取某些气体所用的装置如图所示，请回答：
（1）图中标号①的仪器名称是__________________。
（2）组装好气体发生装置后，应该先检查装置_________________，然后再添加药品。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________________（填序号，下同），该反应的化学方程式是__________________。
（4）欲收集密度比空气大的气体，应该选择的装置是__________________。
（5）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图G所示），观察到的现象是_____。
巩固提升
11．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡。下列有关说法中，错误的是( )
A. 生成的气体可能是过氧化氢分解产生的氧气
B. 伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用
C. 只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气
D. 过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气
12．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比( )
A. 反应速率不变，生成氧气质量增加 B. 反应速率不变，生成氧气质量不变
C. 反应速率加快，生成氧气质量不变 D. 反应速率加快，生成氧气质量增加
13．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（ ）
A. 检查气密性，先将导管放入水中B. 一点燃酒精灯，立即收集气体
C. 集满气体后，按图示移出集气瓶 D. 实验结束，先熄灭酒精灯
14．某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（ ）
A. 图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B. 图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
C. 图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D. 图 1、2 对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
15．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变 ②性质不变 ③能增加生成物的质量 ④催化剂在反应中都是加快反应速率 ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂 ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑤ C. ①⑥ D. 全部
16．能正确反映对应变化关系的图像是（ ）
A． 用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
B． 加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
C． 镁条燃烧
D． 在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰
17．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
18．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（ ）
A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢
B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃
D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小
19．（2022•上杭县模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用如图仪器和装置探究气体的制取方法和性质。
（1）写出图B中标号仪器名称：① ；
（2）实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，选择装置时，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同）；若收集一瓶比较干燥的氧气，最好选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气时，检验气体是否收集满的方法（包括操作、现象、结论三方面） 。
（3）若选择G装置用排空气法收集氧气时，气体从 （填m或n）端通入。
（4）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同），收集装置应选择 。
（5）请从微观角度解释木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因 。
20．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。
（猜想）
（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。
Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。
（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：
（2）步骤③现象是试管内有 放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是 。
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生， ；由此可得出结论；综上证明猜想 （填序号）成立。
（4）步骤①的目的是 。
（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为 。
（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 。
实验1
实验2
氧气的体积分数（%）
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
氧气的平均体积分数（%）
797
88.4
氧气的收集方法
向上排空气法
排水法
氧气的体积分数/%
79.7
79.6
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气的平均体积分数/%
79.7
89.7
实验步骤
实验现象
实验结论
_______
_______
_______
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
A
铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧
反应物浓度
B
碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应
反应温度
C
过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解
催化剂
D
铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧
反应物的种类
2.3.1氧气实验室制取方法
考点精讲
【知识点一】氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】
由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
【收集装置】
由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以还可以选择向上排空气法收集气体的装置。
收集装置还可用
【实验步骤】
① 查：检查装置的气密性。
② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定：将试管固定在铁架台上。
④ 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移：把导管移出水槽。
⑦ 灭：熄灭酒精灯。
【检 验】
将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
【验 满】
（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。
（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
【注意事项】
①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾抖，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水滴倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管，不利于气体的导出。
⑩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，正放可减少气体逸散。
（3）收集氧气的方法
①氧气不易溶于水，可用排水法收集。
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
2．氯酸钾制取氧气
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
【实验装置】
和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口无棉花团）。
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气
【反应原理】
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\d1(─────),\s\d6()) 2H2O + O2↑
【实验装置】
或
（1）步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
（2）注意的问题
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典型例题】
某学习小组完成“实验活动1氧气的实验室制取与性质”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。
Ⅰ、氧气的制备：
（1）写出上图中有标号仪器的名称：①___________。
（2）实验操作：用高锰酸钾制取氧气的操作过程可概括为：“组装仪器→___________→装药品并固定试管→加热试管→收集气体→将导管从水槽中取出→停止加热”。
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应___________，该反应的文字或符号表达式为___________；老师指出装置图F有错误，要改正错误需要操作的旋钮___________（填字母）。
（4）如果用双氧水、二氧化锰制氧气，则选用的发生装置是___________；为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成___________。
Ⅱ、氧气的收集：
（5）装置E可用来收集氧气的原因是___________，实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是___________。某化学兴趣小组的同学对用向上排空气法收集的氧气的纯度展开如下探究：
【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0.秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据：
数据分析：
（6）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是___________。
Ⅲ、氧气的检验和验满
（7）用装置C收集氧气验满的方法是___________。
【答案】
(1). 铁架台
(2). 检查装置气密性
(3). 放一团面花 高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气（或KMnO4eq \\ac(\s\up5(△),\s\d0(———→))K2MnO4+MnO2+O2） b
(4). B 分液漏斗
(5). 常温常压下，氧气不易溶于水，且不与水反应 防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂
(6). 等放置在集气瓶口带火星木条复燃后再收集一段时间
(7). 在集气瓶口放一根带火星的小木条，若木条复燃，则收集满
【解析】
（1）仪器的名称铁架台；
（2）仪器连接好了以后注意检查装置气密性；
（3）若选择装置A用高锰酸钾制取氧气，则试管口应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管；
高锰酸钾受热生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，即高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气（或KMnO4eq \\ac(\s\up5(△),\s\d0(———→))K2MnO4+MnO2+O2）；装置图F中试管过高，应该操作的旋钮b向下移动试管到合适高度；
（4）双氧水、二氧化锰制氧气是固液不加热反应，发生装置选B；
为了得到平稳的气流，应将长颈漏斗换成分液漏斗；
（5）氧气难溶于水，可以用排水法收集；
实验结束应先将导管移出水面后熄灭酒精灯的原因是防止装置内温度下降，水倒流炸裂试管；
（6）实验1用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集；
实验2用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集4.0秒；
由实验数据可知实验2得到氧气浓度更大，故等放置在集气瓶口带火星木条复燃后再收集一段时间；
（7）氧气支持燃烧，集气瓶口放一根带火星的小木条，若木条复燃，则收集满；
【举一反三】
1．（2022年四川省成都市中考）如图是氧气的实验室制取与性质实验。
(1)试管口棉花的作用是________________________。
(2)检验氧气集满的方法是________________________。
(3)制取氧气的主要步骤如下，正确的顺序是___________(填序号)。
①装入药品，开始加热 ②停止加热 ③收集气体 ④组装仪器，检查气密性
(4)硫在氧气中燃烧的现象是_________。
【答案】
(1)防止加热时固体粉末进入导管
(2)将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃
(3)④①③②
(4)发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体
【解析】
(1)高锰酸钾为粉末状，加热时会形成烟，试管口放棉花可防止加热时固体粉末进入导管；
(2)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伸到集气瓶口，木条复燃则收集满；
(3)硫在氧气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，放出有刺激性气味的气体；
(4)制取氧气时按照组装仪器，检查装置的气密性，添加药品，开始加热，收集气体，停止加热的顺序进行，故正确的顺序是④①③②；
2．某化学兴趣小组对氧气的制取进行了进一步的探究。
（1）用高锰酸钾制氧气，对比用向上排空气法和排水法收集到的氧气的纯度。
【进行实验】
①用向上排空气法收集氧气：将带火星的木条放在集气瓶口，当______________________时证明氧气集满，用传感器测定集气瓶中氧气的体积分数。重复该实验 3 次并记录数据。
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是______,用传感器测定集气瓶中氧气的体积分 数。重复该实验 3 次并记录数据。
【实验分析】不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是______。
（2）写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的符号表达式______
（3）某同学将如图 1 装置的长颈漏斗换成分液漏斗，这样做的优点是_____。
（4）实验室里制取气体的一般思路和方法：
①选择适当的反应，包括_____；
②选择合适的_____；
③_____
（5）某化学兴趣小组借助氧气传感器探究微粒的运动，数据处理软件可以实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。收集一塑料瓶
氧气进行以下三步实验：①敞口放置；② 双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下，三步实验中测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图 2 中的 MN 段、NP 段和PQ 段。
①能够说明氧气分子不断运动的曲线是______
A MN 段 B NP 段 C PQ 段
②MN 段和 NP 段相比较，说明_____。
③随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为_____时几乎不再变化。
【拓展探究】同学们在老师的指导下设计实验继续探究。向另两只试管分别加入等质量不同浓度的H2O2 溶液，再加上等质量、等浓度的 FeCl3溶液，分别用气压传感器测定两试管中气压变化曲线，见图 3、图 4。请你思考：
Ⅰ.保证实验的准确性，请你设计向两试管中加入 FeCl3溶液的具体方法？______
Ⅱ.请你从曲线中找出 FeCl3溶液对H2O2溶液分解影响的一条规律性结论。______
【答案】
(1) ①带火星的木条复燃 ②常温常压下，氧气不易溶于水且不与水反应 排水法收集的氧气中混有水蒸气
(2). H2O2eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(—————→)) H2O+O2
(3).可以控制液体滴加速率，控制反应速率，获得平稳气流
(4) ①反应物和反应条件 ②实验装置 ③验证所制得的气体
(5). ①A； ②相同条件下，温度越高，分子运动速率越大 ③ 21%
【拓展探究】
Ⅰ.分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3 溶液同时注入两支试管中
Ⅱ.FeCl3 溶液能加快 H2O2 溶液的分解（FeCl3 溶液对浓度大的H2O2 溶液分解促进效果更好等合理答案亦可）
【解析】
进行实验：①用向上排空气法收集氧气，氧气具有助燃性，可将带火星的木条放在集气瓶口，当带火星的木条复燃时证明氧气集满；
②用排水法收集氧气，氧气能用排水法收集的原因是常温常压下，氧气不易溶于水，且不与水反应；
实验分析：不考虑操作失误的因素，用排水法也收集不到纯净的氧气，其主要原因是：排水法收集的氧气中混有水蒸气；
过氧化氢能在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的符号表达式为：H2O2eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(—————→)) H2O+O2；
（3）将长颈漏斗换成分液漏斗，可通过控制药品的滴加速率，从而控制反应速率；
（4）实验室制取气体的一般思路和方法：①选择适当的反应，包括反应物和反应条件；
②选择合适的实验装置；
③验证所制得的气体。
（5）①将塑料瓶敞口放置，氧分子在不断运动，故氧气的体积分数不断减小，故能够说明氧气分子不断运动的曲线是MN 段。
故选A。
双手贴在塑料瓶外壁上，装置内温度升高，分子运动的速率加快，故NP段氧气体积分数减少的幅度比MN段大。故MN 段和 NP 段相比较，说明：相同条件下，温度越高，分子运动速率越大；
空气中，氧气的体积分数约为21%，当氧气扩散到空气中，趋于平衡时，氧气的体积分数不再变化，与空气中氧气的体积分数相同，这时氧气的体积分数约为21%；
拓展探究：Ⅰ.为保证实验的准确性，应同时加入，故方法为：分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3 溶液同时注入两支试管中；
Ⅱ.由图可知，加入氯化铁溶液后，压强明显增大，说明FeCl3 溶液能加快 H2O2 溶液的分解，且FeCl3 溶液对浓度大的H2O2 溶液分解促进效果更好。
【技巧方法】
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
【针对训练】
1．(2022重庆实验外国语学校月考，18，)实验室有如图所示的仪器装置。某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气，下列说法正确的是( )
A.用高锰酸钾制氧气时可用I作发生装置
B.用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C.可选用Ⅳ收集氧气
D.用高锰酸钾制氧气时需要二氧化锰作催化剂
【答案】B
【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气，试管口应放一团棉花；用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置属于固液常温型，可用Ⅱ作发生装置；氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，Ⅳ为向下排空气法收集装置；高锰酸钾制取氧气时，不需要二氧化锰作催化剂。
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（ ）
A.取用高锰酸钾 B.加热高锰酸钾 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
【答案】B
【解析】
A．不能用手取药品，应该用药匙，故A错误；
B.加热高锰酸的操作正确。故B正确；
C．收集满氧气后要先用玻璃片在水中把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；
D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。
故选：B。
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取B．干燥
C．收集D．验满
【答案】C
【解析】
A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；
B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；
C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；
D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。
4．下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A B C D
【答案】A
【解析】
A.实验室用氯酸钾制取氧气发生装置为固固加热型，试管口略向下倾斜，，外焰加热，故A正确；
B.导气管应伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满氧气时，应将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃，故C错误；
D.铁丝燃烧来验证氧气的性质，应在集气瓶底部放少量水，或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故D错误。
故选C
5．某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【答案】B
【解析】
A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；
B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；
C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；
D、若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；
故选：B。
6．在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是（ ）
A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置
C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
【答案】C
【解析】
A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故A正确；
B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故B正确；
C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故C错误；
D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故D正确。
故选：C。
7. 图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）实验装置A中的两种仪器的名称
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是 （填字母）反应的化学方程式是
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的 ；试验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是 。收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或 “倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是
【答案】
（1）酒精灯、试管（或铁架台）
（2）A 2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
（3）气密性、防止水倒流，炸裂试管 ；正。
（4）可以控制反应速率
【解析】（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，该反应属于固体加热型，应选A；（3）氧气密度大于空气，故收集满的氧气要正放。
【知识点二】氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
【典型例题】
工业上获取大量氧气的原料是（ ）
A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水
【答案】A
【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来，故工业上获取大量氧气的原料是空气。
故选：B。
【举一反三】
1．工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气。这种方法主要利用了氮气和氧气的（ ）
A．化学性质不同 B．溶解性不同C．沸点不同 D．密度不同
【答案】C
【解析】工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来
2．空气是一种重要的自然资源。根据所学知识回答相关空气的认识。工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘，除二氧化碳，除水的空气进行下列操作:
（1）工业制氧气属于 变化，是利用氧气、氮气、稀有气体的 不同，使它们在不同温度下汽化，逐一从空气中分离出来。
（2）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
【答案】（1）物理；沸点（2）低
【解析】
（1）工业制氧气是混合物分离，没有新物质产生，是物理变化。从液态空气蒸发出氮气是利用沸点不同。（2）加热液态混合物，氮气先蒸发，所以氮气的沸点比氧气的沸点低。
【技巧方法】
1.工业制氧气是利用氧气和氮气的沸点不同进行分离的一种方法；
2.实质上是物理变化，而其他三种方法是化学变化。
【针对训练】
1．工业制氧气与实验室制氧气相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 前者是物理变化后者是化学变化 B. 前者使用的是固体后者使用的是气体
C. 这两种方法制得的氧气的性质不同 D. 两种方法都是分解反应
【答案】A
【解析】
A、工业制氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，实验室制氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氧气和氯化钾，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，都有新物质生成，属于化学变化，符合题意；
B、工业制氧气是分离液态空气，使用的是液体，实验室制氧气，高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰是固体，过氧化氢溶液是液体，不符合题意；
C、这两种方法制得的氧气都由氧分子构成，化学性质相同，不符合题意；
D、实验室制氧气符合“一变多”的特点，属于分解反应，工业制氧气属于物理变化，不符合题意。
2．下列有关工业上制取氧气的说法中正确的是（ ）
A．分离液态空气制取氧气属于分解反应
B．分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化
C．液氧是无色的
D．分离液态空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中
【答案】B。
【解析】
A、分离液态空气制取氧气是利用氧气和氮气沸点的不同，该过程中没有生成新的物质，是物理变化，故A错误；
B、根据A的解答可以知道，分离液态空气制取氧气的过程中发生物理变化，故B正确；
C、液氧是淡蓝色的，不是无色，故C错误；
D、分离液态空气所得的氧气贮存在蓝色钢瓶中，故D错误；
故选：B。
3．如图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）洁净的空气属于 （填“混合物”或“纯净物”），其中含量最多的物质是 。
（2）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。
（3）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 。
【答案】混合物；氮气；沸点；木条熄灭。
【解析】
（1）洁净的空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的，属于混合物，其中含量最多的物质是氮气，约占空气体积的78%；故答案为：混合物；氮气；
（2）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沸点不同而将氮气和氧气分离；故答案为：沸点；
（3）液氮的沸点低于液氧的沸点，当打开一个装有液态空气的容器盖，液氮首先汽化，氮气不燃烧、也不支持燃烧，将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是木条熄灭；故答案为：木条熄灭。
考点达标
1. （2022春•柯桥区期中）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
实验室利用15%的H2O2溶液制取O2，反应速率较快，选择的制取装置应能控制反应的速率。
A、图中装置不能控制液体和固体的接触，不能控制反应速率，故选项错误。
B、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过滴加水的方法控制反应速率，故选项错误。
C、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，图中装置通过滴加水，不能控制反应速率，故选项错误。
D、图中所示装置，能通过调节旋塞改变液体的滴加速度，能控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项正确。
综上所述：选择D。
2（2022春•垦利区期末）下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ）
A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好
B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体
C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满
D．用带火星的木条检验氧气
【答案】D
【解析】
A、选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，不是速率越快越好，反应速率要适中，故选项说法错误。
B、用排水法收集气体时，不能提前将导管伸入盛满水的集气瓶中，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，否则会导致收集的气体中混有空气而造成不纯，故选项说法错误。
C、氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项说法错误。
D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，故选项说法正确。
综上所述：选择D。
3．小华采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（ ）
A.反应速率不变 B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快，生成氧气的质量不变 D.反应速率加快，生成氧气的质量增加
【答案】D
【解析】
高锰酸钾分解会产生二氧化锰，可以当氯酸钾分解的催化剂，反应速率加快，故A不符合题意；
高锰酸钾分解会产生氧气，氧气质量增加， 故B、C不符合题意；
故选：D
4. 下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是( )
A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂
B．高锰酸钾中含有氧气，加热即可放出
C．实验室制取氧气发生的都是分解反应
D．过氧化氢和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关
【答案】C
【解析】
高锰酸钾制氧气不用催化剂，故A不符合题意；
高锰酸钾中不含有氧气，含有氧元素，故B不符合题意；
实验室制取氧气都是“一变多”，均为分解反应，故C符合题意；
反应生成物的质量与催化剂的质量无关
故选：C
5．实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台 D.导管、单孔塞
【答案】A
【解析】
高锰酸钾制氧气需要将高锰酸钾加进大试管，夹在铁架台上，酒精灯加热，用导管、单孔塞导入集气瓶收集氧气，故不需要烧杯、玻璃棒。
故选：A
6．将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体放入试管中加热，完全反应后试管中剩余物共有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【答案】B
【解析】加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热氯酸钾生成氯化钾和氧气。完全反应后高锰酸钾和氯酸钾都没有剩余，所以反应后剩余的固体物质有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种物质。故B选项正确。
7．关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B. 反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C. 导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
【答案】 D
【解析】
A. 制取气体时，先检验装置的气密性，后添加药品，故不符合题意。
B. 反应结束时，先将导管移出水面，后停止加热，防止水倒吸入试管，试管炸裂，故不符合题意。
C. 导气管口有连续均匀气泡时，开始用装满水的集气瓶收集气体，故不符合题意。
D. 装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管，故符合题意。
8. （2021秋•重庆期末）实验室加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，随着反应的进行，试管内固体的质量逐渐减少。如图中的点表示的含义错误的是（ ）
A．a点表示高锰酸钾的质量
B．b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量
C．c点表示生成二氧化锰的质量
D．d点表示高锰酸钾完全分解了
【答案】C
【解析】
A、a点对应的时间为0，高锰酸钾还未发生分解，则a点表示高锰酸钾的质量，故选项说法正确。
B、b点时高锰酸钾已分解了一段时间，b点时试管内物质为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则b点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法正确。
C、c点时高锰酸钾相对于b点，又分解了一段时间，但还没有完全分解，c点时试管内物质仍为剩余的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，则c点表示高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰混合物的质量，故选项说法错误。
D、d点之后，剩余固体质量不再发生改变，说明高锰酸钾此时恰好完全分解，则d点表示高锰酸钾完全分解了，故选项说法正确。
综上所述：选择C。
9．实验室制取氧气可供选择的仪器或装置如下图所示。
（1）写出仪器②的名称： _______。
（2）若用氯酸钾制取氧气，应选择制取装置________（填序号）。当观察到_____，证明氧气已经集满。收集完毕，用玻璃片的_______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口，写出该反应的符号表达式_______，该反应属于_______基本反应类型。
（3）如何检验生成的气体是氧气？写出对应的实验步骤，实验现象和实验结论。
（4）若采用加热高锰酸钾法制取氧气，则 B 装置还需要做改进是_______， 目的是_______。
（5）已知氨气极易溶于水，密度小于空气且不与空气中成分发生反应。若用C 装置排空气法收集氨气，则氨气应从_______口通入（填“a”或者“b”）；若用D 装置收集氨气，油层的作用是_______。
【答案】
（1）锥形瓶
（2） BF 集气瓶口有大气泡冒出时 磨砂面 KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2（2分） 分解反应
（3）
（4）在试管口放一团棉花 防止粉末进入导管
（5） b 防止氨气溶于水
【解析】
【分析】
（1）①为加入液体的长颈漏斗，②为固液反应的容器锥形瓶；
故答案为：长颈漏斗；锥形瓶。
（2）若用氯酸钾制取氧气，属于“固体+固体eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(—————→))气体”类型，发生装置应选择B，由于氧气不易溶于水，因此选择排水法收集氧气，故选F为收集装置；氧气不易溶于水，集满后从瓶口逸出，因此从瓶口可以看到气泡，所以当看到集气瓶口有大气泡冒出时，此时氧气已经集满；为了避免玻璃片滑落，增加摩擦力，因此用玻璃片的磨砂面盖住集气瓶口；氯酸钾加热，在二氧化锰作催化剂的条件下，生成氯化钾和氧气，书写符号表达式不需要配平，所以该反应符号表达式为KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2；该反应属于一变多的特点，所以该反应为分解反应；
故答案为：BF；集气瓶口有大气泡冒出时；磨砂面；KClO3eq \\ac(\s\up5(MnO2),\s\d0(——→),\s\d5(△))KCl + O2；分解反应。
（3）氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，所以实验步骤为移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中，实验现象则是看到了带火星的木条复燃，实验结论证明生成的气体为氧气；
故答案为：移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中；带火星的木条复燃；生成的气体为氧气。
（4）高锰酸钾为固体粉末，容易被气体带出，进入试管造成堵塞，因此需要在试管口增加棉花；
故答案为：在试管口放一团棉花；防止粉末进入导管。
（5）氨气密度比空气小，先在上部聚集，因此气体从短口b进气；氨气极易溶于水，为了避免氨气溶于水，而不能收集，在水的上层增加了油层；故答案为：b；防止氨气溶于水。
10．实验室制取某些气体所用的装置如图所示，请回答：
（1）图中标号①的仪器名称是__________________。
（2）组装好气体发生装置后，应该先检查装置_________________，然后再添加药品。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________________（填序号，下同），该反应的化学方程式是__________________。
（4）欲收集密度比空气大的气体，应该选择的装置是__________________。
（5）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图G所示），观察到的现象是_____。
【答案】（1）分液漏斗
（2）气密性
（3）A 2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4+MnO2+O2↑
（4）D
（5）发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
【解析】（1）根据所学的仪器的名称和用途，标号①的名称是分液漏斗；
（2）组装好气体发生装置后，为了防止气体逸散到空气中，应先检查装置的气密性，然后再添加药品；
（3）用高锰酸钾制取氧气，是在加热的条件下反应，应选择有酒精灯加热的发生装置，高锰酸钾是粉末，防止加热时高锰酸钾进入导管，堵塞导管，应在试管口放一团棉花，故应该选择发生装置A，高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是：2KMnO4eq \(====,\s\up7(△),\s\d5())K2MnO4+MnO2+O2↑；
（4）密度比空气大的气体，应选择向上排空气法收集气体，用向上排空气法收集气体时，导管要伸到集气瓶的底部，故选择的收集装置是D；
（5）木炭在氧气中燃烧时产生的现象是：发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
巩固提升
11．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡。下列有关说法中，错误的是( )
A. 生成的气体可能是过氧化氢分解产生的氧气
B. 伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用
C. 只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气
D. 过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气
【答案】 C
【解析】A. 过氧化氢在催化剂的作用下生成水和氧气，生成的气体是过氧化氢分解产生的氧气，故正确，不符合题意；
B. 伤口上会看到大量的气泡，说明过氧化氢在伤口处遇到了能使它分解的物质，伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用，故正确，不符合题意；
C. 不是只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气，也可以是其它物质，如硫酸铜溶液等，故错误，符合题意；
D. 依据学过的实验室制取氧气的方法可知过氧化氢溶液可用于实验室制取氧气，故正确，不符合题意。
12．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比( )
A. 反应速率不变，生成氧气质量增加 B. 反应速率不变，生成氧气质量不变
C. 反应速率加快，生成氧气质量不变 D. 反应速率加快，生成氧气质量增加
【答案】 D
【解析】加热氯酸钾制取氧气时，错把高锰酸钾当做二氧化锰放入氯酸钾内。高锰酸钾受热分解，会生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰又可以作为氯酸钾分解的催化剂。所以会使反应速率加快，生成氧气的质量增加，
13．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（ ）
A. 检查气密性，先将导管放入水中B. 一点燃酒精灯，立即收集气体
C. 集满气体后，按图示移出集气瓶 D. 实验结束，先熄灭酒精灯
【答案】 A
【解析】
A、检查气密性，先将导管放入水中，用手紧握试管的外壁，观察放入水中的导管口有无气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好，此选项符合题意；
B、等气泡连续均匀放出时，开始收集气体，此时是纯净的气体，此选项不符合题意；
C、集满气体后，在水面下用玻璃片盖上集气瓶，将集气瓶连同玻璃片一起拿出水面，此选项不符合题意；
D、实验结束，先将导气管移离水面，再熄灭酒精灯，此选项不符合题意。
14．某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（ ）
A. 图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B. 图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
C. 图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D. 图 1、2 对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
【答案】 C
【解析】
A. 图1、2实验中唯一的不同点是图2 将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，故说法正确，不符合题意；
B. 图3、4中唯一的不同点是图4将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，图3是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，故说法正确，不符合题意；
C. 图1、4中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，故说法错误，符合题意。
D. 图1、2实验中唯一的不同点是图2 将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由图1实验木条不复燃，而图2木条复燃对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，故说法正确，不符合题意。
15．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变 ②性质不变 ③能增加生成物的质量 ④催化剂在反应中都是加快反应速率 ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂 ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（ ）
A. ②③⑤ B. ①④⑤ C. ①⑥ D. 全部
【答案】 C
【解析】催化剂是改变反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不发生改变；①质量不变 ，符合题意； ②是化学性质不变 ，不符合题意；③催化剂不改变生成物的质量，不符合题意；④催化剂在反应中是改变反应速率，不符合题意；⑤二氧化锰是某些反应的催化剂不是所有反应的催化剂 ，不符合题意；⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同，符合题意；
16．能正确反映对应变化关系的图像是（ ）
A． 用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
B． 加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
C． 镁条燃烧
D． 在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰
【答案】D
【解析】
A.过氧化氢制氧气的反应中，催化剂能加快反应的速率，不能改变生成物的量，错误；
B.用氯酸钾制氧气的反应中，氧气从0开始，然后慢慢增加，反应结束后不再改变，而图中最开始不是0，错误；
C.镁条燃烧生成氧化镁，固体开始不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，而图中最开始固体为0，错误；
D.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，过氧化氢溶液中含有水，则刚开始水的质量不为0，反应过程中慢慢增加，结束后不再改变，正确。
17．比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】A、铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度不同，说明增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率，推理合理，错误。
B、碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应，是因为反应温度不同，温度升高，化学反应容易发生，推理合理，错误。
C、过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解，说明了使用催化剂，可以加快化学反应速率，推理合理，错误。
D、铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧，说明反应物的接触面积越大，化学反应就越容易发生，化学反应速率越快，推理不合理，正确。
18．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（ ）
A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢
B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃
D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小
【答案】C
【解析】
A、第一组通过气球膨胀的快慢很明显的显现出哪一物质的催化效果号，符合题意；
B、第二组通过观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，很明显的看出反应速率的快慢，也就知道哪一种物质催化效果好，符合题意；
C、第三组分两次实验，看木条能否复燃，由于分两次实验，如果木条都能复燃，根本无法判断哪一种物质的催化效果好，不符合题意；
D、第四组虽然分两次实验，但通过比较收集一定体积的气体所需的时间，就能比较出反应速率的快慢，符合题意；
故选：C。
19．（2022•上杭县模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用如图仪器和装置探究气体的制取方法和性质。
（1）写出图B中标号仪器名称：① ；
（2）实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，选择装置时，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同）；若收集一瓶比较干燥的氧气，最好选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气时，检验气体是否收集满的方法（包括操作、现象、结论三方面） 。
（3）若选择G装置用排空气法收集氧气时，气体从 （填m或n）端通入。
（4）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择 （填装置编号，从装置A～F中选择，下同），收集装置应选择 。
（5）请从微观角度解释木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因 。
【答案】（1）分液漏斗；
（2）B；E；用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满；
（3）m；
（4）C；D或F；
（5）单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。
【解析】
（1）图B中标号仪器名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应不加热，采用固液不加热制取气体的装置，通过分液漏斗可以控制反应速率，故发生装置选择B，氧气的密度大于空气密度，用向上排空气法收集的气体较为干燥，故选择E进行收集，验满的方法是用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满，故答案为：B；E；用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满；
（3）氧气的密度大于空气密度，用G装置进行收集时，气体应该从m进，故答案为：m；
（4）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，反应需要加热，采用C作为发生装置，甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，采用向下排空气法或排水法进行收集，选择D或F作为收集装置，故答案为：C；D或F；
（5）木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因是单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈，故答案为：单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。
20．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。
（猜想）
（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。
Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 。
（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：
（2）步骤③现象是试管内有 放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是 。
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生， ；由此可得出结论；综上证明猜想 （填序号）成立。
（4）步骤①的目的是 。
（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为 。
（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 。
【答案】（1）质量和化学性质不变；
（2）气泡；氧化铜的质量仍为0.2g；
（3）带火星木条复燃；Ⅲ；
（4）对照；
（5）2H2O2eq \(====,\s\up7(CuO),\s\d5())2H2O+O2↑；
（6）向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。
【解析】
（1）催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，所以Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变；
（2）常温下过氧化氢分解速率很慢，步骤①中带火星的木条不复燃，步骤③中带火星的木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的溶解速率，故试管内有气泡放出，带火星的木条复燃；
步骤⑥的结果是氧化铜的质量仍为0.2g或氧化铜的质量不变或0.2g；
（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明化学反应前后，氧化铜的化学性质不变；
故由以上分析可知，氧化铜能加速过氧化氢的分解速率，且化学反应前后，氧化铜的质量和化学性质不变，故猜想Ⅲ成立；
（4）步骤①的目的是对比实验；
（5）过氧化氢在氧化铜的催化下分解为水和氧气，该反应的化学反应表达式为：2H2O2eq \(====,\s\up7(CuO),\s\d5())2H2O+O2↑；
（6）要想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果，变量是催化剂种类，其它因素均相同，故实验方案为：向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。实验1
实验2
氧气的体积分数（%）
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
氧气的平均体积分数（%）
797
88.4
氧气的收集方法
向上排空气法
排水法
氧气的体积分数/%
79.7
79.6
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气的平均体积分数/%
79.7
89.7
实验步骤
实验现象
实验结论
_______
_______
_______
实验步骤
实验现象
实验结论
移开玻璃片，将带火星的木条伸入集气瓶中
带火星的木条复燃
生成的气体为氧气
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
A
铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧
反应物浓度
B
碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应
反应温度
C
过氧化氢溶液在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解
催化剂
D
铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧
反应物的种类
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