化学人教版课题3 制取氧气精品习题

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2.3 制取氧气

1.了解实验室制取氧气的三种方法和原理。
2.认识催化剂和催化作用。
3.理解分解反应的含义，并能判断分解反应。
4了解氧气的工业制法。.

一、氧气的实验室制法
实验室制取氧气方法：①加热高锰酸钾②分解过氧化氢③加热氯酸钾杨sir化学，侵权必究
实验药品
高锰酸钾
氯酸钾
过氧化氢
药品颜色状态
加热
暗紫色固体
二氧化锰
加热

白色固体
无色溶液
实验原理
文字
表达式
△
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰+ 氧气
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
二氧化锰
MnO2

过氧化氢 二氧化锰
水+ 氧气
符号
表达式
KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
MnO2
△

KClO3 KCl + O2↑
H2O2 H2O + O2↑
发生装置




固体加热型
固液常温型（固液不加热型）
实验步骤
（1）检查装置的气密性（2）装入药品
（3）固定试管（4）点燃酒精灯加热
（5）收集氧气（6）将导管移出水面
（7）熄灭酒精灯
（1）检查装置的气密性
（2）装入固体药品
（3）倒入过氧化氢
（4）收集
收集方法




向上排空气法 排水法
检验方法
将燃着的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，表明是氧气
验满方法
1.用向上排空气法收集氧气时，将燃着的木条平放在集气瓶口，如果木条复燃，表明氧气已收集满。
2.用排水法收集氧气时，当集气瓶口向外冒气泡，表明氧气已收集满
二、催化剂
1.实验
①在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象；
②向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察现象；
③待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。
（2）实验分析与讨论
实验编号
现 象
分 析
①
带火星的木条不复燃
放出的氧气很少
②
带火星的木条复燃
过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰，分解加速
③
带火星的木条复燃
二氧化锰能使重新加入的过氧化氢溶液快速分解
（3）实验结论
二氧化锰能加快过氧化氢制取氧气的反应速率，经过进一步实验证明，反应前后二氧化锰的质量和化学性质也没有发生变化，二氧化锰是分解过氧化氢的催化剂。
2.催化剂定义及特点
（1）定义：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用
（2）特点：一变（改变其他物质反应速率）、二不变（自身质量、化学性质不变）
3.注意点：
①催化剂不能改变生成物的质量
②催化剂不是反应物也不是生成物
③一种催化剂只针对某一反应。不同的反应，催化剂可能不同；
④某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做过氧化氢溶液分解的催化剂）
三、氧气的工业制法
1.分离液态空气法——物理变化
原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。
具体过程：将空气液化，升温时氮气先蒸发出来（液态氮的沸点比液态氧的沸点低），剩下主要是液氧。
2.膜分离法——物理变化
利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜（富氧膜），可得到含氧量较高的氧气，经过多级分离，得到含氧气90%以上的富氧空气。
四、分解反应
1.定义：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。
2.与化合反应对比

分解反应
化合反应
特点
一变多
多变一
表达式
X→ A + B + …
C+ D + … → Y
两者联系
都是化学反应的基本类型之一

考点1. 氧气的实验室制法
例1.（2022秋·江苏如皋·期中统考）实验室制取某些气体的装置如图，下列说法错误的是（ ）

A．装置①和④组合可以用于高锰酸钾制取氧气
B．装置②和⑤组合可以用于过氧化氢溶液制取氧气
C．装置①和③组合可以用于氯酸钾制取氧气
D．装置②可以随时添加液体药品
【答案】A
【解析】A、实验室制取氧气可用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，错误；
B、过氧化氢溶液制取氧气，用固液常温型发生装置，应选②；氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气，正确；
C、氯酸钾制取氧气，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，正确；
D．装置②中的长颈漏斗可以随时添加液体药品，正确。
【变式1-1】（2022秋·江苏镇江·统考阶段测试）某同学用高锰酸钾制取氧气，使用如图所示装置。下列说法正确的是

A．试管口略向上倾斜，利于管口冷凝水回流
B．导管伸入试管较长，便于气体导出
C．氧气的密度比空气小，用向下排空气法收集
D．试管口应该放一团棉花，避免粉尘随气流进入导管
【答案】D
【详解】A、试管口略向上倾斜，管口冷凝水回流会使试管炸裂，故A错误；
B、导管伸入试管较长，不便于气体导出，只需伸出胶塞即可，故B错误；
C、氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集，故C错误；
D、试管口应该放一团棉花，避免粉尘随气流进入导管，阻塞导管，故D正确。
故选D。
【变式1-2】（2022秋·苏州吴江·阶段测试）实验室加热高锰酸钾制取氧气，有如下操作步骤，其操作顺序正确的是
①加热药品； ②检查装置的气密性； ③把药品装入试管中，并把装置安装好； ④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管； ⑥熄灭酒精灯。
A．②③①④⑤⑥ B．②③①④⑥⑤
C．③②①④⑥⑤ D．③②①④⑤⑥
【答案】A
【详解】加热高锰酸钾制取氧气，其操作顺序是先检查装置的气密性，再把药品装入试管中，并把装置安装好，然后加热药品，用排水法收集氧气，再从水槽中取出导管，最后熄灭酒精灯，即正确步骤是②③①④⑤⑥，故选A。
例2.（2022·河北承德·模拟预测）小丽在实验室用高锰酸钾制取氧气时，以下实验操作会导致实验失败的是
A．检查气密性 B．加热高锰酸钾
C．收集气体 D．氧气验满
【答案】B
【详解】A、检查该装置的气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该选项操作正确；
B、高锰酸钾制取氧气时，试管口应塞一团棉花，防止固体粉末进入导管，堵塞导管，该选项操作不正确；
C、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，该选项操作正确；
D、氧气验满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则说明已收集满，该选项操作正确。
故选B。
【变式2-1】（2022·四川甘孜·统考中考真题）实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作正确的是
A．加热KMnO4制O2    B．排水法收集O2   
C．O2与铁丝反应   D．O2与硫反应  
【答案】B
【详解】A、加热高锰酸钾制取氧气，导管前端要放一团棉花，防止固体粉末进入导管，错误；
B、氧气不易溶于水，能用排水法收集，集气瓶装满水，导管升入瓶口少许，正确；
C、铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中要放少量的水或细沙，防止生成物溅落炸裂瓶底，错误；
D、硫在氧气中燃烧，集气瓶口要用毛玻片盖住，减少二氧化硫的排放，或在瓶中装水吸收二氧化硫，减少空气污染，错误；
故选：B。
例3.（2023·河南周口·统考一模）现有下列反应：① ② ③ 。其中适用于实验室制取氧气的有
A．①②③ B．①③ C．②③ D．①②
【答案】D
【详解】加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液制取氧气，生成物只有氧气一种气体，生成的氧气较纯，而加热硝酸铵生成氮气和氧气，生成的氧气不纯，所以适用于实验室制取氧气的有①②。
故选D。
【变式3-1】（2022秋·黑龙江哈尔滨·校考期中）将高锰酸钾和氯酸钾的固体混合物放入试管中加热一段时间后，试管中的剩余固体最少有
A．2 种 B．5 种 C．3 种 D．4 种
【答案】C
【详解】高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，但反应前后二氧化锰的质量不变，则反应后剩余固体中最少有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种，故选C。
例4.（2023·安徽天长·统考阶段性测试）加热高锰酸钾制得氧气，下列说法错误的是
A．该反应为分解反应
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口产生连续均匀气泡时，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，目的是防止反应时试管内固体粉状物质进入导气管
【答案】B
【详解】A、高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符合一变多，是分解反应，说法正确；
B、反应结束时应先将导管移出水面，再停止加热，防止由于熄灯后试管内的温度降低，气压减小，水槽中的水倒流至试管中使试管炸裂，说法错误；
C、反应开始排出的气体中存在空气，氧气的纯度不高，导气管口产生连续均匀气泡时，用装满水的集气瓶收集气体，说法正确；
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时试管内固体粉状物质进入导气管，说法正确。
故选B。
【变式4-1】（2022秋·新疆巴音郭楞·统考期末）关于加热氯酸钾制取氧气，下列说法正确的是
A．要使氯酸钾受热分解，必须加入二氧化锰，否则反应不能发生
B．使用二氧化锰，可使氯酸钾分解产生更多的氧气
C．二氧化锰做催化剂随反应进行，质量及化学性质不变
D．二氧化锰只能做催化氯酸钾分解的催化剂
【答案】C
【详解】A、只加热氯酸钾，氯酸钾也会分解，不过反应速率比较慢，加入催化剂二氧化锰，会加快分解速率，故A说法不正确；
B、使用催化剂，可以改变化学反应的速率，但不会使生成物的质量增多，故B说法不正确；
C、催化剂在化学反应前后，质量和化学性质不变，故C说法正确；
D、二氧化锰能做氯酸钾分解的催化剂，也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂，故D说法不正确；
故选：C。
考点2. 催化剂
例5．（2022·天津·期中统考）结合如图实验，下列说法正确的是

A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气
B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少
C．该实验证明氧气可以支持燃烧
D．实验①的反应速率比实验③的快
【答案】C
【详解】A、实验①带火星的木条不复燃，说明氧气浓度不足，并不能说明没有产生氧气，错误；
B、催化剂反应前后质量不变，故二氧化锰质量不变，错误；
C、该实验证明氧气可以支持燃烧，正确；
D、由图可知，实验①的反应速率比实验③的慢，错误；
故选C。
【变式5-1】（2022·江苏射阳·联考阶段测试）下列关于催化剂的说法不正确的是
A．任何化学反应都需要催化剂
B．催化剂可以提高某些化学反应的速率
C．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变
D．催化剂可以降低某些化学反应的速率
【答案】A
【详解】A、不是任何化学反应都需要催化剂，如酸碱中和反应，就不需要使用催化剂。A不正确；
B、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率。B正确；
C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变。C正确；
D、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率。D正确。
综上所述：选择A。
【变式5-2】（2023·山东淄博·校考阶段练习）质量相等的两份氯酸钾①和②，向①中加入少量的二氧化锰，完全反应后，下图随时间变化的函数图像正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A、二氧化锰在氯酸钾制取氧气的实验中起着催化作用，而催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物质量，故①②产生氧气的质量相同，且①反应速率更快，但氯酸钾需要加热一段时间才能产生氧气，故选项图像正确；
B、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，①中反应前后二氧化锰质量不变，故选项图像不正确；
C、由选项A分析可知，①②产生氧气的质量相同，故选项图像不正确；
D、由选项B分析可知，①中反应前后二氧化锰质量不变，故选项图像不正确。
故选A。
例6．（2022秋·海南海口·统考期末）某化学兴趣小组设计如下表所示的实验来比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，所用实验装置如图所示。


实验用品
记录数据
实验序号
过氧化氢溶液
催化剂
氧气体积

实验1
5mL 4%
粉末状MnO2 0.2g
50mL

实验2
______
粉末状CuO 0.2g
50mL

(1)实验2中过氧化氢溶液的数据为_________。
(2)实验需要测量并记录的数据有：氧气体积和________。
(3)实验时，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，测量并记录数据，实验过程中发现U型管内右侧液面上升，原因是________________________。
(4)结论：MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是_______。
【答案】(1)5mL 4% (2)收集50mL氧气需要的时间
(3)反应放热，导致容器内压强增大 (4)收集50mL氧气，使用二氧化锰需要的时间更短
【详解】（1）探究催化剂的种类对过氧化氢分解速率的影响，所选择催化剂的种类不同，但过氧化氢溶液的浓度和体积要相同，故填：5mL 4%；
（2）实验需要测量并记录的数据有：氧气体积和收集等体积气体需要的时间；
（3）此反应为放热反应，随着反应的发生，大试管内温度升高，压强增大，所以实验过程中发现∪型管内右侧液面上升，原因是：反应放热，使大试管内压强增大；
（4）MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是收集等体积氧气时，利用二氧化锰比利用氧化铜需要时间短。
【变式6-1】（2022秋·广东东莞·校考阶段练习）某同学取一定质量的KClO3和少量MnO2混合加热至不再产生氧气，下列各量随反应时间的变化关系正确的是
A．   B．   C．   D．  
【答案】B
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气，随着反应的进行，氯酸钾的质量不断减少，直至氯酸钾反应完全，氯酸钾的质量减小为零，故A图像错误；
B、在该反应中，二氧化锰是催化剂，其质量在反应过程中保持不变，故B图像正确；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气，随着反应的进行，氧气的质量不断增大，当氯酸钾完全分解后，氧气的质量不再改变，故C图像错误；
D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解为氯化钾和氧气，随着反应的进行，氯化钾的质量不断增大，当氯酸钾完全分解后，氯化钾的质量不再改变，因为横坐标表示反应时间，因此氯化钾的质量应从0开始，故D图像错误；
故选B。
考点3. 氧气的工业制法
例7.（2023春·山东泰安·统考期中）工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是
A．属于物理变化 B．有新物质氧气生成
C．先收集到的氮气沸点较低 D．利用了物质的沸点不同
【答案】B
【详解】A、工业制氧气先将空气液化，然后逐渐升温，过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项正确；
B、空气中含有氧气，工业制氧气没有新物质生成，属于物理变化，选项错误；
C、先将空气液化，然后逐渐升温，氮气沸点较低先收集到，选项正确；
D、工业制氧气就是利用氮气和氧气的沸点不同，选项正确。
故选B。
【变式7-1】（2022·山东淄博·统考阶段测试）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】工业上制取氧气，先对空气降温加压使其成为液态空气，因为液态氮和液态氧的沸点不同，液态氮的沸点低于液态氧的沸点，所以加热液态空气时氮气先变为气态出来，剩余的就是氧气。该变化是物理变化。
考点4.分解反应
例8.（2022秋·广东广州·校考阶段练习）下列化学反应属于分解反应(反应条件省略)的是
A．水→氢气+氧气 B．硫酸+氯化钡→盐酸+硫酸钡
C．二氧化碳+水→碳酸 D．铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
【答案】A
【详解】A、由表达式可知，该反应是一种物质生成两种新物质的反应，符合分解反应的特点，属于分解反应，正确；
B、由表达式可知，该反应有两种反应物，不符合分解反应的特点，不属于分解反应，错误；
C、由表达式可知，该反应是两种物质生成一种新物质的反应，符合化合反应的特点，属于化合反应，不属于分解反应，错误；
D、由表达式可知，该反应有两种反应物，不符合分解反应的特点，不属于分解反应，错误。
故选A。
【变式8-1】（2022·江苏盐城·统考阶段性测试）下列化学反应中既不属于分解反应，也不属于化合反应的是
A．碳＋氧气二氧化碳 B．碳酸氢钠碳酸钠＋水+二氧化碳
C．氧化汞氧气＋汞 D．石灰石+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
【答案】D
【详解】A、根据题意，铁和氧气点燃生成四氧化三铁是多种物质反应生成一种物质，属于化合反应，故A不符合题意；
B、根据题意，碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水、二氧化碳，是一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，故B不符合题意；
C、根据题意，氧化汞加热生成汞和氧气，是一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，故C不符合题意；
D、根据题意，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应物为两种，生成物为三种，即不属于分解反应，也不属于化合反应，故D符合题意；
故选：D。


1.（2021·江苏南京市·中考真题）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
【答案】B
【详解】
实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置需要大试管（反应容器）、酒精灯（加热容器）、铁架台（固定）、单孔塞、导管，收集装置需要集气瓶、水槽等。不需要烧杯和玻璃棒。
故选B。
2.（2023·河北承德·校联考模拟预测）下图是实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中错误的是
A．检查气密性 B．添加高锰酸钾
C．加热 D．收集氧气
【答案】D
【详解】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，选项正确；
B、高锰酸钾是固体粉末，取用时用药匙伸到试管内，然后将试管直立即可，选项正确；
C、加热固体时试管口需要略向下倾斜，导管口略出橡皮塞，如图，装置正确；
D、氧气密度比空气略大，因此可用向上排空气法收集，选项错误；
故选：D。
3．（2022秋·九年级课时练习）用下图装置制取氧气，下列说法错误的是

A．实验前应先检查装置的气密性
B．当有气泡冒出时，立刻开始收集氧气
C．氧气能用排水法收集的原因是其不易溶于水
D．试管中发生反应的文字表达式为：
【答案】B
【详解】A、实验前应先检查装置的气密性，以防装置漏气，故A正确；
B、当有气泡冒出时，不能立刻开始收集氧气，因为刚开始排出的气体是装置中的空气，待导管口冒出均匀、连续的气泡时再收集，否则会导致收集的气体中混有空气而不纯，故B错误；
C、氧气不易溶于水，因此可以用排水法收集，故C错误；
D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：，故D正确；
故选B。
4．（2023春·山东烟台·联考阶段练习）如图是实验室分别制备、收集、验满、验证氧气性质的操作，其中正确的是
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】A、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，为防止试管内粉末状固体进入导管，试管口要放一团棉花，正确；
B、氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集时，为使空气顺利排出，导管要伸入集气瓶底部，错误；
C、验满时，带火星的木条应放在集气瓶口，错误；
D、铁丝在氧气 中燃烧时，瓶内要放一些水，防止高温生成物溅落瓶底，使集气瓶炸裂，错误。
故选A。
5.（2023春·山东威海·联考期中）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．过氧化氢溶液制取氧气B．高锰酸钾固体制取氧气
C．收集 D．验满
【答案】C
【详解】A.过氧化氢制氧气用的是固液常温型，A正确；
B.高锰酸钾制氧气利用固固加热型，B正确；
C. 氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，氧气应从长管进入集气瓶，空气从短管排出集气瓶，C错误；
D.氧气的验满利用带火星的木条放在瓶口，D正确。
故答案为：C
6．（2022秋·河北张家口·统考期中）某同学在加热氯酸钾制取氧气时，错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内， 出现的情况是
A．反应速率不变，生成氧气的质量不变
B．反应速率加快，生成氧气的质量不变
C．反应速率不变，生成氧气的质量增加
D．反应速率加快，生成氧气的质量增加
【答案】D
【详解】氯酸钾制取氧气时二氧化锰是催化剂，加入二氧化锰只能加快反应速度，不能改变生成物的量。用高锰酸钾制氧气的生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气。所以错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内，生成氧气的量会增多，又因为高锰酸钾分解生成的二氧化锰正好作为氯酸钾分解的催化剂，所以反应速度也加快了；
答案：D。
7．（2022秋·黑龙江哈尔滨·统考期末）高锰酸钾常温不分解，加热一段时间才能分解产生氧气，下列图像正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，但高锰酸钾常温不分解，加热一段时间才能分解产生氧气，因此曲线起点在横轴上，一段时间后氧气的质量才慢慢增加，且当高锰酸钾完全反应后，氧气质量不变，故选B。
8．（2023春·山东淄博·统考期中）工业上制备镁的化学方程式为，该反应的基本反应类型属于
A．化合反应 B．分解反应
C．氧化反应 D．化合反应和氧化反应
【答案】B
【详解】A、化合反应是由两种或两种以上物质反应生成一种物质，化合反应符合多变一的特点，题目中不属于化合反应，不符合题意；
B、分解反应是由一种物质反应生成两种或两种以上物质，分解反应符合一变多的特点，题目中符合一变多的特点，属于分解反应，符合题意；
C、物质与氧发生的反应属于氧化反应，氧化反应不属于基本反应类型，不符合题意；
D、化合反应是由两种或两种以上物质反应生成一种物质，物质与氧发生的反应属于氧化反应，氧化反应不属于基本反应类型，不符合题意；
故选B。
9．（2022秋·江苏南通·校考阶段练习）下图是有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略，参加反应的氧气为足量），请回答下列问题：

(1)反应①中二氧化锰起_____________作用；
(2)反应②的文字表达式是_____________________________________________________；
(3)反应③完全分解后试管内的剩余固体有哪些___________________________________；
(4)检验反应④生成物的实验操作是_____________________________________________；
(5)图中的反应属于化合反应的有____________，属于分解反应的有____________（填序号）。
【答案】(1)催化 (2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)氯化钾和二氧化锰
(4)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡 (5)④⑤⑥ ①②③
【解析】（1）无色液体在二氧化锰的作用下生成氧气，故无色液体为过氧化氢，二氧化锰的作用为催化作用。
（2）暗紫色固体在加热的条件下生成氧气，故为高锰酸钾，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（3）白色固体在二氧化锰作用下加热生成氧气，故为氯酸钾，氯酸钾分解为氯化钾和氧气，故分解后试管内的剩余固体为氯化钾和二氧化锰。
（4）氧气和碳反应生成二氧化碳，检验二氧化碳的操作为向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡。
（5）氧气和碳、磷、铁分别反应，生成物均只有一种，都属于化合反应，故为④⑤⑥ ；①②③符合一变多特征，属于分解反应。
10．（2022秋·湖南株洲·统考期中）工业上制取氧气主要有下列步骤：
  
(1)从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 ______（填“高”或“低”）。
(2)贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 ______（填“纯净物”或“混合物”）。
(3)工业上采用该方法制氧气，这一变化属于______变化（填“物理”或“化学”）；而实验室可用过氧化氢分解制氧气，请写出有关文字表达式：______，其基本反应类型是______。
【答案】(1)低 (2)混合物 (3)物理 分解反应
【详解】（1）步骤②中，首先蒸发出的是氮气，说明氮气的沸点比氧气的沸点低。
（2）由图示知，储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体、二氧化碳等，属于混合物。
（3）工业上制取氧气采用的分离液态空气法，是利用液态氧与液态氮的沸点不同，将氮气分离出来，由于分离过程中没有生成其他物质，属于物理变化。实验室可用过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，文字表达式为，在该反应中反应物只有一种，生成物有两种，属于分解反应。


1．（2022秋·四川乐山·统考期末）某气体可以用向上排空气法收集，其原因是（　　）
①它的沸点低 ②它的密度比空气大 ③它难溶于水 ④它与空气中的成分不反应。
A.①② B.②④ C.②③ D.①④
【答案】B
【解析】可以用向上排空气法收集的气体密度比空气大，与空气中的成分不反应。
2．（2023秋·江苏宿迁·阶段测试）某同学取一段纱窗网上的细铁丝，在自己收集的氧气中做“铁丝燃烧”实验，结果没有“火星四射”的现象，造成次实验失败的原因不可能是
A．集气瓶底忘了放少量水或沙 B．收集的氧气太少或不纯
C．没有用火柴引燃 D．铁丝生锈了
【答案】A
【详解】可以从氧气的含量、铁丝的洁净程度、温度等方面进行分析、考虑，从而得出正确的结论。
解：A、集气瓶底部忘了放少量水或沙是为了防止生成物溅落炸裂集气瓶的，与铁丝是否能够燃烧无关。说法正确；
B、收集到的氧气量太少或纯度太低时，铁丝可能不燃烧。说法错误；
C、铁丝的温度未达到着火点时，铁丝不燃烧。说法错误；
D、铁丝生锈或表面可能含有油漆时，铁丝可能不燃烧。说法错误。
故选A。
3．（2023·山东·淄博·统考模拟）实验室常用过氧化氢和加热氯酸钾制取氧气，两者不相同的是
A．实验装置 B．都使用二氧化锰做催化剂
C．都发生分解反应 D．都生成了两种物质
【答案】A
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化剂条件下制氧气，选用固液常温型装置，加热氯酸钾制取氧气，选用固固加热型装置，故A符合题意；
B、两种制法都使用二氧化锰做催化剂，故B不符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰催化剂条件下分解生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化剂条件下分解生成氯化钾和氧气，反应都是一种物质生成两种物质，符合分解反应的特征，都发生分解反应，故C不符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰催化剂条件下分解生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化剂条件下分解生成氯化钾和氧气，都生成了两种物质，故D不符合题意。
故选A。
4．（2022秋·湖南益阳·九年级校联考期末）在容积为250mL 的集气瓶内装入如下图所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻璃片移出水槽正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入两个集气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。下列有关说法中，错误的是

A．能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气
B．能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水
C．图①实验中，集气瓶内氧气的体积分数为30%
D．图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为52.6%
【答案】C
【详解】A. ②收集氧气中混有部分空气，木条能复燃，说明能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气，正确；
B. 能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水，正确；
C. 氧气体积约为空气体积的21%；图①实验中，集气瓶内开始存在75mL的水，则存在250-75=175mL的空气，故氧气的体积分数为，错误；
D.由C分析可知，图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为，正确。
故选C。
5．（2022秋·辽宁沈阳·校考阶段练习）某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是（　　）

A．由图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应
B．图 2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
C．图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
D．由图 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】A
【详解】A．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率，说法错误。
B．由以上分析可知，图2中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，说法正确；
C．图3、4中唯一的不同点是图4中将反应容器放入凉水中，温度低，反应速率平缓，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，说法正确；
D．图1和图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实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃对比可知，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，说法正确；
故选：A。
6．（2022秋·重庆万州·统考期末）小明将一定质量的氯酸钾和高锰酸钾混合物置于试管中，一起加热，试管中部分物质的质量随时间变化的关系如图所示。以下分析有误的是

A．a线代表试管中高锰酸钾的质量变化
B．在本次实验中，高锰酸钾分解的速度比氯酸钾快
C．m点时，高锰酸钾和氯酸钾分解的速度相等
D．图中没有代表氧气质量的变化曲线
【答案】C
【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰能催化氯化钾分解，没有催化剂氯酸钾需要较高温度才能分解，所以一起加热高锰酸钾和氯酸钾的混合物时，高锰酸钾先分解，由图可知，a线代表的物质先开始减少，说明a线代表高锰酸钾的质量，故正确；
B、由图可知，a曲线比b曲线斜率大，说明高锰酸钾分解的速度比氯酸钾快，故正确；
C、由图可知，m点时氯酸钾还没有开始分解，故错误；
D、氧气是生成物，质量应该由0开始不断增加，直到氯酸钾分解完，由图可知，c曲线代表生成物，但高锰酸钾分解完后，c曲线不再改变，说明c曲线不代表氧气，故正确。
故选C。
7．（2022秋·海南海口·统考期中）为了保证长时间潜航，在潜水艇里要配备氧气再生设备，有以下两种制氧气的方法；①加热高锰酸钾；②常温下过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气和碳酸钠。
(1)你认为最适合潜水艇里制氧气的方法是____________（填序号），请写出该反应的文字表达式________________________。
(2)与另一种方法相比，这种方法的优点是________________________（任写一点）。
【答案】(1) ②
(2)反应不需加热，节能；能同时消耗二氧化碳，生成氧气，保持潜水艇内空气新鲜
【详解】（1）呼吸作用吸入氧气，呼出二氧化碳气体。为了保证长时间潜航，在潜水艇里要配备氧气再生设备，利用呼出的二氧化碳气体可以保证反应物充足，从而实现长时间潜航。故选②方法制取氧气。过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气与碳酸钠，其文字表达式为：。
（2）从反应条件上看，过氧化钠与二氧化碳反应为常温型。反应不需加热，节能；从反应物上看，能同时消耗二氧化碳，生成氧气，保持潜水艇内空气持续新鲜。
8.化学是一门以实验为基础的科学，化学小组的同学利用下列装置进行实验探究，结合装置回答下列问题：

（1）写出标号仪器的名称：①________；②________。
（2）下列制取气体的反应可选用装置A的是________。（填序号）
①二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气   ②大理石与稀盐酸制取二氧化碳
③加热氯酸钾与二氧化锰制取氧气   ④锌粒与稀硫酸制取氢气
（3）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应的文字表达式是________，可选用的收集装置是________（填装置序号下同）。
（4）硫化氢气体有毒，密度比空气大，溶于水形成酸，能在空气中燃烧生成二氧化硫和水。实验室用块状硫化亚铁和稀硫酸发生反应制取硫化氢，同时生成硫酸亚铁，该反应的文字表达式是________ ，应选用的发生装置是________。
【答案】（1）铁架台 分液漏斗 （2）③ （3）过氧化氢 二氧化锰 水+氧气 C或E （4）氯化亚铁+硫酸→硫化氢+硫酸亚铁 B
【解析】（1）据图可知，①为铁架台，②为分液漏斗。
（2）A装置为固-固加热装置，①二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气， 需要固液加热型装置，②大理石与稀盐酸制取二氧化碳不需要加热，③加热氯酸钾与二氧化锰制取氧气用固-固加热装置，④锌粒与稀硫酸制取氢气不需要加热。
（3）实验室用过氧化氢和二氧化锰作催化剂反应生成水和氧气，反应文字表达式为：过氧化氢 二氧化锰 水+氧气，氧气不溶于水，且密度比空气大，可以选用向上排空气法和排水法。
（4）实验室通常用块状固体硫化亚铁与稀硫酸在常温下反应制取硫化氢气体，反应的文字表达式为：氯化亚铁+硫酸→硫化氢+硫酸亚铁，应选用固液不加热型装置。
9．（2023·海南海口·统考二模）某实验小组探究了溶质的质量分数对分解速率的影响。实验装置如下图所示，用注射器加入不同质量分数的溶液（见下表），实验中使用传感器装置测生成的质量（圆底烧瓶内气压变化在安全范围），绘制氧气质量随时间变化的曲线，如图所示。
  
实验编号
的质量分数（%）
溶液的体积（mL）
对应曲线
Ⅰ
3.4
10.0
a
Ⅱ
2.4
10.0
b
Ⅲ
1.7
10.0
c（特绘制）
(1)根据实验探究目的，从曲线a．b中，可得出的结论是__________；
(2)根据表中的数据，你认为曲线c应该在_____（填在“a下方”或“b下方”或“a和b之间”），你的依据是________。
【答案】(1)过氧化氢溶液浓度越高，过氧化氢分解速率越快
(2) b下方 c的过氧化氢浓度最小，反应速率最慢，与a和b相比，同一时间下生成的氧气质量少，且含有的过氧化氢最少，所以最终生成氧气的质量最小
【详解】（1）根据图像可以看出，在相同时间下，a的点都高于b的点，说明生成的氧气的多，而a表示的是高浓度的过氧化氢溶液的分解曲线，所以可以看出过氧化氢溶液浓度越高，过氧化氢分解速率越快；
（2）c的过氧化氢浓度最小，反应速率最慢，与a和b相比，同一时间下生成的氧气质量少，且含有的过氧化氢最少，所以最终生成氧气的质量最小，因此c位于b下方。
10.（2023江苏宿迁模拟预测）工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图：

（1）工业制备氧气属于________（填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）利用物质沸点不同可以实现混合物的分离，根据下表数据判断。
物质
H2
N2
O2
NH3
沸点／℃
˗252.8
˗195.8
˗183.0
˗33.35


①工业上制取氧气，控制温度在˗195.8℃＜T＜________℃时，可以将液态空气中的氮气与氧气分离开。
②要将工业合成氨的产物氨气（NH3）从它的反应物氮气和氢气的混合物中分离开来，最适宜的温度应该控制在________℃＜T＜________℃。
【答案】（1）物理变化 （2）①－183℃ ②－195.8℃ －33.35℃
【解析】（1）工业制取氧气属过程中没有新物质生成，属于物理变化；
（2）①根据“氧气的沸点－183℃；氮气的沸点－195.8℃”，则分离液态空气的最佳温度范围是－195.8℃～－183℃；
②氨气和氢气的沸点分别为－33.35℃和－252℃，所以要将产物氨气（NH3）与N2、氢气（H2）分离开来，最适宜的温度应该控制在－195.8～－33.35℃。