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初中化学人教版九年级上册课题3 制取氧气学案设计
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这是一份初中化学人教版九年级上册课题3 制取氧气学案设计，共18页。
知识点1氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气[w^*#w~w.zzs@tep.cm]
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==，===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】[www~.*zzs&tep.c#m^]
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。[来&~^:zzstep.c#%m]
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。[来^#:中教&~网@]
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。[来:zzstep.%c@#*&m]
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】[中#国&教%育*出版网@]
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。
[w~ww.zz&ste%p.#cm@]
[www.z@z&ste^p~.cm#]
【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。[来&%#:zz@step.c*m]
【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）。[中国#~教育@*出%版网]
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）。[来:中^国&@教育*出版网~]
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。[来#@~&:zzst*ep.cm]
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：[www.~#zzst^ep@*.cm]
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[中*&%#国教育~出版网]
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑[ww*w.z#z~step.c^m@]
【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）。[来^@:zz#ste&p%.cm]
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气[中国教@^育*出版#网%]
【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。[w~ww.zzs*tep^&.c@m]
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。
4.三种方法比较如下：
【典例1】某化学小组选用如图所示装置进行氧气的实验室制取，请回答下列问题。
（1）仪器①的名称为_______。
（2）若实验室要加热高锰酸钾制取较纯净的氧气，从图甲中应选择的装置组合是______，反应的符号表达式为_______________。
（3）小婧用装置D收集了一瓶氧气，检验氧气已经收集满的方法是___________，然后用于进行图乙中装置F所示的实验时发现铁丝不能燃烧，可能的原因是__________。
（4）用图乙中G装置收集氧气，气体应从__________（填字母）端通入。
【答案】（1）长颈漏斗[来#:&zzstep~%@.cm]
（2）AC KMnO4eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（3）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满氧气不纯
（4）c
【解析】（1）据图可知仪器①的名称是长颈漏斗；[来:中@国教育&出*#版网~]
（2）利用高锰酸钾加热制氧气，反应物是固体，反应条件是加热，因此发生装置应该选用上图中的A；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：KMnO4eq \(===,\s\up4(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，用排水法装置C收集的气体比较纯净；
（3）如用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满了；实验时发现铁丝不能燃烧，可能的原因是氧气不纯、铁丝表面有锈等；
（4）氧气不易溶于水且密度比水小，用图乙中G装置收集氧气，气体应从c端通入。[来^:中国%教育出~版网#*]
【举一反三】
1．某小组在实验室进行关于气体的实验，所用的部分仪器如下图所示。
[来:zz%ste*&p.c~m^]
（1）甲同学用双氧水制取氧气，发生反应的文字表达式是_____________，分液漏斗的优点是____。
（2）乙同学用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，选择的发生装置是_________；该同学发现产生的气体能使带火星的木条复燃并有刺激性气味，下列分析不合理的是_____[www.zzs%t&ep^.c@m#]
a 反应中氧气的物理性质发生了变化
b 此时得到的气体一定是混合物
c 只加热氯酸钾，若生成的气体无气味，说明刺激性气味一定与二氧化锰有关
d 可能是生成的氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下反应生成了新物质[来#%:^中教*@网]
（3）丙同学研究了木条复燃与氧气体积分数的关系，发现不纯的氧气也能使带火星的木条复燃。图F 是他其中一次实验的装置，集气瓶中有约占总体积 40%的水，氧气从_____导管口进入(填“长”或“短”)，排尽集气瓶中的水，收集氧气后集气瓶中氧气的体积分数是_____。
【答案】
（1）双氧水eq \\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\d0(———————→))水+氧气可以通过控制液体滴加速度从而控制反应速度
（2）A ad
（3）短 52.6%
【解析】（1）用双氧水制取氧气时，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式是：双氧水eq \\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\d0(———————→))水+氧气分液漏斗的优点是可以通过控制液体滴加速度从而控制反应速度；[来:中教^~%网#@]
（2）用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，该反应需要加热，选择的发生装置是A；
a 反应中氧气的物理性质没有发生了变化，a错误；
b 此时得到的气体一定是混合物，正确能使带火星木条复燃说明有氧气，刺激性气味说明含有其他气体，b正确。
c 只加热氯酸钾，若生成的气体无气味，但是加入二氧化锰生成气体有气味，说明刺激性气味一定与二氧化锰有关，c正确。
d氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下不反应，d错误；[来~#:中国教育&出^版网%]
故选：ad。
（3）氧气密度比水小，气体短进长出，氧气从短导管口进入；假设集气瓶的体积是100mL，收集氧气后集气瓶中氧气的体积=100mL×40%+（100mL-40mL）×21%=52.6mL，因此集气瓶中氧气的体积分数=eq \f(52.6ml,100ml)×100%＝52.6% 。[来#%:^~中教网&]
2．实验室中，可利用下列装置制取某些气体。[中国教育%出版网@~#*]
（1）写出带标号的仪器的名称：①_________ ；②_______。
（2）若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气：
①C装置需做出的一处改进是____________；收集装置应该选_______（填序号）；该反应的文字表达式为______________，其基本反应类型为_______。
②以下是某同学的部分实验操作，其中不合理的是_________（填序号）。
Ⅰ.先检查装置的气密性，后加入药品 Ⅱ.先固定试管，后放置酒精灯 Ⅲ.先将导管伸入集气瓶，后加热试管[来@#:^%中*教网]
（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体。该气体易溶于水，密度比空气大。由上述信息推知，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），应选用的发生装置是_____（填序号，下同），选用的收集装置是______。[来:@~中国教^育*#出版网]
（4）如图是一个多用途装置，其部分用途如下：[来@^~:中国教育出版*网&]
①若用于向上排空气法收集氧气，检验氧气已收集满的方法是____。
②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从_______端通入氧气（填“a”或“b”）。
（5）如图A.B是有关氧气化学性质实验的装置示意图。
①A中水的作用是_________。
②B中可观察到的实验现象是_______。
③请写出B中反应的文字表达式：_________。
【答案】（1）试管集气瓶
（2）①在试管口放一团棉花 D 高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))锰酸钾+二氧化锰+氧气分解反应
②Ⅱ、Ⅲ（全对才给分）
（3）A E
（4）①用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满②b
（5）①吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气
②铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
③铁+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))四氧化三铁
【解析】（1）带标号的仪器的名称：①是试管；②是集气瓶。[中国教育出&版^*#@网]
（2）①若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，高锰酸钾是粉末状的，为防止高锰酸钾粉末进入导管，试管口需要塞一团棉花，制取一瓶较纯净的氧气，用排水法收集，故C装置需做出的一处改进是在试管口放一团棉花；氧气不易溶于水，故收集装置应该选D；反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故该反应的文字表达式为高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))锰酸钾+二氧化锰+氧气，反应符合一变多，故其基本反应类型为分解反应。
②Ⅰ.实验要先检查装置的气密性，后加入药品，故正确；
Ⅱ.实验组装仪器要由下而上，先放置酒精灯，后固定试管，故不正确；
Ⅲ.先加热试管排尽空气，后将导管伸入集气瓶收集气体，故不正确。[来~@&:*中国教^育出版网]
故选ⅡⅢ。[来:zz~step.^%&c#m]
（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），注射器能控制反应物的滴加速率，控制反应速率，故应选用的发生装置是A，硫化氢气体易溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集，故选用的收集装置是E。
（4）①若用于向上排空气法收集氧气，氧气密度比空气大，氧气从长管进，空气从短管排出，故检验氧气已收集满的方法是用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满。[来*#:~zzst@ep.^cm]
②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，氧气密度比水小，氧气要从短管通入，水从长管排出，故然后从b端通入氧气。
（5）①硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，故A中水的作用是吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气。
②铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中可观察到的实验现象是铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
③铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中反应的文字表达式为铁+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))四氧化三铁。
【技巧与方法】
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。[来#*:%^~中教网]
【针对训练】
13．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[来#:中*@教&网%]
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，A错。
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，B错。
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，C错。[www.zzs*~te&^p.c@m]
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，D正确。[www.z%@z#step.~c&m]
故选：D。
2．实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（）
A．①③B．①⑤C．②③D．②④[中国教&育出^@*版#网]
【答案】A[来:中国@教育^#出版网*%]
【解析】
实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，故装置组合正确的是①③或①④，观察选项，只有A选项正确。
故选：A。
3．关于下列装置使用的说法，不正确的是（）
A．用甲装置制取氧气B．用乙装置制取二氧化碳
C．用丙装置收集氢气D．用丁装置收集氧气
【答案】C
【解析】A.甲装置属于固体加热型发生装置，可以加热氯酸钾制取氧气，正确；B.乙装置属于固液混合常温型发生装置，可以用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，正确；C.氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故不能用丙装置收集氢气，错误；D.氧气不易溶于水，可以用丁装置收集氧气，正确。故选C。
4．氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解制取氧气，其化学方程式书写正确的是（）
A．KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))KCl+O2↑B．2KClO3eq \\ac(\s\up6(△),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6())2KCl+3O2↑
C．2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑D．2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
【答案】D
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解制取氧气，反应物是氯酸钾，生成物是氯化钾和氧气，反应条件是在催化剂的作用下加热，化学方程式为：2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑。故选D。
5．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是（ ）[中^国教@育出版~*&网]
A．组装好装置后，检查装置气密性[来:中%@国#教育出~版网&]
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．实验结束时，先移走酒精灯再从水槽移出导管
【答案】A[来#:中&国*教%育出~版网]
【解析】A．实验前应先检查装置的气密性，组装好装置后，检查装置气密性，故正确；
B．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热，试管受热不均，引起试管炸裂，故错误；[来@&%^:#中教网]
C．待导管口有均匀气泡产生时开始收集，不能有气泡冒出就立即收集，故错误；
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水会倒流，可能引起试管炸裂，故错误。
故选：A。
6．下列有关加热高锰酸钾制取氧气实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是（）
A．组装装置时，要先固定试管的位置，后放置酒精灯
B．加入药品时，要先加入药品，后检查装置的气密性
C．加热试管时，要先预热试管，后固定在药品下方加热
D．实验结束时，要先熄灭酒精灯，后将导气管拿出水面[来:@~&中#教网^]
【答案】C
【解析】A.用酒精灯给试管加热时，需用外焰加热。组装装置时，要先放置酒精灯，然后再固定试管的位置，选项说法错误；
B.实验室制取气体时，组装好装置后，应在向容器中装入药品前检查装置的气密性，然后再装入药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，选项说法错误；[来&^@#:中国教~育出版网]
C.加热试管时，先使试管均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，以防止试管受热不均匀造成试管炸裂，选项说法正确；
D.高锰酸钾制氧气并用排水法收集氧气结束时，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，选项说法错误。
故选：C。
7.（1）以下装置都可以用来实验室制取O2，据图回答：
①写出仪器A的名称___；
②写出用图1制取氧气的化学方程式_____；
③用图2制取气体时，长颈漏斗必须插到液面以下的原因是____；用图4收集氧气，气体应__端通入
④与图3相比，用图1制取氧气的不足之处是_____（写一点）
（2）某学习小组利用如下图1所示装置对氯酸钾制氧气进行探究学习。
资料：①KClO3的熔点约为356℃，MnO2在加热条件下不分解；②KClO3分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。
①由图2分析，加热KClO3时试管口选择朝上的原因是___。
②图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是___。
（3）如图3是测定空气中氧气含量的实验装置图。实验如下：用注射器抽取30mL空气（活塞拉至30mL刻度处）硬质玻璃管中空气的体积为50mL，在硬质玻璃管中放入过量的铜粉，在右侧导管口套上瘪的气球点燃酒精灯，反复推拉注射器和挤压气球，待充分反应后，冷却至室温，将气球中气体全部进入硬质玻璃管，注射器中气体的体积为14mL。
[来:*%zzst@ep.c&^m]
①实验时，铜粉过量的目的是_____；[中@~国*^教育出&版网]
②实验测得空气中氧气的含量为__。
【答案】（1）①圆底烧瓶②2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
③防止气体从长颈漏斗管口逸出 a
④制取氧气的量较少，且不能控制反应速率
（2）①氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点，防止液体氯酸钾流出
②温度升高，试管内的空气膨胀，空气排出试管，氧气浓度变小
（3）①消耗完装置内空气中的氧气②空气体积的1/5
【解析】（1）①仪器A圆底烧瓶；
②图1是固体和液体不需加热制气装置，制取氧气是用过氧化氢和二氧化锰反应，化学方程式为②2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑；
③用图2制取气体时，长颈漏斗必须插到液面以下，原因是防止气体从长颈漏斗管口逸出，收集不到气体；图4收集氧气，氧气应从短管进，水从长管出，故气体应a端通入，水从b端排出。[来~*:中国教育出版&@网^]
④图1是制取氧气的简易装置，图3是可以控制反应速率的气体发生装置，且可以随时添加药品。故与图3相比，用图1制取氧气的不足之处是：制取氧气的量较少，且不能控制反应速率。
（2）①由图2分析，氯酸钾分解时的温度大约为390℃，而氯酸钾的熔点为356℃，氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点，所以加热KClO3制氧气时，氯酸钾是先熔化后分解，故试管口选择朝上的原因是防止液体氯酸钾流出。
②图2中A→B段氯酸钾没有分解，而氧气浓度逐渐降低，可能原因是温度升高，试管内的空气膨胀，空气排出试管，氧气浓度变小。
（3）①实验时，铜粉过量的目的是消耗完装置内空气中的氧气，使空气体积减少，通过注射器的刻度可推知空气中氧气的含量。[w@ww.zzstep.%~cm*&]
②实验前，装置内气体体积为30mL+50mL=80mL，实验后，装置内气体体积为50mL+14mL=64mL，减少了16mL，故空气中氧气的含量为16mL/80mL =1/5。
知识点2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。[来:z^zs&@t*ep.cm%]
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来广泛，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。
【典例1】工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了（）
A．分解反应 B．化合反应 C．氧化反应 D．液态氧和液态氮的沸点不同
【答案】D
【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法，即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点‐183℃要低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故D选项正确。
【举一反三】[中^国教育%出版~网@*]
1．以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程（）
A.二氧化碳氧气B.空气液态空气氧气
C.高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气D.过氧化氢水 + 氧气
【答案】A
【解析】
A.工业制氧气的原理是分离液态空气，有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化溢出，故选项正确；
B.二氧化碳通过光合作用制取氧气，故选项错误；
C.实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气，故选项错误；
D.实验室分解过氧化氢的方法制取氧气，故选项错误；
2．下列关于空气的说法错误的是（）
A．空气的成分按体积计算，氧气约占21%
B．二氧化碳排放过多会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物[www.zz&^st#ep.c*m~]
C．工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化[来~&:中教^@%网]
D．为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主
【答案】B[来#*~:&中教^网]
【解析】
A.空气的成分按体积计算，氧气约占21%，A正确。[来%@#:^中教网&]
B.二氧化碳排放过多会引起温室效应，但是二氧化碳不属于空气污染物，B错误。
C.工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程没有生成新物质，属于物理变化，C正确。
D.为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主，减少汽车尾气排放，D正确。
故选：B。
【技巧与方法】
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。[来&@:*中^国教育出~版网]
【针对训练】[来:~zzste^p.c@#*m]
1．下列关于氧气说法正确的是（）[中^国教育&#*~出版网]
A．鱼类能在水里生存，说明氧气极易溶于水[来#~@:z*zstep&.cm]
B．液氧可以做火箭的助燃剂
C．分离液态空气获得氧气是化学变化
D．植物呼吸作用吸收二氧化碳放出氧气[来:zzs~t#*ep.@cm^]
【答案】B
【解析】[来~:#^@中国%教育出版网]
A.鱼类能在水里生存，说明水中有溶解的氧气；氧气不易溶于水，错误；
B.液氧具有助燃性，可以做火箭的助燃剂，正确；[来:zzs&#tep@%.*cm]
C.分离液态空气获得氧气是利用物质沸点不同进行的分离操作，没有生成新物质，属于物理变化，错误；
D.植物呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，错误。
故选B。
2．下列有关空气的说法错误的是（）
A．工业上可用分离液态空气的方法制取氧气
B．稀有气体可制成多种用途的电光
C．CO2是引起温室效应的主要气体，不属于空气污染物
D．空气的成分按质量计算，氧气约占21%[中~&国^教育出%版网@]
【答案】D
【解析】
A.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，故选项说法正确；[来&#%:^中*教网]
B.稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可制成多种用途的电光，故选项说法正确；[来:zzs*#~te%^p.cm]
C.二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮都属于空气污染物，CO2是引起温室效应的主要气体，不属于空气污染物，故选项说法正确；
D.空气的成分按体积（而不是质量）计算，氧气约占21%，故选项说法错误。
故选：D。[ww&w.z~z*s#tep.c@m]
3．如图所示四种途径都可以得到O2（反应条件已省略），下列说法错误的是（）
A．根据绿色化学理念，甲途径是实验室制O2的最佳方案
B．为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，均需加入催化剂
C．甲、乙、丙途径中均发生化学变化
D．工业上采用途径丁制取O2，主要是利用了N2和O2的密度不同[来&:中@教~#*网]
【答案】D
【解析】
A.甲途径，无需加热，操作简单，节约能，是实验室制取氧气的最佳方案，不符合题意；
B.甲、乙途径中，加入催化剂，可以加快反应速率，更快得到氧气，不符合题意；
C.甲、乙、丙途径中均有氧气等新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
D.工业上采用途径丁制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，符合题意。[www#.z@zs*tep.c%m~]
故选D。
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==，===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6()) 2H2O + O2↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
向下排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面
需要加热，操作麻烦、浪费能；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
知识点1氧气的实验室制取方法
1．加热高锰酸钾制取氧气[w^*#w~w.zzs@tep.cm]
【反应原理】
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==，===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【发生装置】[www~.*zzs&tep.c#m^]
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。[来&~^:zzstep.c#%m]
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。[来^#:中教&~网@]
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。[来:zzstep.%c@#*&m]
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】[中#国&教%育*出版网@]
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。
[w~ww.zz&ste%p.#cm@]
[www.z@z&ste^p~.cm#]
【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。[来&%#:zz@step.c*m]
【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）。[中国#~教育@*出%版网]
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）。[来:中^国&@教育*出版网~]
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。[来#@~&:zzst*ep.cm]
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
注意：[www.~#zzst^ep@*.cm]
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[中*&%#国教育~出版网]
【反应原理】
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑[ww*w.z#z~step.c^m@]
【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）。[来^@:zz#ste&p%.cm]
收集装置还可用
3．过氧化氢制氧气[中国教@^育*出版#网%]
【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。[w~ww.zzs*tep^&.c@m]
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。
4.三种方法比较如下：
【典例1】某化学小组选用如图所示装置进行氧气的实验室制取，请回答下列问题。
（1）仪器①的名称为_______。
（2）若实验室要加热高锰酸钾制取较纯净的氧气，从图甲中应选择的装置组合是______，反应的符号表达式为_______________。
（3）小婧用装置D收集了一瓶氧气，检验氧气已经收集满的方法是___________，然后用于进行图乙中装置F所示的实验时发现铁丝不能燃烧，可能的原因是__________。
（4）用图乙中G装置收集氧气，气体应从__________（填字母）端通入。
【答案】（1）长颈漏斗[来#:&zzstep~%@.cm]
（2）AC KMnO4eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（3）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满氧气不纯
（4）c
【解析】（1）据图可知仪器①的名称是长颈漏斗；[来:中@国教育&出*#版网~]
（2）利用高锰酸钾加热制氧气，反应物是固体，反应条件是加热，因此发生装置应该选用上图中的A；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：KMnO4eq \(===,\s\up4(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，用排水法装置C收集的气体比较纯净；
（3）如用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气收集满了；实验时发现铁丝不能燃烧，可能的原因是氧气不纯、铁丝表面有锈等；
（4）氧气不易溶于水且密度比水小，用图乙中G装置收集氧气，气体应从c端通入。[来^:中国%教育出~版网#*]
【举一反三】
1．某小组在实验室进行关于气体的实验，所用的部分仪器如下图所示。
[来:zz%ste*&p.c~m^]
（1）甲同学用双氧水制取氧气，发生反应的文字表达式是_____________，分液漏斗的优点是____。
（2）乙同学用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，选择的发生装置是_________；该同学发现产生的气体能使带火星的木条复燃并有刺激性气味，下列分析不合理的是_____[www.zzs%t&ep^.c@m#]
a 反应中氧气的物理性质发生了变化
b 此时得到的气体一定是混合物
c 只加热氯酸钾，若生成的气体无气味，说明刺激性气味一定与二氧化锰有关
d 可能是生成的氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下反应生成了新物质[来#%:^中教*@网]
（3）丙同学研究了木条复燃与氧气体积分数的关系，发现不纯的氧气也能使带火星的木条复燃。图F 是他其中一次实验的装置，集气瓶中有约占总体积 40%的水，氧气从_____导管口进入(填“长”或“短”)，排尽集气瓶中的水，收集氧气后集气瓶中氧气的体积分数是_____。
【答案】
（1）双氧水eq \\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\d0(———————→))水+氧气可以通过控制液体滴加速度从而控制反应速度
（2）A ad
（3）短 52.6%
【解析】（1）用双氧水制取氧气时，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式是：双氧水eq \\ac(\s\up5(二氧化锰),\s\d0(———————→))水+氧气分液漏斗的优点是可以通过控制液体滴加速度从而控制反应速度；[来:中教^~%网#@]
（2）用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，该反应需要加热，选择的发生装置是A；
a 反应中氧气的物理性质没有发生了变化，a错误；
b 此时得到的气体一定是混合物，正确能使带火星木条复燃说明有氧气，刺激性气味说明含有其他气体，b正确。
c 只加热氯酸钾，若生成的气体无气味，但是加入二氧化锰生成气体有气味，说明刺激性气味一定与二氧化锰有关，c正确。
d氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下不反应，d错误；[来~#:中国教育&出^版网%]
故选：ad。
（3）氧气密度比水小，气体短进长出，氧气从短导管口进入；假设集气瓶的体积是100mL，收集氧气后集气瓶中氧气的体积=100mL×40%+（100mL-40mL）×21%=52.6mL，因此集气瓶中氧气的体积分数=eq \f(52.6ml,100ml)×100%＝52.6% 。[来#%:^~中教网&]
2．实验室中，可利用下列装置制取某些气体。[中国教育%出版网@~#*]
（1）写出带标号的仪器的名称：①_________ ；②_______。
（2）若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气：
①C装置需做出的一处改进是____________；收集装置应该选_______（填序号）；该反应的文字表达式为______________，其基本反应类型为_______。
②以下是某同学的部分实验操作，其中不合理的是_________（填序号）。
Ⅰ.先检查装置的气密性，后加入药品 Ⅱ.先固定试管，后放置酒精灯 Ⅲ.先将导管伸入集气瓶，后加热试管[来@#:^%中*教网]
（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体。该气体易溶于水，密度比空气大。由上述信息推知，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），应选用的发生装置是_____（填序号，下同），选用的收集装置是______。[来:@~中国教^育*#出版网]
（4）如图是一个多用途装置，其部分用途如下：[来@^~:中国教育出版*网&]
①若用于向上排空气法收集氧气，检验氧气已收集满的方法是____。
②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从_______端通入氧气（填“a”或“b”）。
（5）如图A.B是有关氧气化学性质实验的装置示意图。
①A中水的作用是_________。
②B中可观察到的实验现象是_______。
③请写出B中反应的文字表达式：_________。
【答案】（1）试管集气瓶
（2）①在试管口放一团棉花 D 高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))锰酸钾+二氧化锰+氧气分解反应
②Ⅱ、Ⅲ（全对才给分）
（3）A E
（4）①用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满②b
（5）①吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气
②铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
③铁+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))四氧化三铁
【解析】（1）带标号的仪器的名称：①是试管；②是集气瓶。[中国教育出&版^*#@网]
（2）①若用C装置加热高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，高锰酸钾是粉末状的，为防止高锰酸钾粉末进入导管，试管口需要塞一团棉花，制取一瓶较纯净的氧气，用排水法收集，故C装置需做出的一处改进是在试管口放一团棉花；氧气不易溶于水，故收集装置应该选D；反应是高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故该反应的文字表达式为高锰酸钾eq \\ac(\s\up5(加热),\s\d0(———→))锰酸钾+二氧化锰+氧气，反应符合一变多，故其基本反应类型为分解反应。
②Ⅰ.实验要先检查装置的气密性，后加入药品，故正确；
Ⅱ.实验组装仪器要由下而上，先放置酒精灯，后固定试管，故不正确；
Ⅲ.先加热试管排尽空气，后将导管伸入集气瓶收集气体，故不正确。[来~@&:*中国教^育出版网]
故选ⅡⅢ。[来:zz~step.^%&c#m]
（3）实验室常用硫铁矿和稀硫酸（液体）在常温下反应制取硫化氢气体，在实验室制取硫化氢时（要求反应速率可控，所得气流平稳），注射器能控制反应物的滴加速率，控制反应速率，故应选用的发生装置是A，硫化氢气体易溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集，故选用的收集装置是E。
（4）①若用于向上排空气法收集氧气，氧气密度比空气大，氧气从长管进，空气从短管排出，故检验氧气已收集满的方法是用带火星的木条放在b导管口处，木条复燃，证明氧气已集满。[来*#:~zzst@ep.^cm]
②若用于排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，氧气密度比水小，氧气要从短管通入，水从长管排出，故然后从b端通入氧气。
（5）①硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，故A中水的作用是吸收燃烧产生的二氧化硫，避免其污染空气。
②铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中可观察到的实验现象是铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
③铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故B中反应的文字表达式为铁+氧气eq \\ac(\s\up5(点燃),\s\d0(———→))四氧化三铁。
【技巧与方法】
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。[来#*:%^~中教网]
【针对训练】
13．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[来#:中*@教&网%]
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，A错。
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，B错。
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，C错。[www.zzs*~te&^p.c@m]
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，D正确。[www.z%@z#step.~c&m]
故选：D。
2．实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（）
A．①③B．①⑤C．②③D．②④[中国教&育出^@*版#网]
【答案】A[来:中国@教育^#出版网*%]
【解析】
实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，故装置组合正确的是①③或①④，观察选项，只有A选项正确。
故选：A。
3．关于下列装置使用的说法，不正确的是（）
A．用甲装置制取氧气B．用乙装置制取二氧化碳
C．用丙装置收集氢气D．用丁装置收集氧气
【答案】C
【解析】A.甲装置属于固体加热型发生装置，可以加热氯酸钾制取氧气，正确；B.乙装置属于固液混合常温型发生装置，可以用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，正确；C.氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故不能用丙装置收集氢气，错误；D.氧气不易溶于水，可以用丁装置收集氧气，正确。故选C。
4．氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解制取氧气，其化学方程式书写正确的是（）
A．KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))KCl+O2↑B．2KClO3eq \\ac(\s\up6(△),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6())2KCl+3O2↑
C．2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑D．2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑
【答案】D
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解制取氧气，反应物是氯酸钾，生成物是氯化钾和氧气，反应条件是在催化剂的作用下加热，化学方程式为：2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl+3O2↑。故选D。
5．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是（ ）[中^国教@育出版~*&网]
A．组装好装置后，检查装置气密性[来:中%@国#教育出~版网&]
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．实验结束时，先移走酒精灯再从水槽移出导管
【答案】A[来#:中&国*教%育出~版网]
【解析】A．实验前应先检查装置的气密性，组装好装置后，检查装置气密性，故正确；
B．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热，试管受热不均，引起试管炸裂，故错误；[来@&%^:#中教网]
C．待导管口有均匀气泡产生时开始收集，不能有气泡冒出就立即收集，故错误；
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水会倒流，可能引起试管炸裂，故错误。
故选：A。
6．下列有关加热高锰酸钾制取氧气实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是（）
A．组装装置时，要先固定试管的位置，后放置酒精灯
B．加入药品时，要先加入药品，后检查装置的气密性
C．加热试管时，要先预热试管，后固定在药品下方加热
D．实验结束时，要先熄灭酒精灯，后将导气管拿出水面[来:@~&中#教网^]
【答案】C
【解析】A.用酒精灯给试管加热时，需用外焰加热。组装装置时，要先放置酒精灯，然后再固定试管的位置，选项说法错误；
B.实验室制取气体时，组装好装置后，应在向容器中装入药品前检查装置的气密性，然后再装入药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，选项说法错误；[来&^@#:中国教~育出版网]
C.加热试管时，先使试管均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，以防止试管受热不均匀造成试管炸裂，选项说法正确；
D.高锰酸钾制氧气并用排水法收集氧气结束时，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，选项说法错误。
故选：C。
7.（1）以下装置都可以用来实验室制取O2，据图回答：
①写出仪器A的名称___；
②写出用图1制取氧气的化学方程式_____；
③用图2制取气体时，长颈漏斗必须插到液面以下的原因是____；用图4收集氧气，气体应__端通入
④与图3相比，用图1制取氧气的不足之处是_____（写一点）
（2）某学习小组利用如下图1所示装置对氯酸钾制氧气进行探究学习。
资料：①KClO3的熔点约为356℃，MnO2在加热条件下不分解；②KClO3分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。
①由图2分析，加热KClO3时试管口选择朝上的原因是___。
②图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是___。
（3）如图3是测定空气中氧气含量的实验装置图。实验如下：用注射器抽取30mL空气（活塞拉至30mL刻度处）硬质玻璃管中空气的体积为50mL，在硬质玻璃管中放入过量的铜粉，在右侧导管口套上瘪的气球点燃酒精灯，反复推拉注射器和挤压气球，待充分反应后，冷却至室温，将气球中气体全部进入硬质玻璃管，注射器中气体的体积为14mL。
[来:*%zzst@ep.c&^m]
①实验时，铜粉过量的目的是_____；[中@~国*^教育出&版网]
②实验测得空气中氧气的含量为__。
【答案】（1）①圆底烧瓶②2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑
③防止气体从长颈漏斗管口逸出 a
④制取氧气的量较少，且不能控制反应速率
（2）①氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点，防止液体氯酸钾流出
②温度升高，试管内的空气膨胀，空气排出试管，氧气浓度变小
（3）①消耗完装置内空气中的氧气②空气体积的1/5
【解析】（1）①仪器A圆底烧瓶；
②图1是固体和液体不需加热制气装置，制取氧气是用过氧化氢和二氧化锰反应，化学方程式为②2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑；
③用图2制取气体时，长颈漏斗必须插到液面以下，原因是防止气体从长颈漏斗管口逸出，收集不到气体；图4收集氧气，氧气应从短管进，水从长管出，故气体应a端通入，水从b端排出。[来~*:中国教育出版&@网^]
④图1是制取氧气的简易装置，图3是可以控制反应速率的气体发生装置，且可以随时添加药品。故与图3相比，用图1制取氧气的不足之处是：制取氧气的量较少，且不能控制反应速率。
（2）①由图2分析，氯酸钾分解时的温度大约为390℃，而氯酸钾的熔点为356℃，氯酸钾分解温度高于氯酸钾的熔点，所以加热KClO3制氧气时，氯酸钾是先熔化后分解，故试管口选择朝上的原因是防止液体氯酸钾流出。
②图2中A→B段氯酸钾没有分解，而氧气浓度逐渐降低，可能原因是温度升高，试管内的空气膨胀，空气排出试管，氧气浓度变小。
（3）①实验时，铜粉过量的目的是消耗完装置内空气中的氧气，使空气体积减少，通过注射器的刻度可推知空气中氧气的含量。[w@ww.zzstep.%~cm*&]
②实验前，装置内气体体积为30mL+50mL=80mL，实验后，装置内气体体积为50mL+14mL=64mL，减少了16mL，故空气中氧气的含量为16mL/80mL =1/5。
知识点2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。[来:z^zs&@t*ep.cm%]
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来广泛，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。
【典例1】工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了（）
A．分解反应 B．化合反应 C．氧化反应 D．液态氧和液态氮的沸点不同
【答案】D
【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法，即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点‐183℃要低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故D选项正确。
【举一反三】[中^国教育%出版~网@*]
1．以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程（）
A.二氧化碳氧气B.空气液态空气氧气
C.高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气D.过氧化氢水 + 氧气
【答案】A
【解析】
A.工业制氧气的原理是分离液态空气，有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化溢出，故选项正确；
B.二氧化碳通过光合作用制取氧气，故选项错误；
C.实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气，故选项错误；
D.实验室分解过氧化氢的方法制取氧气，故选项错误；
2．下列关于空气的说法错误的是（）
A．空气的成分按体积计算，氧气约占21%
B．二氧化碳排放过多会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物[www.zz&^st#ep.c*m~]
C．工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化[来~&:中教^@%网]
D．为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主
【答案】B[来#*~:&中教^网]
【解析】
A.空气的成分按体积计算，氧气约占21%，A正确。[来%@#:^中教网&]
B.二氧化碳排放过多会引起温室效应，但是二氧化碳不属于空气污染物，B错误。
C.工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程没有生成新物质，属于物理变化，C正确。
D.为改善空气质量，提倡“绿色出行”，以公共交通工具为主，减少汽车尾气排放，D正确。
故选：B。
【技巧与方法】
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。[来&@:*中^国教育出~版网]
【针对训练】[来:~zzste^p.c@#*m]
1．下列关于氧气说法正确的是（）[中^国教育&#*~出版网]
A．鱼类能在水里生存，说明氧气极易溶于水[来#~@:z*zstep&.cm]
B．液氧可以做火箭的助燃剂
C．分离液态空气获得氧气是化学变化
D．植物呼吸作用吸收二氧化碳放出氧气[来:zzs~t#*ep.@cm^]
【答案】B
【解析】[来~:#^@中国%教育出版网]
A.鱼类能在水里生存，说明水中有溶解的氧气；氧气不易溶于水，错误；
B.液氧具有助燃性，可以做火箭的助燃剂，正确；[来:zzs&#tep@%.*cm]
C.分离液态空气获得氧气是利用物质沸点不同进行的分离操作，没有生成新物质，属于物理变化，错误；
D.植物呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，错误。
故选B。
2．下列有关空气的说法错误的是（）
A．工业上可用分离液态空气的方法制取氧气
B．稀有气体可制成多种用途的电光
C．CO2是引起温室效应的主要气体，不属于空气污染物
D．空气的成分按质量计算，氧气约占21%[中~&国^教育出%版网@]
【答案】D
【解析】
A.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，故选项说法正确；[来&#%:^中*教网]
B.稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可制成多种用途的电光，故选项说法正确；[来:zzs*#~te%^p.cm]
C.二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮都属于空气污染物，CO2是引起温室效应的主要气体，不属于空气污染物，故选项说法正确；
D.空气的成分按体积（而不是质量）计算，氧气约占21%，故选项说法错误。
故选：D。[ww&w.z~z*s#tep.c@m]
3．如图所示四种途径都可以得到O2（反应条件已省略），下列说法错误的是（）
A．根据绿色化学理念，甲途径是实验室制O2的最佳方案
B．为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，均需加入催化剂
C．甲、乙、丙途径中均发生化学变化
D．工业上采用途径丁制取O2，主要是利用了N2和O2的密度不同[来&:中@教~#*网]
【答案】D
【解析】
A.甲途径，无需加热，操作简单，节约能，是实验室制取氧气的最佳方案，不符合题意；
B.甲、乙途径中，加入催化剂，可以加快反应速率，更快得到氧气，不符合题意；
C.甲、乙、丙途径中均有氧气等新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
D.工业上采用途径丁制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，符合题意。[www#.z@zs*tep.c%m~]
故选D。
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4eq \\ac(\s\up6(△),\(==，===))K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6(△))2KCl + 3O2↑
2H2O2 eq \\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\d1(───),\s\d6()) 2H2O + O2↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
向下排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面
需要加热，操作麻烦、浪费能；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
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