中考化学实验探究一题多设问专题02氧气的实验室制取(原卷版+解析)

这是一份中考化学实验探究一题多设问专题02氧气的实验室制取(原卷版+解析)，共44页。试卷主要包含了氧气的实验室制取等内容，欢迎下载使用。
一、氧气的实验室制取
1．实验室常用高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰或过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气，三种方法比较如下：
2.加热高锰酸钾制氧气步骤：查、装、定、点、收、离、熄
①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花，用单孔塞塞紧。
③固定装置：将试管固定在铁架台上。
④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热，后对准药品部位加热。
⑤收集气体：
⑥将导管移出水槽。
⑦再熄灭酒精灯。
3.分解双氧水制氧气步骤
①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。
②装入药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。
④收气体：收集气体。
4.制取氧气实验中的问题
①利用固体加热制取氧气， 试管口为什么要略向下倾斜？
答： 目的是防止冷凝成水滴倒流， 使试管炸裂。
②反应物全是固体物质并且加热制取气体时， 试管口都要略向下倾斜吗？
答： 对！ 目的是防止冷凝成水滴倒流， 使试管炸裂。
③实验前， 为什么要先给试管预热？
答： 为了使试管底部均匀受热， 防止破裂。
④伸入试管中的导气管为什么刚刚露出橡皮塞即可呢？
答： 导气管太长， 不利于气体排出。
⑤加热高锰酸钾制取氧气， 试管口为什么要放一团棉花？
答： 防止加热时高锰酸钾颗粒随气流进入导气管。
⑥加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气， 试管口为何不放一团棉花？
答： 氯酸钾是一种强氧化剂， 加热时不能混入易燃物质， 否则会引起爆炸。
⑦用排水法收集氧气刚开始出现气泡时， 为什么不能立即收集？
答： 刚开始出现的气泡中， 混有空气， 此时氧气不纯净。
⑧实验完毕为什么先把导气管从水槽中移出， 然后熄灭酒精灯呢？
答： 如果先熄灭酒精灯， 试管中的温度降低， 压强减小， 水沿着导气管进入试管， 使试管炸裂。
⑨检验氧气为什么用带火星的木条以及检验氧气时要伸入瓶内， 验满时却放在瓶口呢？
答： 氧气具有支持燃烧的化学性质， 能使带火星的木条复燃， 所以用带火星的木条检验；
检验氧气时伸入瓶内是因为集气瓶内不一定盛满氧气； 验满时只有放在瓶口， 观察木条
是否复燃才能确定是否收集满。
⑩如果用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气， 能否加快氯酸钾的分解速率？
答： 能！ 高锰酸钾在加热过程中， 分解后的产物中的二氧化锰， 可以加为氯酸钾分解的。
⑪用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气， 高锰酸钾是催化剂吗？
答： 不是！ 催化剂包括三个条件： 一变， 二不变。 即改变化学反应的速率； 本身的质量不变； 化学性质不变。 高锰酸钾化学性质发生改变， 生成了新物质， 因此它不是该反应的催化剂， 只有高锰酸钾在较低的温度下首先分解， 生成的二氧化锰起了催化作用。
1.教材实验装置的评价
实验室常用高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰或过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气，三种方法比较如下：
2.装置改进拓展
【例1】（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是

A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【例2】（2023年山东省滨州市中考）化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图，回答问题：

(1)仪器①的名称是___________；
(2)若小滨同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气，应选用的装置组合是___________(填字母序号)。该反应中二氧化锰起___________作用，发生反应的化学方程式为___________。
【例3】（2023年山东省烟台市中考化学真题）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中是过碳酸钠白色固体，是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。

用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中生成氧气的化学方程式是 ，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 （填序号）。
A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图2中可选用的气体发生装置是 （填装置序号，下同），收集装置是 。
【变式1】（2023年四川省广安市中考）下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，结合图示，回答下列问题：

(1)图中仪器甲的名称是______。
(2)若实验室用高锰酸钾制氧气，应在装置A的试管口______。
(3)若实验室用装置B、D组合制取氧气，其反应的化学方程式为______。若用装置E收集氧气，验满时，应将带火星的木条置于装置E的______处。（选填“a”或“b”）
(4)装置B、C均可用作实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置，两者相比，装置C的优点是______。
【变式2】（2023·辽宁抚顺·统考三模）实验室用下图仪器组装来制取氧气，请回答下列问题。

(1)小光同学准备用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气，他应选择的仪器有____（填字母序号），该反应的化学方程式为________。
(2)小明同学要完成用高锰酸钾制取氧气的实验，除图中仪器外，还需补充的一种仪器是______（填仪器名称），当观察到________现象时，说明氧气已经收集满。实验结束时出现了水槽中的水倒流的现象，则该实验操作中的错误是_______。
【变式3】（2023春·山东德州·校考期中）小明参观某养鱼池时，好奇地发现农民向养鱼池中撒一种叫过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
〖提出问题〗过氧化钙可否用于制取氧气。
〖查阅资料〗部分内容如下：过氧化钙(CaO2)室温下稳定，在300℃时分解生成氧气。可做增氧剂、杀菌剂等。
〖猜想与验证〗
(1)小明提出猜想Ⅰ：_____可制取氧气。
实验结论：加热过氧化钙可制取氧气。
(2)猜想Ⅱ：用过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验结论：不能用过氧化钙与水反应快速制取氧气。
分析与反思：
①虽然没有快速收集到大量的氧气，但由此实验现象，小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是_____
②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？
你的合理的建议是：_____
以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
1．（2023·河南·一模）现有下列反应：①，②，③。其中适用于实验室制取氧气的是
A．①②B．①③C．②③D．①②③
2．（2023·广东广州·统考一模）下列关于氧气的性质、制取说法不正确的是
A．细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体
B．排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口
C．排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
D．实验室可用加热分解氧化汞的方法制取氧气
3．（2023上·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下操作步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装入高锰酸钾，并在试管口放一团棉花；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯，其操作顺序正确的是（ ）
A．②③①④⑤⑥B．①③②⑤④⑥C．⑤③②①④⑥D．③①②④⑥⑤
4．（安徽省淮南市潘集区2023-2024上学期校考）下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，错误的是
A． 手握试管，检查气密性
B．待气体连续均匀冒出时，收集氧气
C． 收满后移出集气瓶，盖玻璃片
D． 结束时先移出导管，再熄灭酒精灯
5．（2024上·河北沧州·九年级统考期末）实现“低碳经济”的一种策略是节约能源。如右图所示的四种制取氧气的方法中最节能的是

A．①B．②C．③D．④
6．（2023上·湖南益阳·九年级校联考期末）实验室制取氧气可以采用加热氯酸钾(白色固体)和二氧化锰混合物的方法，现加热质量相等的两份氯酸钾，一份中混入少量的二氧化锰(b曲线)，分别同时加热，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图象正确的是
A． B． C． D．
7．（2023·北京海淀·统考二模）根据下图回答问题。

(1)A中，加热KMnO4分解的化学方程式为______。
(2)可选择B收集O2的原因是______。
(3)若用C收集O2，检验O2是否收集满的方法为______。
8. （2023年四川省内江市中考）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。

（1）写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。
（2）实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。
（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。
（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。
9．（2023年江西省中考）下图是氧气的实验室制取与性质的有关实验示意图。

(1)图一中仪器①的名称是_______。
(2)实验室用装置A制取氧气的化学方程式为_______。加热药品前使试管均匀受热的具体操作是_______。
(3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从图一中选择的收集装置是_______（填序号）。
(4)图二为木炭在氧气中燃烧的实验。为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为_______。对比步骤Ⅰ和Ⅱ的木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是_______。
10．（2023年吉林省中考化学真题）实验室制取氧气的方法有三种：加热高锰酸钾，在二氧化锰作催化剂的条件下分解过氧化氢，在加热和二氧化锰作催化剂的条件下分解氯酸钾。
(1)任选一种方法，写出发生反应的化学方程式 ；
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，明在图1中选用的发生装置和收集装置是 ；

(3)图2是学生制作的简易供氧器。在供氧使用时，左瓶中可放置的药品是_______；
A．高锰酸钾B．氯酸钾和二氧化锰
C．大理石和稀盐酸D．过氧化氢溶液和二氧化猛
(4)简易供氧器的右瓶中需加入适量的水，水的一种作用是 。
11．（2023·湖南邵阳·校联考模拟预测）小明通过实验发现氧化铜也能作过氧化氢分解的催化剂，为比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：

【定性探究】如图甲，可通过观察___________来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果，实验时小明用图乙所示装置做对照实验，以生成40mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了下列三组实验：
（1）实验前检查图乙装置气密性的方法是_________。
（2）上述实验应测量的“待测数据”是_______。
（3）要比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，还可以测量_____。
12．（2023·广东汕头·统考一模）实验室有如图所示实验装置，请回答下列问题：
(1)仪器a的名称是_______。
(2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取并用排空气法收集氧气，选用的装置是____(填编号)。若选择C装置来制取氧气，则注射器中盛放的药品是_____(填化学式)。用如图来收集氧气，验满时带火星的木条应放在_____(选填“a”或“b”)处。
(3)实验室制取并收集二氧化碳，为了使实验过程中控制反应速率，应选择如图的装置组合是___(选填装置序号)。
(4)为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，某化学学习小组做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见下表：
Ⅰ.若要收集到较纯净的气体时，较好的收集方法是_________。
Ⅱ.向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右，下列说法正确的是____(填序号)。
A．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
B．氧气的密度略大于空气的密度，无法将空气排尽
C．验满时使带火星木条复燃的是较高浓度的氧气，集气瓶内的氧气还含有少量空气
13．（2023·广东·中考真题）回答下列问题。
(1)实验室制取O2及性质检验
i.上图中仪器a的名称是__________。
ii.用高锰酸钾制取O2，应选择上图中的发生装置_______（填字母）。化学方程式为__________。
iii.收集一瓶O2并进行性质检验。
(2)制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析:、 则X的化学式为__________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器，如图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化 ），则基本失效。
14．（2023年江苏省苏州市中考）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。

(1)用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为______。
(2)装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______（选填字母）。
(3)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开______（选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
(4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是______（填序号）。
a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。
②可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
①A剂的成分是______。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是______。
(6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。
15．（2023年山东省枣庄市中考）某兴趣小组对某市售“简易供氧器”工作原理开展探究活动。
(一)知识回顾：实验室制取氧气
①实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，该反应的化学方程式为______。
②若用该方法制取并收集一瓶干燥的氧气，图一装置接口的正确连接顺序依次为a→______(填字母序号)。

(二)实物探究：“简易供氧器”初探
某市售“简易供氧器”主要由“初期生氧器"和“生氧罐”两部分组成，如图二所示：
兴趣小组的同学启动“初期生氧器”一段时间后，用磁铁靠近“初期生氧器”中的剩余固体，有黑色固体物质被吸引。于是，他们针对被吸引的黑色固体物质的成分开展探究。
【查阅资料】
①“简易供氧器”在工作初期，内部独立的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题，“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等物质。
②氯酸钾制取氧气的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；
③Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为：Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
【提出问题】黑色固体物质的成分是什么?
【作出假设】猜想一：铁粉；猜想二：铁粉和四氧化三铁；猜想三：四氧化三铁
【实验探究】
【实验结论】猜想______正确。
【交流反思】
(1)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能____ (填“吸收热量”或“放出热量”)，从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
(2)有同学认为不做操作二的实验也可得到相同结论。理由是_____。
16．（2023上·辽宁葫芦岛·九年级校考）如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题：
(1)仪器x的名称是 。
(2)实验室若选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是 （填序号）。用排水法收集氧气，当观察到 冒出时开始收集，该反应的化学方程式为 。
(3)实验室选用B装置制取气体的优点是 ，长颈漏斗下端管口需要伸入液面以下，其原因是 。
(4)实验室制取氢气选择的收集装置是 ，用C装置收集二氧化碳其验满的方法是 。
(5)某同学连按B、F、G进行实验（G中装有澄清的石灰水）。
①若实验时F中蜡烛熄灭，G中溶液变浑浊，则B中所加药品为 和 。
②若实验时F中蜡烛燃烧更旺，G中溶液变浑浊，则B中产生的气体为 。
(6)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择乙种适合氧烛的制氧剂。
你选择的制氧剂是 ，理由是 。
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
_______________________
______________________
_______________________
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
排水法
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法（左侧进气）
向下排空气法（左侧进气）
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
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。
验满
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。
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
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
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；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；高锰酸钾属于管制化学品，普通家庭购买高锰酸钾不方便
需要加热，操作麻烦、浪费能源；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
总之，从是否节约能源、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。
在不同应用场合，选择合适的物质制氧气：
过氧化钙：固体，与水反应缓慢、持续释放氧气（适合鱼浮灵）
氯酸钠：固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气（更适合氧烛）
过氧化钠Na2O2：是常用的供氧剂，其供氧原理是Na2O2与人体呼出的CO2反应生成氧气。（宇航员所需氧气的主要来源）
改变药品（或催化剂）
KO2和水蒸气反应能产生氧气，装置类似氢气还原氧化铜。
Na2O2和水、茶垢清洁剂，均能产生氧气。装置类似过氧化氢和二氧化锰的反应。
改变粉末状催化剂为块状或金属丝，可控制反应的发生和停止

简化或整合装置
发生装置和性质验证整合为一个装置，能持续提供氧气，方便观察实验现象。
通过观察A中气泡产生的快慢判断氧气的产生速率。
改变装置组合方式
试管改为直立，粉末不易进入导管。
数字化装置
数字化实验通过与计算机连接的传感器实时采集数据，记录数据，实现了时间上细微过程的实验过程数据自动记录，实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。
增加实验功能
制取氧气，还能测定生成氧气的体积
微型化实验装置
将发生装置微型化，优点是节约药品，实验时间短，现象明显。

改进气体收集装置或方法
适合在空间站失重状态下收集O2
实验装置
实验主要过程

①_____。操作如下：先将导管伸入液面下
用手紧握试管，观察到_____，松手后，有液体进入导管。
②加入过氧化钙，加热，导管口有大量的气泡冒出。
③收集满一瓶气体。
④停止加热。熄灭酒精灯前，应_____。
⑤检验气体。方法是_____。
实验装置
实验主要过程

①检验装置的气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出
在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天
集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后
仍有少量的细小气泡缓慢放出。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
10
-
②
10
氧化铜0.5g
③
10
二氧化锰0.5g
收集方法
向上排空气法
排水法
O2浓度/%
79.6
79.7
79.8
90.0
89.8
89.3
O2平均浓度/%
79.7
89.7
操作
现象
结论

硫燃烧时，_____(填字母)，生成刺激性气味的气体
a.产生大量白烟
b.生成黑色固体
c.发出蓝紫色火焰
O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是_________________
A剂
B剂
平均供氧量（毫升/分钟）
供氧时间（分钟）
配方一
1袋
1袋
≥320
≥15
配方二
2袋
1袋
≥500
≥25
配方三
3袋
2袋
≥1000
≥15
实验操作
实验现象
得出结论
操作一：取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的硫酸铜溶液，过滤
滤渣中有______色固体
黑色固体物质中一定含有铁粉
操作二：取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的稀硫酸
固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液
黑色固体物质中一定含有_____
制氧剂
使用过程中存在的问题
过氧化氢
液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制
过氧化钙
固体，与水反应缓慢、持续释放氧气
氯酸钠
固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气
专题02 氧气的实验室制取
一、氧气的实验室制取
1．实验室常用高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰或过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气，三种方法比较如下：
2.加热高锰酸钾制氧气步骤：查、装、定、点、收、离、熄
①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花，用单孔塞塞紧。
③固定装置：将试管固定在铁架台上。
④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热，后对准药品部位加热。
⑤收集气体：
⑥将导管移出水槽。
⑦再熄灭酒精灯。
3.分解双氧水制氧气步骤
①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。
②装入药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。
④收气体：收集气体。
4.制取氧气实验中的问题
①利用固体加热制取氧气， 试管口为什么要略向下倾斜？
答： 目的是防止冷凝成水滴倒流， 使试管炸裂。
②反应物全是固体物质并且加热制取气体时， 试管口都要略向下倾斜吗？
答： 对！ 目的是防止冷凝成水滴倒流， 使试管炸裂。
③实验前， 为什么要先给试管预热？
答： 为了使试管底部均匀受热， 防止破裂。
④伸入试管中的导气管为什么刚刚露出橡皮塞即可呢？
答： 导气管太长， 不利于气体排出。
⑤加热高锰酸钾制取氧气， 试管口为什么要放一团棉花？
答： 防止加热时高锰酸钾颗粒随气流进入导气管。
⑥加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气， 试管口为何不放一团棉花？
答： 氯酸钾是一种强氧化剂， 加热时不能混入易燃物质， 否则会引起爆炸。
⑦用排水法收集氧气刚开始出现气泡时， 为什么不能立即收集？
答： 刚开始出现的气泡中， 混有空气， 此时氧气不纯净。
⑧实验完毕为什么先把导气管从水槽中移出， 然后熄灭酒精灯呢？
答： 如果先熄灭酒精灯， 试管中的温度降低， 压强减小， 水沿着导气管进入试管， 使试管炸裂。
⑨检验氧气为什么用带火星的木条以及检验氧气时要伸入瓶内， 验满时却放在瓶口呢？
答： 氧气具有支持燃烧的化学性质， 能使带火星的木条复燃， 所以用带火星的木条检验；
检验氧气时伸入瓶内是因为集气瓶内不一定盛满氧气； 验满时只有放在瓶口， 观察木条
是否复燃才能确定是否收集满。
⑩如果用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气， 能否加快氯酸钾的分解速率？
答： 能！ 高锰酸钾在加热过程中， 分解后的产物中的二氧化锰， 可以加为氯酸钾分解的
催化剂。
⑪用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气， 高锰酸钾是催化剂吗？
答： 不是！ 催化剂包括三个条件： 一变， 二不变。 即改变化学反应的速率； 本身的质量不变； 化学性质不变。 高锰酸钾化学性质发生改变， 生成了新物质， 因此它不是该反应的催化剂， 只有高锰酸钾在较低的温度下首先分解， 生成的二氧化锰起了催化作用。
1.教材实验装置的评价
实验室常用高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰或过氧化氢和二氧化锰为原料制取氧气，三种方法比较如下：
2.装置改进拓展
【例1】（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是

A. 试管口应该倾斜B. 用酒精灯火焰加热
C. 气泡连续放出时开始收集D. 收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B. 因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C. 气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D. 收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。
故选D。
【例2】（2023年山东省滨州市中考）化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图，回答问题：

(1)仪器①的名称是___________；
(2)若小滨同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气，应选用的装置组合是___________(填字母序号)。该反应中二氧化锰起___________作用，发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)分液漏斗
(2) AD 催化
【详解】（1）仪器①的名称是分液漏斗；
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，该反应属于固液常温型，选择的发生装置为A，要得到干燥的氧气，则需要用向上排空气法（氧气的密度大于空气），则选D；反应中二氧化锰起催化作用；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。
【例3】（2023年山东省烟台市中考化学真题）某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中是过碳酸钠白色固体，是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠加水溶解会分解生成和。

用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中生成氧气的化学方程式是 ，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 （填序号）。
A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法： 。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气，从图2中可选用的气体发生装置是 （填装置序号，下同），收集装置是 。
【答案】(1) ；AB/BA；(2)在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气；(3) ； B ； C或E
【解析】（1）反应仓中H2O2在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，反应的化学方程式为，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，氧气不易溶于水，所以还可以起到的作用是可以通过气泡观察氧气生成的速率、降低氧气温度，故选：AB；（2）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是在导管口放一根带火星的木条，若木条复燃，证明为氧气；（3）在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气的反应物状态是固体和液体，反应条件是常温，则应选B固液反应常温型装置，因为氧气密度比空气大，且不易溶于水，所以收集装置可以是C或E。
【变式1】（2023年四川省广安市中考）下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，结合图示，回答下列问题：

(1)图中仪器甲的名称是______。
(2)若实验室用高锰酸钾制氧气，应在装置A的试管口______。
(3)若实验室用装置B、D组合制取氧气，其反应的化学方程式为______。若用装置E收集氧气，验满时，应将带火星的木条置于装置E的______处。（选填“a”或“b”）
(4)装置B、C均可用作实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置，两者相比，装置C的优点是______。
【答案】(1)水槽
(2)放一小团棉花
(3) b
(4)随时控制反应的发生与停止
【详解】（1）仪器甲的名称为水槽；
（2）若实验室用高锰酸钾制氧气，应在装置A的试管口放一小团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，堵塞导管；
（3）若实验室用装置B、D组合制取氧气，B装置为固液常温型发生装置，即为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
由于氧气密度比空气大，若用装置E收集氧气，氧气应该从长管a处通入，验满时，应将带火星的木条置于装置E的b处，若木条复燃，则说明已收集满；
（4）装置B、C均可用作实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置，装置C中，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体在进入U形管，使U形管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在U形管上半部分聚积，使内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔塑隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，故两者相比，装置C的优点是随时控制反应的发生与停止。
【变式2】（2023·辽宁抚顺·统考三模）实验室用下图仪器组装来制取氧气，请回答下列问题。

(1)小光同学准备用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气，他应选择的仪器有____（填字母序号），该反应的化学方程式为________。
(2)小明同学要完成用高锰酸钾制取氧气的实验，除图中仪器外，还需补充的一种仪器是______（填仪器名称），当观察到________现象时，说明氧气已经收集满。实验结束时出现了水槽中的水倒流的现象，则该实验操作中的错误是_______。
【答案】(1) ABGH 2H2O22H2O+O2↑
(2) 试管 集气瓶口有大气泡冒出 先熄灭酒精灯，后把导管从水槽中移出
【详解】（1）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶氧气，该反应为固液常温型，氧气密度比空气大，选择排水法收集氧气，根据所提供的仪器，应选择的仪器有ABGH；
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为；
（2）用高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，氧气不溶于水，可选择排水法收集，可选择ACDEF，除图中仪器外，还需补充的一种仪器是试管；
用排水法收集氧气时，当观察到集气瓶口有大气泡冒出现象时，说明氧气已经收集满；
实验结束时若先熄灭酒精灯，后把导管从水槽中移出，出现了水槽中的水倒流的现象，会导致炸裂试管；所以实验结束时为了防止水槽中的水倒流进试管，要先把导管从水槽中移出再熄灭酒精灯。
【变式3】（2023春·山东德州·校考期中）小明参观某养鱼池时，好奇地发现农民向养鱼池中撒一种叫过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
〖提出问题〗过氧化钙可否用于制取氧气。
〖查阅资料〗部分内容如下：过氧化钙(CaO2)室温下稳定，在300℃时分解生成氧气。可做增氧剂、杀菌剂等。
〖猜想与验证〗
(1)小明提出猜想Ⅰ：_____可制取氧气。
实验结论：加热过氧化钙可制取氧气。
(2)猜想Ⅱ：用过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验结论：不能用过氧化钙与水反应快速制取氧气。
分析与反思：
①虽然没有快速收集到大量的氧气，但由此实验现象，小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是_____
②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？
你的合理的建议是：_____
以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
【答案】(1) 加热过氧化钙 检查装置气密性
导管口有气泡冒出 将导管从水槽中取出 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气
(2) 过氧化钙能与水反应缓慢、持续地放出氧气 升高温度或加入催化剂（合理即可）
【详解】（1）因为过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解成氧气，故提出猜想Ⅰ：加热过氧化钙可制取氧气；
①检查装置气密性。操作如下：先将导管一端伸入液面以下，用手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手后，有液体进入导管；
④为了防止水槽中的水倒吸入试管中，炸裂试管，熄灭酒精灯前要先将导管从水槽中取出；
⑤检验氧气的方法为：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气。
（2）①虽然没有快速收集到大量氧气，小明认为农民用过氧化钙作增氧剂的主要原因是：过氧化钙能与水反应缓慢、持续地放出氧气；
②为了使过氧化钙更快地放出氧气，可以向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂或者加热反应物（合理即可）。
1．（2023·河南·一模）现有下列反应：①，②，③。其中适用于实验室制取氧气的是
A．①②B．①③C．②③D．①②③
【答案】A
【详解】①，生成的气体只有氧气，制取的氧气纯净，适用于实验室制取氧气；
②，生成的气体只有氧气，制取的氧气纯净，适用于实验室制取氧气；
③，生成的气体有氮气，水蒸气，氯气和氧气，使制取的氧气不纯，不适用于实验室制取氧气；
故选A。
2．（2023·广东广州·统考一模）下列关于氧气的性质、制取说法不正确的是
A．细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体
B．排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口
C．排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
D．实验室可用加热分解氧化汞的方法制取氧气
【答案】D
【详解】A、细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体，A选项说法正确；
B、排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃则集满，B选项说法正确；
C、排水法收集氧气完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸，引起试管炸裂，C选项说法正确；
D、氧化汞加热分解生成氧气和汞，汞有毒，易挥发，因此实验室不用加热分解氧化汞的方法制取氧气，D选项说法错误。
故选：D。
3．（2023上·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下操作步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装入高锰酸钾，并在试管口放一团棉花；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯，其操作顺序正确的是（ ）
A．②③①④⑤⑥B．①③②⑤④⑥C．⑤③②①④⑥D．③①②④⑥⑤
【答案】A
【详解】试题分析：实验室用高锰酸钾加热制取氧气，操作步骤为：②检查装置的气密性；③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花；①加热；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯。选A。
考点：实验室制取氧气的操作步骤。
点评：制取气体时，要先检查装置的气密性，后装入药品；实验室用高锰酸钾加热制取氧气，结束时，要先从水槽中取出导管，再熄灭酒精灯。
4．（安徽省淮南市潘集区2023-2024上学期校考）下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，错误的是
A． 手握试管，检查气密性
B．待气体连续均匀冒出时，收集氧气
C． 收满后移出集气瓶，盖玻璃片
D． 结束时先移出导管，再熄灭酒精灯
【答案】C
【详解】A、检查气密性：将导管伸入水中，用手握试管，导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，操作正确，不符合题意；
B、收集氧气：用排水法收集氧气，待气泡连续均匀冒出时，收集气体，操作正确，不符合题意；
C、氧气收集完毕，应在水面下盖好玻璃片再拿出水面，操作错误，符合题意；
D、实验结束，先移出导管，再熄灭酒精灯，防止水槽内的水倒吸入试管，炸裂试管，操作正确，不符合题意。
故选：C。
5．（2024上·河北沧州·九年级统考期末）实现“低碳经济”的一种策略是节约能源。如右图所示的四种制取氧气的方法中最节能的是

A．①B．②C．③D．④
【答案】C
【分析】本题考查的是节能环保，并对实验方案的评价。获得氧气的方法有多种，通电分解水能得到氧气，但是要消耗电能；实验室可以用加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制氧气，也可以用分解过氧化氢的方法制氧气；选择制取方法时一定要考虑节约能源。
【详解】A、用高锰酸钾制氧气时，需要加热，会消耗热能，选项A错误；
B、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气时，需要加热，消耗热能，选项B错误；
C、分解过氧化氢制氧气时，不需要加热，用了催化剂二氧化锰，二氧化锰可以循环使用，选项C正确；
D、通电分解水得到氧气，不仅产生氧气慢而且还要消耗大量的电能，选项D错误。故选C。
6．（2023上·湖南益阳·九年级校联考期末）实验室制取氧气可以采用加热氯酸钾(白色固体)和二氧化锰混合物的方法，现加热质量相等的两份氯酸钾，一份中混入少量的二氧化锰(b曲线)，分别同时加热，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图象正确的是
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】加热质量相等的两份氯酸钾，一份中混入少量的二氧化锰（b曲线），混有二氧化锰的氯酸钾反应得快但生成的氧气一样多，，反应在图像上为先发生折点，但生成的氧气的线重合故分别同时加热，故选C。
7．（2023·北京海淀·统考二模）根据下图回答问题。

(1)A中，加热KMnO4分解的化学方程式为______。
(2)可选择B收集O2的原因是______。
(3)若用C收集O2，检验O2是否收集满的方法为______。
【答案】(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)氧气不易溶于水且不与水反应
(3)将带火星的木条放于瓶口，若木条复燃，则氧气集满
【详解】（1）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）可选择B收集O2的原因是氧气不易溶于水且不与水反应；
（3）若用C收集O2，检验O2是否收集满的方法为将带火星的木条放于瓶口，若木条复燃，则氧气集满。
8. （2023年四川省内江市中考）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。

（1）写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。
（2）实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。
（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。
（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。
【答案】（1） ①. 锥形瓶 ②. 水槽
（2） ①. ②. 磨砂 ③. 正放
（3） ①. A ②. 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已经充满
（4） ①. a ②.
【解析】
（1）由图可知，仪器①为锥形瓶；仪器②为水槽；
（2）B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；
当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，这样比较紧密；
氧气的密度比空气大，将集气瓶移出水面，正放在桌面上；
（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A；
氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在a处以上，这样可以形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；
检验二氧化碳时，将二氧化碳通入澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：。
9．（2023年江西省中考）下图是氧气的实验室制取与性质的有关实验示意图。

(1)图一中仪器①的名称是_______。
(2)实验室用装置A制取氧气的化学方程式为_______。加热药品前使试管均匀受热的具体操作是_______。
(3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从图一中选择的收集装置是_______（填序号）。
(4)图二为木炭在氧气中燃烧的实验。为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为_______。对比步骤Ⅰ和Ⅱ的木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是_______。
【答案】(1)铁架台
(2) 来回移动酒精灯
(3)C
(4) 澄清石灰水（或氢氧化钙溶液） 温度达到可燃物的着火点
【详解】（1）①为铁架台；
（2）A装置为固体加热型发生装置，且试管口没有棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：；
为了防止试管受热不均匀而炸裂，开始加热时，要让试管均匀受热，具体操作是来回移动酒精灯；
（3）由于氧气密度比空气大，可选择C向上排空气法收集，由于氧气不易溶于水，可选择B排水法收集，而排空气法收集到的气体较排水法干燥，故欲收集一瓶干燥的氧气，可选择的收集装置是C；
（4）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为澄清石灰水；
可燃物燃的条件为：温度达到可燃物的着火点，与氧气接触；步骤Ⅰ木炭直接放在空气中不会燃烧，步骤Ⅱ中木炭在酒精灯上引燃可以燃烧，对比木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
10．（2023年吉林省中考化学真题）实验室制取氧气的方法有三种：加热高锰酸钾，在二氧化锰作催化剂的条件下分解过氧化氢，在加热和二氧化锰作催化剂的条件下分解氯酸钾。
(1)任选一种方法，写出发生反应的化学方程式 ；
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，明在图1中选用的发生装置和收集装置是 ；

(3)图2是学生制作的简易供氧器。在供氧使用时，左瓶中可放置的药品是_______；
A．高锰酸钾B．氯酸钾和二氧化锰
C．大理石和稀盐酸D．过氧化氢溶液和二氧化猛
(4)简易供氧器的右瓶中需加入适量的水，水的一种作用是 。
【答案】(1)或或；
(2)AC/AE；(3)D；(4)湿润氧气或观察氧气流速
【解析】（1）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，发生反应的化学方程式：；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，发生反应的化学方程式：；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气，发生反应的化学方程式：；（2）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，氧气密度大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，，在图1中选用的发生装置和收集装置是AC或AE；（3）图2是学生制作的简易供氧器。由于不需要加热，在供氧使用时，左瓶中可放置的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰。故选D；（4）简易供氧器的右瓶中需加入适量的水，水的一种作用是湿润氧气或观察氧气流速（根据气泡产生的速率）。
11．（2023·湖南邵阳·校联考模拟预测）小明通过实验发现氧化铜也能作过氧化氢分解的催化剂，为比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：

【定性探究】如图甲，可通过观察___________来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果，实验时小明用图乙所示装置做对照实验，以生成40mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了下列三组实验：
（1）实验前检查图乙装置气密性的方法是_________。
（2）上述实验应测量的“待测数据”是_______。
（3）要比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，还可以测量_____。
【答案】 产生气泡的快慢 先将分液漏斗的活塞关闭，然后用双手紧握锥形瓶的外壁，然后观察注射器的活塞是否向外移动，若向外移动，说明该装置的气密性是良好的 收集40mL氧气所需时间 相同时间内收集氧气体积的多少，相同时间内收集氧气体积越多，催化剂效果越明显。
【详解】定性探究：如图甲，可通过观察产生气泡的快慢来定性比较两者的催化效果，加入催化剂的反应，产生气泡较快，故填：产生气泡的快慢；
定量探究：
（1）实验前检查图乙装置气密性的方法是先将分液漏斗的活塞关闭，然后用双手紧握锥形瓶的外壁，然后观察注射器的活塞是否向外移动，若向外移动，说明该装置的气密性是良好的；
（2）为了定量比较两者的催化效果，实验时小红用图乙所示装置做对照实验，以生成40mL气体为标准，实验应测量的“待测数据”是指收集40mL氧气所需时间；
（3）要比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，还可以测量相同时间内收集氧气体积的多少，相同时间内收集氧气体积越多，催化剂效果越明显。
12．（2023·广东汕头·统考一模）实验室有如图所示实验装置，请回答下列问题：
(1)仪器a的名称是_______。
(2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取并用排空气法收集氧气，选用的装置是____(填编号)。若选择C装置来制取氧气，则注射器中盛放的药品是_____(填化学式)。用如图来收集氧气，验满时带火星的木条应放在_____(选填“a”或“b”)处。
(3)实验室制取并收集二氧化碳，为了使实验过程中控制反应速率，应选择如图的装置组合是___(选填装置序号)。
(4)为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，某化学学习小组做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见下表：
Ⅰ.若要收集到较纯净的气体时，较好的收集方法是_________。
Ⅱ.向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右，下列说法正确的是____(填序号)。
A．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
B．氧气的密度略大于空气的密度，无法将空气排尽
C．验满时使带火星木条复燃的是较高浓度的氧气，集气瓶内的氧气还含有少量空气
【答案】(1)锥形瓶
(2) AE H2O2 b
(3)CE
(4) 排水法 BC
【详解】（1）由图B可知，仪器a的名称是锥形瓶，故填写：锥形瓶。
（2）①实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取氧气，因此，发生装置选择带酒精灯的A装置，氧气密度略大于空气，用排空气法收集时，采用向上排空气法，收集装置选择E，故填写：AE；
②C装置是固液不加热型装置，制取氧气时选用的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，二氧化锰是固体，应放在锥形瓶中，注射器内放过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的溶质是过氧化氢，化学式为：H2O2，故填写：H2O2；
③氧气验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，对应图中装置的b口，故填写：b。
（3）实验室制取并收集二氧化碳，为了使实验过程中控制反应速率，应选择带有注射器或分液漏斗的装置作为发生装置，即C，二氧化碳密度比空气大，易溶于水且与水反应，采用向上排空法收集，收集装置为E，故填写：CE。
（4）①由表可知，排水法收集的O2平均浓度为89.7%，向上排空气法收集的O2平均浓度79.7%，因此，若要收集到较纯净的气体时，较好的收集方法是排水法，故填写：排水法；
②A加热高锰酸钾固体产生的氧气纯净的，故选想说法错误，不符合题意；
B氧气的密度略大于空气的密度，无法将空气排尽，故选项说法正确，符合题意；
C验满时使带火星木条复燃的是较高浓度的氧气，并非只有纯净的氧气，集气瓶内的氧气可以含有少量空气，故选项说法正确，符合题意，故填写：BC。
【点睛】该题为实验题，本实验题考查常用气体的发生装置选取方法，在选择发生装置时，要考虑反应物的状态和反应条件；常用气体的收集装置选取方法，在选择收集装置时，要考虑气体的密度和溶解性，以及是否与水或空气反应等知识点。
13．（2023·广东·中考真题）回答下列问题。
(1)实验室制取O2及性质检验
i.上图中仪器a的名称是__________。
ii.用高锰酸钾制取O2，应选择上图中的发生装置_______（填字母）。化学方程式为__________。
iii.收集一瓶O2并进行性质检验。
(2)制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析:、 则X的化学式为__________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器，如图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化 ），则基本失效。
【答案】(1) 锥形瓶 A c 吸收二氧化硫，防止污染空气
(2) KOH 黄色变为白色
【详解】（1）i.上图中仪器a的名称是锥形瓶；
ii.用高锰酸钾制取O2，属于固体加热反应，发生装置可选A；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
iii.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体。
故选c；
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，故集气瓶中氢氧化钠溶液的作用是：吸收二氧化硫，防止污染空气；
（2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含K、O、H的个数分别是4、10、4，生成物中含K、O、H的个数分别是0、6、0，故生成物中还应含4个K、4个H、4个O，故X的化学式为：KOH；
②超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体，故观察到生氧剂由黄色变为白色，则基本失效。
14．（2023年江苏省苏州市中考）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。

(1)用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为______。
(2)装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______（选填字母）。
(3)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开______（选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
(4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是______（填序号）。
a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。
②可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
①A剂的成分是______。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是______。
(6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。
【答案】(1)
(2) 酒精灯 C
(3)
(4)b
(5) 过碳酸钠/ 配方三
(6) 二氧化锰（） Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 淀粉
【详解】（1）用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为：。
（2）装置中仪器X的名称为酒精灯，收集干燥氧气，不能用排水集气法，因为氧气的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故应选取的收集装置为C。
（3）是调整试管的高度，是调整试管的水平位置，是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开处的螺丝，待调整后再拧紧。
（4）实验结束时，先断开试管与洗气瓶之间的连接，再移走并熄灭仪器X，所以先进行的是断开试管与洗气瓶之间的连接，故选b。
（5）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠。②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三。
（6）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰。②因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3能与稀盐酸反应，H2O2不能与稀盐酸反应。所以取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。③因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。
15．（2023年山东省枣庄市中考）某兴趣小组对某市售“简易供氧器”工作原理开展探究活动。
(一)知识回顾：实验室制取氧气
①实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，该反应的化学方程式为______。
②若用该方法制取并收集一瓶干燥的氧气，图一装置接口的正确连接顺序依次为a→______(填字母序号)。

(二)实物探究：“简易供氧器”初探
某市售“简易供氧器”主要由“初期生氧器"和“生氧罐”两部分组成，如图二所示：
兴趣小组的同学启动“初期生氧器”一段时间后，用磁铁靠近“初期生氧器”中的剩余固体，有黑色固体物质被吸引。于是，他们针对被吸引的黑色固体物质的成分开展探究。
【查阅资料】
①“简易供氧器”在工作初期，内部独立的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题，“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等物质。
②氯酸钾制取氧气的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；
③Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为：Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
【提出问题】黑色固体物质的成分是什么?
【作出假设】猜想一：铁粉；猜想二：铁粉和四氧化三铁；猜想三：四氧化三铁
【实验探究】
【实验结论】猜想______正确。
【交流反思】
(1)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能____ (填“吸收热量”或“放出热量”)，从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
(2)有同学认为不做操作二的实验也可得到相同结论。理由是_____。
【答案】 2H2O22H2O+O2↑ d→e→b→c 红 四氧化三铁/Fe3O4 二 放出热量 四氧化三铁不能与硫酸铜反应，通过操作一充分反应后，滤渣中除红色固体外，还有黑色粉末存在，则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁
【详解】（一）知识回顾：实验室制取氧气
①过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑；
②过氧化氢制取氧气属于固液常温型，制取并收集一瓶干燥的氧气，应先干燥后收集，浓硫酸具有吸水性，为了充分吸收水分，气体应从d端进入，从e端排出，氧气密度比空气大，气体先在集气瓶底部聚集，则收集氧气时，气体应从b端进入，空气从c端排出，所选装置的导管接口正确连接顺序是a→d→e→b→c，故填：d→e→b→c；
（二）实物探究：“简易供氧器”初探
实验探究：
操作一：实验结论是黑色固体物质中一定含有铁粉，取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的硫酸铜溶液，过滤，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，则可观察到滤渣中有红色固体；
操作二：由资料可知，Fe3O4与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、FeSO4和H2O，取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的稀硫酸，固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液，则说明黑色固体物质中一定含有Fe3O4；
故填：红；四氧化三铁或Fe3O4；
实验结论：由上述分析可知，黑色固体物质中含有铁粉和四氧化三铁，则猜想二正确，故填：二；
交流反思：
（1）氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气时需要加热，则说明“初期生氧器”中铁和氧气反应能放出大量的热，为氯酸钾分解提供热量，故填：放出热量；
（2）铁粉能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，而四氧化三铁不能与硫酸铜反应，通过操作一充分反应后，固体部分溶解，溶液由蓝色变成浅绿色，过滤，滤渣中除红色固体外，还有黑色粉末存在，则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁，因此不需要进行操作二的实验，故填：四氧化三铁不能与硫酸铜反应，通过操作一充分反应后，滤渣中除红色固体外，还有黑色粉末存在，则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁。
16．（2023上·辽宁葫芦岛·九年级校考）如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题：
(1)仪器x的名称是 。
(2)实验室若选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是 （填序号）。用排水法收集氧气，当观察到 冒出时开始收集，该反应的化学方程式为 。
(3)实验室选用B装置制取气体的优点是 ，长颈漏斗下端管口需要伸入液面以下，其原因是 。
(4)实验室制取氢气选择的收集装置是 ，用C装置收集二氧化碳其验满的方法是 。
(5)某同学连按B、F、G进行实验（G中装有澄清的石灰水）。
①若实验时F中蜡烛熄灭，G中溶液变浑浊，则B中所加药品为 和 。
②若实验时F中蜡烛燃烧更旺，G中溶液变浑浊，则B中产生的气体为 。
(6)氧烛是一种简易制氧机。它体积小、重量轻，贮存期长，产氧量大，适用于在缺氧环境急救。有以下几种制氧剂，根据提供的信息选择乙种适合氧烛的制氧剂。
你选择的制氧剂是 ，理由是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) A 导管口处有均匀连续的气泡 2KClO32KCl+3O2↑
(3) 方便添加液体 防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
(4) D或E 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满
(5) 大理石或石灰石 稀盐酸 氧气/O2
(6) 氯酸钠 它可以持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小
【详解】（1）仪器x的名称是锥形瓶。
（2）实验室若选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，反应物是固体和固体，反应条件需要加热，发生装置应选A。用排水法收集氧气时，当观察到导管口处有均匀连续的气泡冒出时开始收集，刚冒出气泡是装置内的空气被排出，不能立即收集。氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。
（3）实验室选用B装置，选用长颈漏斗制取气体，其优点是方便添加液体。实验室选用B装置制取气体时，长颈漏斗下端管口需要伸入液面以下，其原因是防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
（4）氢气密度比空气小，可采用向下排空气法收集；氢气难溶于水，可采用排水法收集，故实验室制取氢气选择的收集装置是D或E。C是向上排空气法，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，故用C装置收集二氧化碳其验满的方法是将燃着的木条平置于集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满。
（5）①若实验时F中蜡烛熄灭，G中溶液变浑浊，则体现出B中产生的气体所具有的化学性质是不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊，为二氧化碳，则B装置为制取二氧化碳的装置，故B中所加药品为大理石或石灰石和稀盐酸。
②若实验时F中蜡烛燃烧更旺，G中溶液变浑浊，说明B中产生的气体是氧气，则B中加入的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰。
（6）因为过氧化氢易分解，需避光，不易控制的缺点，氧烛需要的贮存期长，它不能符合其需求；过氧化钙与水反应缓慢，不适用于在缺氧环境急救，它不能符合其需求；氯酸钠在催化剂的作用下，加热分解可以持续快速释放氧气，符合氧烛需求。故选氯酸钠，因为它可以持续快速释放氧气，贮存期长，且固体的重量轻、体积小。
【点睛】本题主要考查气体制取，制取气体的发生装置依据反应物的状态和反应条件确定；收集装置依据气体的密度和溶解性确定。
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
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+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
排水法
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法（左侧进气）
向下排空气法（左侧进气）
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
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。
验满
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。
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
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
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；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；高锰酸钾属于管制化学品，普通家庭购买高锰酸钾不方便
需要加热，操作麻烦、浪费能源；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
总之，从是否节约能源、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。
在不同应用场合，选择合适的物质制氧气：
过氧化钙：固体，与水反应缓慢、持续释放氧气（适合鱼浮灵）
氯酸钠：固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气（更适合氧烛）
过氧化钠Na2O2：是常用的供氧剂，其供氧原理是Na2O2与人体呼出的CO2反应生成氧气。（宇航员所需氧气的主要来源）
改变药品（或催化剂）
KO2和水蒸气反应能产生氧气，装置类似氢气还原氧化铜。
Na2O2和水、茶垢清洁剂，均能产生氧气。装置类似过氧化氢和二氧化锰的反应。
改变粉末状催化剂为块状或金属丝，可控制反应的发生和停止

简化或整合装置
发生装置和性质验证整合为一个装置，能持续提供氧气，方便观察实验现象。
通过观察A中气泡产生的快慢判断氧气的产生速率。
改变装置组合方式
试管改为直立，粉末不易进入导管。
数字化装置
数字化实验通过与计算机连接的传感器实时采集数据，记录数据，实现了时间上细微过程的实验过程数据自动记录，实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。
增加实验功能
制取氧气，还能测定生成氧气的体积
微型化实验装置
将发生装置微型化，优点是节约药品，实验时间短，现象明显。

改进气体收集装置或方法
适合在空间站失重状态下收集O2
实验装置
实验主要过程

①_____。操作如下：先将导管伸入液面下
用手紧握试管，观察到_____，松手后，有液体进入导管。
②加入过氧化钙，加热，导管口有大量的气泡冒出。
③收集满一瓶气体。
④停止加热。熄灭酒精灯前，应_____。
⑤检验气体。方法是_____。
实验装置
实验主要过程

①检验装置的气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出
在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天
集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后
仍有少量的细小气泡缓慢放出。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
10
-
②
10
氧化铜0.5g
③
10
二氧化锰0.5g
收集方法
向上排空气法
排水法
O2浓度/%
79.6
79.7
79.8
90.0
89.8
89.3
O2平均浓度/%
79.7
89.7
操作
现象
结论

硫燃烧时，_____(填字母)，生成刺激性气味的气体
a.产生大量白烟
b.生成黑色固体
c.发出蓝紫色火焰
O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是_________________
A剂
B剂
平均供氧量（毫升/分钟）
供氧时间（分钟）
配方一
1袋
1袋
≥320
≥15
配方二
2袋
1袋
≥500
≥25
配方三
3袋
2袋
≥1000
≥15
实验操作
实验现象
得出结论
操作一：取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的硫酸铜溶液，过滤
滤渣中有______色固体
黑色固体物质中一定含有铁粉
操作二：取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中，向其中加入足量的稀硫酸
固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液
黑色固体物质中一定含有_____
制氧剂
使用过程中存在的问题
过氧化氢
液体，有一定腐蚀性或刺激性。易分解，需避光，不易控制
过氧化钙
固体，与水反应缓慢、持续释放氧气
氯酸钠
固体，在催化剂的作用下，加热分解持续快速释放氧气