初中化学人教版九年级上册课题3 制取氧气课时训练

这是一份初中化学人教版九年级上册课题3 制取氧气课时训练，共13页。试卷主要包含了实验室制取氧气的三种方法，高锰酸钾制取氧气的步骤，过氧化氢制取氧气的步骤，氧气的检验、验满及存放，实验室有如图所示的仪器装置等内容，欢迎下载使用。

课题3 制取氧气
课本核心知识点精讲
知识点1 氧气的实验室制法
1.实验室制取氧气的三种方法
2.高锰酸钾制取氧气的步骤
实验步骤简记为“查、装、定、点、收、离、熄”,谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
3.过氧化氢制取氧气的步骤
4.氧气的检验、验满及存放
(1)检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明该集气瓶内的气体是氧气。
(2)验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。
(3)氧气的存放：由于氧气的密度大于空气的密度，因此应将盛满氧气的集气瓶盖上玻璃片，正放在桌面上。例(2O21湖南长沙中考)下列装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。
(1)写出仪器①的名称：________________
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，应选择的发生装置是________(填字母代号)，在装入药品前应先检查装置的________。
(3)用装置C收集氧气时，其验满的方法是________________________________________________________。
答案：
(1)集气瓶
(2)A气密性
(3)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满
【解析】：
(2)用高锰酸钾制氧气需用固体加热型发生装置。
知识点2分解反应
1.定义由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。
2.分解反应与化合反应的比较
知识点3催化剂与催化作用
特别提醒：
(1)一个反应的催化剂并不是唯一的，如氧化铜、氧化铁等也可作过氧化氢分解的催化剂；
(2)催化剂在反应前后化学性质不变，物理性质可能发生变化；
(3)没有催化剂，并不意味着反应不能发生，只是反应速率与有催化剂时不同；
(4)催化剂不改变生成物的质量，生成物的质量由反应物的质量决定。
知识点4氧气的工业制取
核心素养思维的培养
空气组成的实验探究与实践创新
素养解读
科学精神和实践创新能力是社会发展的要求，是当前教育改革中备受关注的课题。创新精神和实践能力是通过科学方法训练实现的。空气中氧气含量的测定实验在近几年中考中往往注重对实验装置的创新与改进及数字化实验的考查。
典例剖析
例(2O22江苏泗洪期中)如图是测定空气中氧气含量的三套实验装置，请结合图示回答下列问题：
(1)测定氧气含量前必须检查装置的气密性，检查图一装置气密性的方法是________________,图一中发生反应的文字表达式为________________________________
(2)用图二所示的实验装置进行实验探究，图二装置的试管中空气体积为25mL,反应前注射器活塞位于15mL刻度处，反应完毕后打开弹簧夹，注射器活塞位于11mL刻度处，则该实验测得空气中氧气的体积分数为________。小明分析，该实验结果与理论值有差异的可能原因是________________(答一点)。
(3)对图二实验进行了如图三所示的改进。图三实验中，为了使氧气反应更充分，实验中采取的措施合理的是________(填标号)。
A.红磷平铺在玻璃管中B.反复推拉注射器的活塞C.减少加热时间以节省燃料
(4)某兴趣小组的同学在老师指导下，设计如图甲所示实验对图一的实验原理进行探究。图甲装置中，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。
【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？
【猜想假设】猜想I:有氧气剩余；猜想Ⅱ：无氧气剩余。
【实验验证】用激光笔点燃红磷，待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔点燃白磷。图乙为用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。
①图乙中，曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是______________________________________________。
【实验结论】②分析图乙得出，猜想________(填“I”或“Ⅱ”)正确。
【反思交流】③根据本实验的结论，用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否可行？________(填“可行”或“不可行”)，并说明理由：________________________________________。
答案：
(1)装置连接好后，打开弹簧夹，把导管口伸入盛有水的烧杯中，双手紧握集气瓶，若导管口有气泡冒出，则装置气密性良好红磷+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 五氧化二磷
(2)16%装置漏气(或其他合理答案)
(3)AB
(4)①白磷燃烧消耗氧气②I③不可行足量红磷也不能将氧气耗尽
【解析】：本题借助对空气中氧气含量测定实验装置的改进及数字化实验的介绍，体现了科学探究与创新意识的学科素养。
(2)根据题意可知，氧气的体积为15mL－11mL=4mL,氧气的4mL体积分数为. eq \f(4mL,25mL) ×100%=16%，该实验结果小于理论值，可能原因是装置漏气或未冷却至室温就打开弹簧夹等。
课后分层优化测试
夯基知识梳理
知识点1 氧气的实验室制法
1.(2021江苏南京中考)实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.大试管、铁架台B.烧杯、玻璃棒C.集气瓶、酒精灯D.导管、单孔塞
2.(2021湖北襄阳中考)掌握常用仪器的特征和用途，积极动手实验，是化学学习和研究的基础。图甲为实验室用高锰酸钾制取氧气的装置。
(1)取一定量的高锰酸钾粉末装入试管中，应选择的仪器是________(填字母)。
A.药匙B.镊子C.玻璃棒
(2)图甲中收集氧气所采用的方法是________法。
(3)加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方________,让试管均匀受热，然后对准高锰酸钾所在部位加热。
(4)检验氧气是否集满的正确操作是图乙中的________(填字母)。
知识点2 分解反应
3.(2022山东临沂月考)下列反应属于分解反应的是( )
A.碳+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 二氧化碳B.石蜡+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 二氧化碳+水
C.水 eq \(\s\up5(通电),\s\d3(→)) 氧气+氢气D.铁+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 四氧化三铁
4.(2022江苏东台月考)化学反应有多种分类，化合反应、分解反应、氧化反应的关系可用如图表示，其中b处可表示的化学反应是( )
A.石蜡+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 水+二氧化碳B.铁+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 四氧化三铁
C.水 eq \(\s\up5(通电),\s\d3(→)) 氢气+氧气D.碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
知识点3催化剂与催化作用
5.(2022独家原创)催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现，希腊语的意思是“解去束缚”。下列有关催化剂的叙述正确的是( )
A.不使用二氧化锰，过氧化氢不能发生反应生成氧气B.同一个反应的催化剂可能有多种
C.在化学反应中催化剂只能加快其他物质的反应速率D.催化剂在化学反应前后性质不变
6.(教材P38变式题)某同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰做了如图所示实验，下列叙述正确的是( )
A.过氧化氢不能分解制氧气B.图示实验的研究方法是对比实验法
C.二氧化锰能分解生成氧气D.实验能证明二氧化锰是反应的催化剂
知识点4 氧气的工业制取
7.工业上用分离液态空气的方法制取氧气。
(1)工业制氧气属于________变化(填“物理”或“化学”)。
(2)工业制氧气利用的原理是氧气和氮气的________不同，先分离出的气体是________。
提优强化练习
8.(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
9.(2022河北玉田月考，10，)两份等浓度的过氧化氢溶液，一份加入二氧化锰，另一份加入相同质量的氧化铁，产生氧气的质量随反应时间的变化关系如图所示。已知氧化铁也可以作为过氧化氢分解的催化剂。下列说法中，正确的是( )
A.氧化铁的催化效果比二氧化锰好B.反应后氧化铁和二氧化锰的质量都减少
C.两份过氧化氢溶液的初始质量不相同D.反应停止后，向试管中再加入过氧化氢溶液，无明显现象
10.(2022福建福州台江月考，10，)小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是( )
A.实验中，利用图②和④的装置收集的氧气均不够干燥
B.将图①装置中的燃烧匙提离液面，则不再产生氧气
C.若用图③装置收集氧气，可将带火星的木条放在b导管口处验满
D.若用装置④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
11.(2021内蒙古呼和浩特中考改编，15，)化学是一门以实验为基础的自然科学，根据如图所示装置回答相关问题。
(1)仪器①名称：________；用A装置给固体物质加热时，试管口略向下倾斜的原因：________________
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的文字表达式为________________,可选择的发生装置为________(填字母)；选择用E装置收集氧气的理由是________________________；若用E装置收集到的氧气不纯净，原因可能是________________________(只写一种)。
12.(2021湖南郴州中考改编，22，)某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验并探究。
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰为原料制氧气，反应的文字表达式为________________,若要收集到干燥的氧气，则收集装置为________(从A～E中选择)。
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰来制氧气，应选用的发生装置是________(从A～E中选择)。为了证明二氧化锰的催化作用，甲同学通过如图所示装置来进行实验探究：
图1中加入amL过氧化氢溶液，然后塞入带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是________________________。再通过漏斗加入bg二氧化锰，如图3所示，此时观察到的现象是________________________。
充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为bg,甲同学认为二氧化锰是催化剂。
(3)乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由：________________________________________。
(4)________(填“能”或“否”)用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。
素养能力提升
13.[科学探究与创新意识]某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下完成表中实验：
(1)设计实验1的目的是________________。
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是________。
(3)由实验1和实验4可知，氯化钾________(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集50mL氧气，所需时间明显少于171s,解释原因：________________________。
(4)实验小组同学利用数字化实验研究氯酸钾分解过程如图1所示，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。(夹持装置略)
由图2可知，氯酸钾分解温度________(填“高于”“等于”或“低于”)其熔点(356℃)。
14.[科学态度与社会责任]“新冠肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流量吸氧”，其本质和“富氧空气”(氧气含量高于普通空气的气体)差不多。化学兴趣小组欲制取氧气并混制“富氧空气”，进行以下实验。
【实验一】制取氧
(1)仪器a的名称是________。
(2)利用高锰酸钾制氧气的文字表达式为________________________________________________。
若选择C装置作为发生装置，需对装置进行的改进是________________________________________。
(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取乙炔气体，该反应必须严格控制加水速率，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为最适合制乙炔气体的发生装置是________________________________。
【实验二】混制“富氧空气”
用氮气和上述实验制取的氧气混制“富氧空气”。集气瓶装满水后，先通入氮气排出部分水，再通入氧气排水，气体都应从F装置中的管________(选“b”或“c”)通入。
【实验三】测定“富氧空气”中氧气的含量
用如图所示装置测定“富氧空气”中氧气的含量(白磷在40℃时即能燃烧，其燃烧现象及产物与红磷相同)，实验步骤如下：
a.测量试管的容积，检查装置的气密性。
b.装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器。
c.用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象。
d.燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。
(1)白磷燃烧的文字表达式为________________________________。
(2)若试管的容积为80mL,最终进入试管中水的体积应该大于________mL(填整数)。
【参考答案及解析】
课题3制取氧气
夯基知识梳理
1.B用高锰酸钾制氧气时需要的仪器有大试管、铁架台、集气瓶、酒精灯、导管、单孔塞等，用不到烧杯和玻璃棒。
2.【答案】(1)A(2)向上排空气(3)来回移动(4)B
【解析】
(1)取用粉末状的固体药品，应用药匙或纸槽。
(4)氧气验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气集满。
3.C由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应属于分解反应，题给四个反应中只有属于分解反应。
4.B由图示可知，b处反应既属于化合反应，又属于氧化反应。A反应属于氧化反应，但不属于化合反应；B反应既属于氧化反应又属于化合反应；C、D反应既不属于氧化反应，又不属于化合反应。
5.B不使用二氧化锰，过氧化氢也能发生反应生成氧气，只是反应速率慢；同一个反应的催化剂可能有多种；有些化学反应中催化剂的作用是减慢反应速率；催化剂在化学反应前后化学性质不变，物理性质可能改变。
6.B过氧化氢能分解制氧气；图示实验的研究方法是对比实验法；二氧化锰不能分解生成氧气；没有检验反应前后二氧化锰的质量和化学性质是否改变，不能证明二氧化锰是该反应的催化剂。
7.【答案】(1)物理(2)沸点氮气
【解析】
(1)工业上采用分离液态空气的方法制取氧气，没有新物质生成，属于物理变化。
(2)工业制氧气是利用氧气和氮气的沸点不同，在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发，由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
提优强化练习
8.B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。
9.C生成相同质量的氧气，加氧化铁的反应时间长，由此可知氧化铁的催化效果比二氧化锰差；反应后氧化铁和二氧化锰的质量都不变；最终产生氧气的质量不相等，由此可知两份过氧化氢溶液的初始质量不相同；反应停止后，催化剂的质量与化学性质不变，向试管中再加入过氧化氢溶液，仍会产生大量气泡。
10.D图④中，植物油隔绝了氧气和水的接触，收集的氧气干燥；没有二氧化锰时，过氧化氢仍能分解生成水和氧气；氧气密度比空气大，用图③装置收集氧气，应将带火星的木条放在a导管口处验满；若用装置④测量生成氧气的体积，有多少体积的氧气进入集气瓶，就有多少体积的水排至量筒，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响。
11.【答案】
(1)锥形瓶防止冷凝水倒流引起试管炸裂
(2)过氧化氢 eq \(\s\up5(二氧化锰),\s\d3(→)) 水+氧气B氧气不易溶于水且不与水反应
导管口刚出现气泡就开始收集(或集气瓶未装满水等)
【解析】
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气；发生装置可选用固液常温型B装置。二氧化锰
12.【答案】
(1)氯酸钾 eq \(\s\up8(二氧化锰),\s\d0(→),\s\d5(加热)) 氯化钾+氧气D或E
(2)A带火星的木条不复燃带火星的木条复燃
(3)甲同学没有验证反应前后二氧化锰的化学性质是否发生改变
(4)能
【解析】
(1)氯酸钾在二氧化锰作催化剂且加热的条件下分解生成氯化钾与氧气；要收集干燥的氧气不能用排水法，可选择D或E装置收集。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，发生装置应选用固液常温型A装置；图2中没有加入二氧化锰，反应速率很慢，带火星的木条不复燃；图3中加入了二氧化锰，反应速率快，带火星的木条复燃。
(3)催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都不改变，甲同学没有验证反应前后二氧化锰的化学性质是否发生改变。
素养能力提升
13.【答案】
(1)起对照作用
(2)二氧化锰
(3)有之前反应生成的氯化钾起催化作用，加快了氯酸钾的分解
(4)高于
【解析】
(1)设计实验1的目的是与其他实验形成对照，通过对比可知，二氧化锰、氧化铁、氯化钾三种物质均能加快氯酸钾的分解。
(2)根据表中数据，二氧化锰作催化剂时，收集相等体积的氧气所需时间最短，反应速率最快，催化效果最佳。
(4)由图2可知，开始加热后，氧气的浓度随温度升高呈下降趋势，说明此时没有氧气生成，即氯酸钾没有分解，温度接近400℃时，氧气浓度迅速增加，说明氯酸钾开始分解，此时分解温度高于氯酸钾的熔点。加热
14.【答案】【实验一】(1)分液漏斗
(2)高锰酸钾 eq \(\s\up5(加热),\s\d3(→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气试管口塞一团棉花
(3)A
【实验点燃二】c
【实验三】
(1)白磷+氧气 eq \(\s\up5(点燃),\s\d3(→)) 五氧化二磷
(2)16
【解析】【实验一】
(3)在常温下用块状电石与水反应制取乙炔气体，发生装置应选用固液常温型，为控制加水速率，应选用带分液漏斗的A装置。
【实验二】用F装置收集气体，气体应从短管c通入，水从长管b排出。
【实验三】(2)若试管中原气体为空气，则进入的水的体积约占试管内空气体积的五分之一，即80mL×1/5=16mL,现试管中原气体为“富氧空气”，所以进入的水的体积大于16mL。 过氧化氢制取氧气
氯酸钾制取氧气
高锰酸钾制取氧气
反应原理
过氧化氢 eq \(\s\up5(二氧化锰),\s\d3(→)) 水+氧气
氯酸钾 eq \(\s\up8(二氧化锰),\s\d0(→),\s\d5(加热)) 氯化钾+氧气4
高锰酸钾 eq \(\s\up5(加热),\s\d3(→)) 锰酸钾+二氧化锰+氧气
发生装置及选择依据
固液反应,不加热
固体反应且需要加热
固体反应且需要加热
收集装置及选择依据
氧气不易溶于水,能用排水法收集；氧气密度比空气大,能用向上排空气法收集
实验步骤
操作方法
检查装置的气密性
连接好仪器后,把导管一端浸入水中,用手紧握试管外壁,若导管口有气泡冒出,则装置气密性良好
将药品装入试管
将药品平铺在试管询问,增加药品的受热面积,保证其受热均匀；且要在试管口放一团棉花
将试管固定在台上
铁夹夹在距离试管口1/3处,且试管口略向下倾斜
点燃酒精灯,加热
先用酒精灯预热试管,然后对准药品所在部位用外焰加热
收集气体
当气泡连续、均匀冒出时,开始收集；当气泡从瓶口向外冒时,表明瓶内已经集满氧气,在水下盖好玻璃片,取出并放在桌面上
撤离导管
实验结束,应先将导管撤离水槽,然后熄灭酒精灯
熄灭酒精灯