《弯道超车》第二单元 课题3制取氧气人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版）

这是一份《弯道超车》第二单元 课题3制取氧气人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版），共25页。学案主要包含了工业制取氧气，氧气的实验室制法，催化剂，分解反应等内容，欢迎下载使用。
知识梳理
一、工业制取氧气
1.方法：一般采用分离液态空气法。
2.原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。
3.储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。
考点突破
【典例精析】
【例题1】下列说法中正确的是
A．向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰，反应速率加快，可以证明二氧化锰一定是催化剂
B．工业上用分离液态空气法制取氧气，发生的是分解反应
C．催化剂可以反复多次使用
D．为了便于运输，把氧气溶于水制成液氧并贮存于蓝色钢瓶中
【答案】C
【详解】A、反应速率加快，但没有证明质量和化学性质不改变，所以不能证明是催化剂，错误。
B、分离液态空气法是物理变化，利用液态氮和氧的沸点不同（氮气沸点低，先蒸发）进行分离。分解反应是化学变化，指一种化合物分解成两种或多种物质的反应。该过程没有新物质生成，不属于分解反应。错误。
C、催化剂是能改变化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。因此，催化剂在反应中不被消耗，可以反复使用。正确。
D、液氧是液态氧气，通过压缩氧气制成，储存在蓝色钢瓶中便于运输。错误。
故选C。
【举一反三】
【变1-1】实验室使用过氧化氢溶液制取氧气，以下说法成立是
A．此反应必须有催化剂参加反应B．加入二氧化锰能增加生成氧气的量
C．二氧化锰不是此反应的唯一催化剂D．此反应的原理与工业制氧气原理相同
【答案】C
【详解】A.过氧化氢分解反应在无催化剂时也能发生，但速度缓慢，故说法不成立，不符合题意；
B.二氧化锰是催化剂，催化剂只改变反应速率，不影响生成物的量，生成氧气的量取决于过氧化氢的质量，催化剂不会增加氧气产量，故说法不成立，不符合题意；
C.过氧化氢分解的催化剂有多种，除二氧化锰（MnO2）外，还包括氧化铁（Fe2O3）、硫酸铜（CuSO4）溶液或生物酶（如过氧化氢酶）等，故说法成立，符合题意；
D.实验室用过氧化氢制氧气是化学分解反应（H2O2分解），而工业制氧气主要通过物理方法（分离液态空气，利用沸点差异分离氮气和氧气），原理完全不同，故说法不成立，不符合题意；
故选C。
【变1-2】工业和实验室制取氧气的途径不同。
(1)工业制取氧气将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作：
ⅰ、根据图示步骤，分析可知，工业制氧气属于 （填“物理变化”或“化学变化”）；
ⅱ、从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）；
ⅲ、步骤②剩余液体为 （填“无色”或“淡蓝色”）；
(2)根据下图回答问题。
ⅰ、写出标号仪器的名称：a 。
ⅱ、实验室用A中药品制取氧气，选择的制取装置组合是 （填序号），该装置有一明显不足是 ，写出反应的文字表达式 。
ⅲ、用装置E收集氧气验满的方法是 。
【答案】(1) 物理变化 低 淡蓝色
(2) 试管 BD/BE 试管口没有放上一团棉花 将带火星的小木条放在c口处，若小木条复燃，则证明氧气已经集满
【详解】（1）ⅰ、由图可知，工业制氧气的过程中没有新物质生成，属于物理变化；
ⅱ、从步骤②先蒸发出氮气，可以得出氮气的沸点比氧气的沸点低；
ⅲ、步骤②剩余液体为液氧，液氧为淡蓝色；
（2）ⅰ、据图可知，仪器a的名称是：试管；
ⅱ、试剂A为高锰酸钾，选用高锰酸钾制取氧气应选用固体加热型发生装置，氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法，又可以采用排水法收集，故选BD或BE；
为了防止加热过程中粉末状固体进入导管，应在试管口放上一团棉花；
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：；
ⅲ、氧气的密度比空气大，选用E装置收集气体时应长进短出，故将带火星的小木条放在c口处，若小木条复燃，则证明氧气已经集满。
知识梳理
二、氧气的实验室制法
注意事项：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出；
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂；
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④加热时，现将酒精灯在试管下来回移动，使试管均匀受热，再集中对试剂部位加热；
⑤要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯；
⑥停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂。
考点突破
【典例精析】
【例2】下列关于实验室制取氧气的部分实验操作正确的是
A．收集氧气B． 氧气验满
C． 转移氧气D．放置氧气
【答案】B
【详解】A、氧气的密度比空气略大，采用向上排空气法进行收集，操作错误；
B、带火星的木条置于集气瓶口进行验满，操作正确；
C、从水槽中移出集满氧气的集气瓶，防止气体逸出，应在水面下盖好玻璃片，操作错误；
D、氧气密度比空气略大，盖上玻璃片的集气瓶口要朝上放在桌面上，操作错误。
故选B。
【举一反三】
【变2-1】高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是
A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞
B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热
C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面
D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗
【答案】B
【详解】A、将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞，容易使试管底部破碎，选项错误；
B、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管炸裂，选项正确；
C、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管引起试管炸裂，选项错误；
D、加热后的试管，不能立即用冷水清洗，否则会引起试管炸裂，选项错误。
故选B。
【变2-2】兴趣小组利用生活用品自制了一个简易制氧机如图所示，下列分析不合理的是
A．试剂A可能是过氧化氢溶液，B可能是二氧化锰
B．装置甲可用于实验室制氢气
C．该装置可调控反应的发生与停止
D．通过乙瓶中的气泡可观察氧气的流速
【答案】C
【详解】A、试剂A可能是过氧化氢溶液，B可能是二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，故A合理；
B、装置甲为固液常温型发生装置，适用于锌粒和稀硫酸反应制取氢气，即可用于实验室制氢气，故B合理；
C、该装置可通过注射器控制液体的滴加速度来从而控制反应速率，但是不可调控反应的发生与停止，故C不合理；
D、氧气不易溶于水，通过乙瓶中的气泡可观察氧气的流速，故D合理；
故选C。
知识梳理
三、催化剂
1.催化剂定义：
在化学反应中能 改变 其他物质的化学反应速率，而本身的 质量 和 化学性质 在反应前后都没有发生变化的物质。
2.催化剂特点：“一变两不变”
一变： 其他物质的化学反应速率 ；（可以加快也可以减慢）
两不变： 本身的质量和化学性质 。（物理性质可以改变）
3.注意事项：
①催化剂 不能 改变生成物的质量；
②催化剂 不能 控制反应的发生与停止；
③同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用。
考点突破
【典例精析】
【例题3】下列关于催化剂的说法中，正确的是
A．催化剂能改变化学反应速率
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．二氧化锰是所有化学反应的催化剂
D．没有催化剂，化学反应就不能发生
【答案】A
【详解】A、催化剂的作用就是改变（加快或减慢）化学反应的速率，例如，在过氧化氢分解制氧气时，二氧化锰作为催化剂能加快反应速率，A正确；
B、催化剂在反应前后质量不变，但“性质”不变应指化学性质不变，物理性质如状态、形状可能改变，B错误；
C、二氧化锰只是某些反应（如过氧化氢分解、氯酸钾分解）的催化剂，并非所有反应的催化剂，C错误；
D、许多化学反应没有催化剂也能发生，如硫在氧气中燃烧，D错误。
故选A。
【举一反三】
【变3-1】取甲、乙两份质量和浓度均相同的过氧化氢溶液，向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中不正确的是
A．对于该反应，二氧化锰加快了反应速率
B．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相同
C．反应前后二氧化锰的质量和性质均不发生改变
D．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况
【答案】C
【详解】A、过氧化氢分解分解过程中二氧化锰加快了反应速率，选项正确；
B、催化剂只改变反应速率，不增加生成物的质量，所以甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相同，选项正确；
C、二氧化锰是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质均不发生改变，物理性质可能改变，选项错误；
D、甲中加入了二氧化锰，分解的速率加快，故a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况，选项正确；
故选C。
【变3-2】结合下图实验，下列说法不正确的是
A．该实验证明O2可以支持燃烧
B．实验③带火星的木条复燃且MnO₂质量不变
C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量
D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度
【答案】C
【详解】A、带火星的木条复燃，说明氧气可以支持燃烧，故A正确；
B、实验③中过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加快了过氧化氢的分解，产生的氧气使带火星的木条复燃，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，故B正确；
C、该实验能说明二氧化锰能加快过氧化氢分解，但无法说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量，故C错误；
D、实验①带火星的木条不复燃，实验③带火星的木条复燃，实验①的反应速率比实验③的慢，从而说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度，故D正确。
故选C。
知识梳理
四、分解反应：
1.基本反应类型：
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）
2.非基本反应类型：
氧化反应：物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。
①剧烈氧化：发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。
②缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易被察觉的氧化反应。
共同点：反应都会放热。
考点突破
【典例精析】
【例题4】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是
A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应
B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应
C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应
D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应
【答案】D
【详解】 A、物质与氧气发生的反应属于氧化反应，选项正确；
B、分解反应为一种反应物分解生成两种或两种以上物质的反应，化合反应为两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应，一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应，选项正确；
C、化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应。如氧化钙与水生成氢氧化钙（化合反应，非氧化反应）。酒精燃烧生成二氧化碳和水（氧化反应，但生成物多，非化合反应）。选项正确；
D、生成两种或两种以上物质的反应不一定是分解反应，如酒精燃烧生成二氧化碳和水，选项错误；
故选D。
【举一反三】
【变4-1】下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是
A．钠+氯气 氯化钠B．二氧化碳+碳一氧化碳
C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水D．丙烷+氧气 二氧化碳+水
【答案】D
【详解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故A错误；
B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故B错误；
C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意，故C错误；
D、该反应既不符合“多变一”的特点，也不符合“一变多”的特点，因此该反应既不属于化合反应也不属于分解反应，符合题意，故D正确。
故选D。
【变4-2】海水是宝贵的自然资源，从海水中可获得许多用途广泛的物质，海水的部分资源利用方法如图所示。
“熔融电解”中发生的反应为：2NaCl2Na+Cl2↑，该反应属于
A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应
【答案】B
【详解】“熔融电解”的反应为氯化钠在通电条件下生成钠和氯气，是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选：B。
专项练习
【练1】在日常生活中，同学们常常见到一些变化，下列叙述中不涉及化学变化的是
A．粮食酿酒B．煤气燃烧
C．工业制取氧气D．牛奶变酸
【答案】C
【详解】A.粮食酿酒过程中糖类转化为酒精等新物质，属于化学变化；
B.煤气燃烧生成二氧化碳等新物质，属于化学变化；
C.工业制取氧气是利用液氮和液氧的沸点不同，通过分离液态空气得到氧气，无新物质生成，属于物理变化；
D.牛奶变酸过程中生成酸性新物质，属于化学变化。
【练2】《天工开物》记载古代炼硫方法：“凡烧硫黄石(主要成分为硫磺)与煤矿石同形。掘取其石，用煤炭饼包裹丛架，外筑土作炉。……石精感受火神，化出黄光飞走，遇盂掩住……则化成汁液……流入冷道灰槽小池，则凝结而成硫黄矣。”结合记载，下列说法不正确的是
A．加入煤饼的作用是作燃料，提供热量B．“黄光飞走”的过程发生了分解反应
C．硫变成汁液再凝固，属于物理变化D．冷道灰槽的作用是降温
【答案】B
【详解】A.煤炭燃烧能够放热，为炼硫过程提供所需热量，煤饼作燃料的作用描述正确，说法正确。
B.“黄光飞走”是固态硫磺受热熔化再汽化为气态的过程，只有硫的状态改变，没有新物质生成，不属于化学变化，更不是分解反应，说法错误。
C.硫变为液态（汁液）再凝固为固态硫磺，过程中只有物质状态改变，没有新物质生成，属于物理变化，说法正确。
D.气态或液态硫磺需要降温才能凝结为固体硫磺，冷道灰槽的作用就是降温，说法正确。
【练3】化学概念在逻辑上存在如图所示关系，对下列概念的说法正确的是
A．物理性质与化学性质属于并列关系B．纯净物与混合物属于交叉关系
C．氧化反应与化合反应属于并列关系D．化合反应与分解反应属于交叉关系
【答案】A
【详解】A、物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，化学性质是在化学变化中表现出来的性质，二者属于并列关系，正确；
B、纯净物只由一种物质组成，混合物由两种或两种以上物质组成，二者属于并列关系，不属于交叉关系，错误；
C、化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，氧化反应是物质与氧气发生的反应，二者属于交叉关系，不属于并列关系，错误。
D、化合反应的特征是“多变一”，分解反应的特征是“一变多”，二者属于并列关系，不属于交叉关系，错误。
【练4】向一定浓度的过氧化氢溶液中加一些二氧化锰，立即产生氧气。下列说法正确的是
A．过氧化氢中含有水和氧气
B．过氧化氢使二氧化锰分解产生氧气
C．反应物有过氧化氢和二氧化锰，不属于分解反应
D．二氧化锰促进过氧化氢分解出氧气和水
【答案】D
【详解】A. 过氧化氢是纯净物，仅由过氧化氢一种物质组成，不含水和氧气，错误。
B. 二氧化锰是该反应的催化剂，本身不会分解，是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气，错误。
C. 二氧化锰是反应的催化剂，不属于反应物，该反应反应物只有过氧化氢一种，生成水和氧气两种物质，符合分解反应“一变多”的特征，属于分解反应，错误。
D. 二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，能够加快过氧化氢分解生成水和氧气的速率，正确。
【练5】在实验室里制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解高锰酸钾的方法。上述两种方法的主要共同点有
都需要采用二氧化锰作催化剂以加快反应速率
反应都不需加热
都利用分解反应来达到目的
两种方法所需仪器相同
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】①高锰酸钾分解不需二氧化锰作催化剂，错误；
②高锰酸钾分解需加热，错误；
③，，分解反应符合“一变多”，故两者均属分解反应，正确；
④过氧化氢法不需加热仪器，高锰酸钾法需加热仪器，错误。
故选A。
【练6】化学学习小组开展跨学科实践活动，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器。下列有关该供氧器制氧原理的说法不正确的是
A．左瓶相当于实验室制氧气的发生装置
B．可通过右瓶观察氧气的供给速率
C．可通过右瓶使输出的氧气保持湿润
D．左瓶中发生的变化属于分解反应，二氧化锰提高了产生氧气的质量
【答案】D
【详解】A、由图可知，反应物过氧化氢和二氧化锰在左瓶中，故左瓶相当于实验室制氧气的发生装置，选项正确；
B、可通过右瓶冒泡速率，观察氧气的供给速率，选项正确；
C、右瓶中的水能使输出的氧气保持湿润，选项正确；
D、过氧化氢分解符合一变多，属于分解反应，但二氧化锰使反应的催化剂，能改变反应速率，不能增加生成物的质量，选项错误；
故选D。
【练7】下列曲线图形能正确反映变化关系的是
A．向一定量的二氧化锰中持续加入过氧化氢溶液
B．加热两份等体积等浓度的过氧化氢溶液
C．加热一定量高锰酸钾固体
D．用红磷测定空气中氧气含量
【答案】A
【详解】A.二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，持续加入过氧化氢时，会持续反应生成氧气，氧气质量随过氧化氢溶液质量增加线性增大，图像正确。
B.催化剂仅改变化学反应速率，不改变生成物质量。等体积等浓度的过氧化氢完全反应，最终生成氧气的质量相等，图像中最终气体质量不等，图像错误。
C.高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应后剩余锰酸钾、二氧化锰两种固体，最终固体质量不会降到0，图像错误。
D.空气中氧气体积约占，红磷燃烧仅消耗氧气，最终集气瓶内剩余气体体积约为原来的，图像中最终剩余体积约为原体积的，图像错误。
【练8】能与有机物反应，从而去除水样中的。为研究不同固体催化剂、对该反应中去除率的影响，进行如图-1所示的三组实验。相同时间后，测得实验结果如图-2所示。
已知：的去除率；、不与反应。
下列有关与的反应及上述实验的结论合理的是
A．M对该反应无催化效果
B．实验①与实验②，有机物X被去除的原理相同
C．上述实验条件下，与相比，催化该反应的效果更好
D．其他条件相同时，与相比，改变温度对催化该反应的影响更大
【答案】C
【详解】A. 对比M组的实验①（未加 ）和实验②（加 ），实验②的X去除率明显更高，说明M对反应有催化效果，错误。
B. 实验①未加，且已知M、N不与X反应，X少量去除是催化剂的吸附作用（物理变化）；实验②是与X发生化学反应去除X，二者原理不同，错误。
C. 相同实验条件下（如同为实验②的pH=3、加，或同为实验③的pH=9、加），N对应的X去除率均远高于M，说明N的催化效果更好，正确。
D. 实验②和③同时改变了pH和温度两个变量，无法判断温度改变对两种催化剂的影响差异，错误。
【练9】创新实验小组用奶茶杯、小塑料杯、吸管等设计“自制供氧机”，其透视原理图如图所示。下列说法正确的是
A．奶茶杯中的质量逐渐减少
B．控制的浓度可调节产气速率
C．奶茶杯壁温热，说明反应吸收热量
D．小塑料杯的水中产生气泡，说明奶茶杯气密性差
【答案】B
【分析】反应原理为过氧化氢在二氧化锰催化下分解：，结合相关性质逐一分析选项：
【详解】A.是该反应的催化剂，反应前后质量、化学性质均不改变，因此质量不会减少，错误。
B.反应物浓度是影响反应速率的因素，浓度越高反应速率越快，因此控制其浓度可调节产气速率，正确。
C.杯壁温热说明反应过程释放热量，是放热反应，错误。
D.小塑料杯中的气泡是反应生成的通入水中产生的，属于正常现象，说明奶茶杯气密性好，错误。
【练10】化学小组利用图1装置进行过氧化氢的分解实验，用传感器测得锥形瓶内氧气浓度随时间的变化如图2所示。下列说法错误的是
A．实验前要检查图1装置的气密性
B．图2中a点对应的操作是推动注射器活塞
C．该实验能证明MnO2对过氧化氢的分解起催化作用
D．对比图2中b、c点说明反应速率与反应物的浓度有关
【答案】C
【详解】A.有气体生成的反应实验前必须检查装置气密性，避免气体泄漏影响实验结果，A表述正确。
B.a点后氧气浓度明显上升，说明过氧化氢被推入锥形瓶与二氧化锰接触开始反应，对应操作是推动注射器活塞，B表述正确。
C.要证明是过氧化氢分解的催化剂，除验证其能改变反应速率外，还需证明反应前后的质量和化学性质不变，且该实验未设置不加的空白对照，无法证明起催化作用，C表述错误。
D.b、c点对应时间相同，3%过氧化氢溶液组的氧气浓度更高，说明反应速率更快，两组实验唯一变量是过氧化氢浓度，可证明反应速率与反应物浓度有关，D表述正确。
【练11】与反应速率相关的曲线
(1).如图1所示，催化剂会________化学反应速率；如图2、图3所示，反应物的颗粒越________、浓度越________，反应速率越________。
(2)在化学反应前后催化剂的质量________。
(3)催化剂、反应物的状态________（填“会”或“不会”）改变生成物的质量。
【答案】(1) 改变 小 大 快
(2)不变
(3)不会
【详解】（1）图1中加入二氧化锰（催化剂）的反应更快达到反应终点，说明催化剂可改变反应速率；图2中粉末状反应物（颗粒更小）比块状反应物反应更快，说明颗粒越小反应速率越快；图3中浓度更高的过氧化氢溶液反应速率更快，说明浓度越大反应速率越快；
（2）催化剂的定义为：能改变化学反应速率，且反应前后自身的质量和化学性质均不改变的物质，因此反应前后催化剂质量不变；
（3）生成物的质量仅由参与反应的反应物的质量决定，催化剂、反应物状态都只会影响反应速率，不会改变生成物的总质量。
【练12】实验室常用下列装置来制取氧气：
(1)写出图中有标号仪器的名称：a：_______；b：_______。
(2)用B装置作为过氧化氢制氧气的发生装置，固体二氧化锰起______作用。
(3)用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式为_______。该反应的基本反应类型为______。实验主要操作：①装药品；②检查装置的气密性；③固定装置；④点燃酒精灯；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦从水槽中移出导管。合理的操作顺序是_______(填字母)。
A．①②③④⑤⑦⑥ B．②①③④⑤⑦⑥ C．②①③④⑤⑥⑦
(4)若利用C装置收集氧气，若收集到的氧气不纯原因是_______。
(5)用E装置收集氧气的依据是______。
(6)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，应该从上图中选择的发生装置和收集装置是_______。
【答案】(1) 酒精灯 试管
(2)催化
(3) 分解反应 B
(4)未等导管口连续均匀冒出气泡就开始收集
(5)氧气的密度比空气的密度大且不与空气成分反应
(6)AD
【详解】（1）仪器a为酒精灯；b为试管。
（2）固体二氧化锰加快过氧化氢分解，本身质量和化学性质在反应前后不变，所起作用为催化作用。
（3）高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾 、二氧化锰 、 氧气，反应的文字表达式为：；该反应为一变多的反应，基本反应类型属于分解反应；用高锰酸钾制氧气，步骤可简述为：查→装→定→点→收→离→熄，排序为：②①③④⑤⑦⑥，故选B。
（4）C装置为排水集气装置，使用C装置收集气体不纯的原因有：未等导管口连续均匀冒出气泡就开始收集（一开始排出的是装置内空气）、 集气瓶内未装满水（留有空气） 。
（5） E装置为向上排空气法收集气体的装置，氧气的密度比空气的密度大，且不与空气中成分反应，所以可用向上排空气法收集。
（6）用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，反应物为固体，且需要加热，因此，发生装置选A； 氨气极易溶于水，不能用排水法收集，氨气的 密度比空气的小，能用向下排空气法， 所以收集装置选D，故选：AD 。
【练13】特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。
【界定任务】
(1)小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据__________确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。
【建构模型】
老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。
(2)仪器a的名称：__________；仪器b的名称：__________。
(3)加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是__________（填字母序号）。
【模仿改造】
化学制氧机（原理图见图1）利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。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。
(4)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气__________溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据__________来判断产生氧气的速率。
(5)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法：__________。
(6)制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，可能的原因有__________。
(7)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是__________。
A．原料是否价廉易得
B．所制气体的性质
C．反应速率是否适中
D．制得气体是否纯净
E．实验条件是否易于控制
F．是否安全、环保
【评价反思】
展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器（如图2）得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。
【答案】(1)反应物状态和反应条件
(2) 锥形瓶 水槽
(3)AC或AE
(4) 不易 产生气泡的快慢
(5)将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气
(6)更利于气体排出，使气体充分润湿（合理即可）
(7)BD
【详解】（1）制取气体时，发生装置根据反应物状态和反应条件选择，收集装置根据气体密度和溶解性选择；
（2）略；
（3）加热高锰酸钾制取氧气，该反应为固体加热型，发生装置可选择A，氧气密度比空气略大，氧气不易溶于水，收集装置可选择C向上排空气法或E排水法，故应选择的制取装置是AC或AE；
（4）加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，利用氧气不易溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据产生气泡的快慢来判断产生氧气的速率；
（5）氧气具有助燃性，则验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法为：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气；
（6）制氧机内部气流采用高压进低压出（即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓）的方式，有利于气体排出，使气体充分与加湿过滤仓中的水接触，提升加湿、过滤效果；
（7）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得、反应速率是否适中、实验条件是否易于控制、是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质和制得气体是否纯净，故选：BD。
【练14】某中学化学兴趣小组利用实验室常见仪器制取氧气并验证氧气的性质。
(1)写出图1中仪器①的名称：_____。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是______(填字母)。
(3)如图2，同学们用生活中的材料设计了自制简易制氧机，若想监测产生氧气的气流速度，可将______(填“a”或“b”)端导管伸入水面下。
(4)小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气，进行如图3所示的实验，测得氧气的体积分数随时间变化曲线如图4所示。由图4可知，塑料瓶中氧气的体积分数在逐渐下降。BC段曲线下降幅度明显超过AB段，体现氧气的物理性质是_____，D点对应氧气的体积分数约为______%。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)B
(3)a
(4) 氧气密度比空气大的性质 21
【详解】（1）图1中仪器①的名称为长颈漏斗。
（2）用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是固液常温型，即B。
（3）过氧化氢发生反应产生氧气，氧气通过导管a进入右侧瓶中，若想监测产生氧气的气流速度，需要将F装置中的导管a伸入水面下，可以通过观察水中气泡产生的速度，监测输出氧气的气流速度，故填：a。
（4）180 s后将塑料瓶倒置，BC段曲线下降幅度明显超过AB段。这是因为氧气的密度比空气大，倒置后氧气更容易向下运动扩散到瓶外；观察图4可知，D点氧气的体积分数约为21%，这是因为空气中氧气的体积分数约为21%，当瓶内氧气充分扩散后，最终氧气的体积分数接近空气中氧气的体积分数。
【练15】同学们开展了“利用生活中的材料和相关试剂制作简易家用供氧器”的项目式探究活动。
任务一：回顾制取氧气的方法
(1)工业上用分离液态空气制氧气的方法是利用了各组分的___________不同。
(2)下图是实验室常见的仪器。请回答：
①用过氧化氢制取并收集一瓶干燥的氧气，选择的发生和收集装置为___________(填字母)，反应的符号表达式为___________。
②若用高锰酸钾制取并用排水法收集一瓶氧气，操作正确的有___________(填字母)。
A．收集完成后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
B．等到气泡连续且均匀冒出时，再将导管口移入集气瓶
C．待集气瓶充满氧气，将集气瓶移出水面再盖好玻璃片
D．将导管口伸入盛满水的集气瓶里，然后加热，立即收集氧气
③某同学打算选择F装置利用排水法收集一瓶氧气，发生装置的导气管应与___________(填“a”或“b”)端相连。
任务二：了解市售化学制氧机的工作原理
(3)某化学制氧机利用的试剂是过碳酸钠固体和二氧化锰固体。过碳酸钠()遇水会分解成碳酸钠()和过氧化氢，且该反应放热。为了测定该过程中二氧化锰固体的作用，同学们进行了如图实验：
Ⅰ.把带火星的木条分别插入试管A、B中，观察到A中产生少量气泡，带火星的木条不复燃。B中产生大量气泡，带火星的木条复燃。
Ⅱ.当B试管中没有现象时，重新加入2g过碳酸钠固体，观察到又产生大量气泡，将带火星的木条伸入试管，___________(填实验现象)，实验后过滤、洗涤、干燥、称量得到的黑色固体残渣质量为1g。
(4)实验证明二氧化锰能改变化学反应速率且___________和质量在反应前后没有发生变化，是反应的___________。
任务三：制作简易家用供氧器
(5)同学们利用饮料瓶、吸管等废旧物品设计并制作了图甲所示装置。右瓶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___________(填字母)。
A．观察氧气生成速率B．降低吸入氧气温度C．加快氧气生成速率
(6)同学们将自制简易家用制氧机在图甲的基础上进行了图乙所示的迭代优化，请写出改进后装置的优点___________。
【答案】(1)沸点
(2) BD B a
(3)带火星的木条复燃
(4) 化学性质 催化剂
(5)AB
(6)可以控制反应速率(合理即可)
【详解】（1）工业上用分离液态空气的方法制取氧气，该方法的原理是利用了氧气和氮气的沸点不同；
（2）①过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，向上排空气法收集的氧气较干燥，应选择如图中B和D；
过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为：；
②A．收集完成后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽内的水倒吸入试管，使试管炸裂，故选项不符合题意；
B．等到气泡连续且均匀冒出时，再将导管口移入集气瓶，以免收集到开始排出的空气，故选项符合题意；
C．待集气瓶充满氧气，在水下盖好玻璃片，再将集气瓶移出水面，以免收集的氧气逸出，进入空气，故选项不符合题意；
D．将导管口伸入盛满水的集气瓶里，然后加热，等到气泡连续且均匀冒出时开始收集氧气，防止收集的氧气不纯，故选项不符合题意；
故选B；
③氧气的密度比水小，F装置用于排水法收集氧气时，瓶内需预先装满水，气体应从a端通入，将水从b端排出；
（3）()遇水会分解成碳酸钠()和过氧化氢，且该反应放热。过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，当B试管中没有现象时，重新加入2g过碳酸钠固体，观察到又产生大量气泡，将带火星的木条伸入试管，带火星的木条复燃；
（4）由以上实验可知，二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率，质量和本身没有改变。所以该实验证明二氧化锰能改变化学反应速率且化学性质和质量在反应前后没有发生变化，是反应的催化剂；
（5）A、通过观察水中产生气泡的快慢，可判断氧气的生成速率，故符合题意；
B、洗气装置中的水能降低吸入氧气的温度，故符合题意；
C、洗气装置中的水不能加快氧气生成速率，故不符合题意；
故选AB；
（6）注射器能控制液体的滴加速率，进而控制反应速率。实验原理
2KMnO₄△K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑
发生装置
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
（5）收集氧气（6）撤离导管
（7）熄灭酒精灯
（1）检查装置的气密性
（2）装入药品
（3）倒入过氧化氢
（4）收集氧气
收集方法
向上排空气法适合密度大于空气的气体 排水法适合溶解性小不与水反应的气体
检验方法
将带火星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，将带火星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，当有大气泡从瓶口冒出时，表明氧气已收集满