初中浙教版第3章 空气与生命第1节 空气与氧气教案设计

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浙教版八年级下科学同步学习精讲精练
第3章　空气与生命
3.1-3　空气与氧气——氧气的制取
目录
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一、氧气的制取
1.氧气的实验室制法
实验室利用含氧物质通过分解反应制得氧气。
(1)反应原理
过氧化氢二氧化锰水+氧气
氯酸钾氯化钾+氧气
高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气
(2)实验装置
①实验室用过氧化氢制取氧气，用二氧化锰作催化剂，其反应装置如图A所示。
②实验室用加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，其反应装置如图B所示(若用氯酸钾为原料则不塞棉花)。
③排水集气法收集氧气的装置如图C所示；向上排空气法收集氧气的装置如图D所示。

(3)操作步骤
用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集氧气，其实验装置如图所示。实验步骤可以概括为“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”七个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”定”“点”“收”“利”“息”
①检查装置的气密性：把导管一端浸入水中，两手紧握大试管外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，导管口会有气泡冒出，松开两手，使它冷却，导管中就会形成一段水柱。

②将药品装入试管，并把一小团棉花放在试管口，用带导管的单孔橡胶塞塞紧管口。要用纸槽或药匙将高锰酸钾斜铺在试管底部。
【注意】试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞。
③把实验所用仪器固定在铁架台上(组装仪器时要遵循“从左到右，从下到上”的原则)，注意铁夹夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜；
【注意】试管口要略向下倾斜，防止产生的冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。
④点燃酒精灯，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热。
【注意】试管预热的目的是防止试管因受热不均而炸裂。
⑤当气泡连续、均匀地放出后，用排水法收集气体。
【注意】导管口刚有气泡冒出时不宜收集，这时试管中的空气还未完全排出，收集的气体会不纯。
⑥收集完毕，将导管撤离水槽。
⑦熄灭酒精灯。
【注意】实验结束时先撤离导管再熄灭酒精灯，防止骤冷使水倒吸导致试管炸裂。
(4)检验方法。
将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该集气瓶内的气体是氧气。(下图①)
(5)验满方法。
用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的氧气已收集满。(下图②)

2.氧气的工业制法
(1)原料：空气。
(2)制取方法。
①液化蒸发空气法：利用氮气(沸点-196℃)、氧气(沸点-183℃)沸点不同，用液化空气分离法制取。
先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧气。该方法属于物理变化。

②膜分离技术法：将空气通过富集氧气功能的薄膜，即可得到含氧气量较高的空气，用该膜进行多级分离，可得到含氧气90%以上的富氧空气。
【说明】实验室制取氧气是制取我们实验时所需的少量氧气，它属于化学变化；而工业上制取氧气则是大量制取氧气，利用空气分离的方法，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低，它属于物理变化。
二、催化剂和催化作用
(1)催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【说明】①千万不可将“化学反应前后”理解为“化学反应过程中”，催化剂在化学反应过程中参与了化学反应，只是反应最终又生成了催化剂这种物质，所以总体看来催化剂在化学反应前后未发生变化。②在化学反应前后，催化剂的化学性质不变，而不是物理性质不变。
(2)催化剂具有“两变”和“两不变”的特点
①“两变”：a.改变其他物质的化学反应速率；b.化学反应的不同，所用催化剂也要改变，即催化剂的“专一性”
②“两不变”：a.在化学反应前后，催化剂本身的质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
(3)理解催化剂概念时应注意的问题
①改变化学反应速率，包括加快和减慢。
②二氧化锰不是专用催化剂，硫酸铜溶液对过氧化氢的分解也有催化作用。
③催化剂不能增多或减少生成物的质量。
④对于能够发生的化学反应，没有催化剂也能进行，只不过反应速率较小或较大。
(4)催化剂在化工生产中的重要作用
例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油和煤油等；在汽车尾气处理过程中，用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂；橡胶工业中，在橡胶中加入炭黑作催化剂，可减慢橡胶老化的速率。
三、化合反应和分解反应
(1)化合反应
①定义：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫作化合反应，它属于化学反应的基本类型之一。②特点：反应物有多种，生成物只有一种，即“多变一”。
③表示式：A+B+……+→C。
④举例：磷+氧气加热五氧化二磷。
(2)分解反应
①定义：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫作分解反应，分解反应也属于化学反应的基本类型之一。
②特点：反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
③表达式：A→B+C+……。
④举例：过氧化氢二氧化锰水+氧气


一、气体发生装置的气密性检查
在初中化学实验及有关实验设计习题中，经常涉及装置的气密性检查问题。一般来说，无论采用哪种装置制备气体，在成套装置组装完毕装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。
气密性检查的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭系统，依据改变系统内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置的气密性是否良好。
如图所示装置的气密性检查方法是：把导管b的下端浸入水中，用双手紧握试管a，若导管口有气泡冒出，松开手至试管冷却后，水又回升到导管b中形成一段水柱，则证明装置气密性良好。

此外，还可采用抽气法或注水法，通过观察气泡的产生或液面的变化来判断装置的气密性是否良好。
【例1】(南京中考)用推拉注射器活塞的方法可以检查如图所示装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到( )

A.瓶中液面明显上升 B.长颈漏斗内液面上升
C.瓶内气体分子间的间隔变大 D.长颈漏斗下端管口产生气泡
【答案】B
【解析】本题考查实验基本操作。如果装置不漏气，当缓慢向内推动活塞时，装置内部气体压强将变大，会将水压回长颈漏斗，会观察到瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，A、D项错误，B项正确；如果装置不漏气，当缓慢向内推动活塞时，装置内部气体压强将变大，瓶内气体分子间的间隔变小，C项错误。
二、氧气的实验室制法实验拓展
1.高锰酸钾制法
①补充高锰酸钾制取氧气的实验装置图时，试管口要画略向下倾斜，管口要塞一团棉花；导管不能伸入试管过长。
②画酒精灯时，酒精灯中液体酒精的体积不能超过酒精灯容积的2/3。
③画胶管时要涂黑，导管伸入集气瓶时弯管口不能过长。
④用排水法收集气体画液体时，液面要用实线，不能断开，中间用虚线；若集气瓶中装满水，水中没有气泡，若集气瓶中没有装满水，则水中要有气泡。
2.双氧水(过氧化氢)制取氧气
(1)实验药品：双氧水(过氧化氢溶液)和二氧化锰
(2)反应原理：过氧化氢二氧化锰水+氧气 (基本反应类型分解反应)。
(3)实验装置

①发生装置：该实验为过氧化氢(液体)和二氧化锰(固体)的反应，故可采用固液不加热型装置制取。
②收集装置：采用排水法或向上排空气法收集。
(4)实验步骤
①连接仪器，检查装置气密性。
②向锥形瓶中装入二氧化锰固体。
③固定好装置。
④向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
⑤收集氧气。
(5)检验与验满：同高锰酸钾检验方法。
(6)实验拓展：
①如果将分液漏斗换成长颈漏斗，长颈漏斗末端应该伸入液面以下，形成液封，以防止气体逸出。
②该实验用分液漏斗的优点是可以控制溶液的滴加速度。
【例2】化学是一门以实验为基础的科学，结合下列装置回答问题：

　 　 A　　　 B 　　 C　　 D　　　 E
(1)写出标注仪器的名称：a________，b________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________(填字母)，反应的化学方程式为____________________。
(3)选用E装置收集气体时，下列实验操作正确的是________。(填序号)
①反应前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在盛水的水槽中；②导管口开始有气泡放出时，立即将导管口移入集气瓶；③收集气体后，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽。
(4)实验室中一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，制取氢气应选择的发生装置是________。(填字母)
(5)适合用D装置收集的气体必须具备的性质是____________。
【答案】(1)酒精灯；试管；(2)A；2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；(3)①③；(4)B；(5)密度比空气小，无毒，且常温下不与空气反应
【解析】(1)仪器a是酒精灯，b是试管；(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是A，反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；(3)排水法收集氧气，加热前，应将集气瓶装满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在盛水的水槽中；加热后，观察到水中导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集气体；待集气瓶里的水排完后，在水面下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽正放在桌面上，因氧气的密度比空气大；(4)实验室中一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，该反应属于固液常温下的反应，所以选择装置B来制取；(5)密度比空气小，无毒，且常温下不与空气反应的气体能用向下排空气法来收集。


【常考1】氧气的制取
【例1】(2019•丰润区期中)下面是探究“氧气制取和氧气性质”过程，请你回忆并回答下列问题：
(1)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式是 。
(2)现有如图甲所示的仪器，要制备并收集氧气，还需要补充的一种仪器是 。

(3)当 时，开始收集氧气，以免造成收集的氧气不纯。
(4)氧气收集完成后，先 ，然后再 。
(5)实验过程中，发现水槽中的水变成了紫红色，这是由于 造成。
(6)二氧化锰与氯酸钾共热或与过氧化氢溶液混合也能制取氧气，反应的文字表达式分别为 。
(7)做氧气的性质探究时，使用了如图乙所示的操作流程。

本流程探究的内容是 。C操作中，为了使 与氧气完全反应，正确的操作方法是 ， D操作用烧杯倾倒的液体是 看到的现象是 。
【答案】(1) 高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气 (2)酒精灯 (3)导管口有连续均匀气泡冒出 (4)移出导管 熄灭酒精灯 (5)试管口没有棉花团 (6) 氯酸钾氯化钾+氧气、过氧化氢二氧化锰水+氧气 (7)木炭在氧气中燃烧 木炭 木炭由上到下慢慢进入集气瓶 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气；(2)现有如图甲所示的仪器，要制备并收集氧气，还需要补充的一种仪器是酒精灯；(3)用排水法收集较纯净氧气的适宜时间是当导管口有连续均匀气泡冒出时；(4)实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原困是防止水倒流，使试管炸裂；(5)加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管；(6)氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气；(7)如图乙，本流程探究的内容是木炭在氧气中燃烧，C操作中，为了使木炭与氧气完全反应，正确的操作方法是木炭由上到下慢慢进入集气瓶，D操作用烧杯倾倒的液体是澄清石灰水，看到的现象是澄清石灰水变浑浊。
【例2】(上海中考)下列关于过氧化氢溶液制氧气的说法正确的是( )
A.溶液中水的质量不变 B.只有加入二氧化锰才能制得氧气
C.液体中氢元素的质量分数变大 D.氧元素全部由化合态变为游离态
【答案】C
【解析】过氧化氢溶液分解时生成水和氧气，因此溶液中水的质量会增大，A项错误；二氧化锰可以作双氧水分解反应的催化剂，可以加快该反应的进行，不加二氧化锰反应速率会很慢，B项错误；在反应中，溶液中氢元素的质量是不变的，但溶液的质量在不断减小，因此液体中氢元素的质量分数会变大，C项正确；过氧化氢溶液在分解时，生成水和氧气，氧元素在水中为化合态，在氧气中为游离态，D项错误。
【常考2】催化剂和催化作用
【例3】实验室制取气体时所需的一些装置如图所示，根据实验回答(1)~(3)题：

(1)实验室里用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式为 ；可选择的发生装置有 (填字母)；选择气体收集方法时，气体的下列性质：①颜色，②密度，③溶解性，④可燃性，必须考虑的是 (填序号)。
(2)MnO2在该反应中可以重复使用，理由是 。
(3)要制备干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为 (填字母)。
【答案】过氧化氢二氧化锰水+氧气 A或B ②③ (2) MnO2在化学反应前后质量和化学性质都没有改变 (3)AFC(或BFC)
【解析】本题考查常见气体的制取、催化剂的性质。(1)过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，反应不需要加热，故发生装置可选A或B。(2)催化剂是指能改变化学反应的速率，而反应前后自身的质量和化学性质不变的物质，二氧化锰是过氧化氢溶液反应的催化剂，故可反复使用。(3)若要制取干燥的气体，首先生成的气体要通过装有浓硫酸的装置F，然后用向上排空气法收集。
【常考3】化合反应和分解反应
【例4】 (2019•遵义校级月考)下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的是(
A.镁+氧气点燃氧化镁 B.氢气+氯气光照氯化氢
C.碳酸氢铵加热氨气+二氧化碳+水 D.锌+硫酸→硫酸锌+氢气
【答案】D
【解析】镁和氧气的反应、氢气和氯气的反应都具有“多变一”的反应特点，都属于化合反应；碳酸氢铵在加热条件下生成氨气、二氧化碳和水的反应具有“一变多”的反应特点，属于分解反应；锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应物和生成物中各有两种物质，既不具有“多变一”的反应特点，也不具有“一变多”的反应特点，D项中的反应既不是化合反应也不是分解反应。
【热点题型1】氧气的实验室制取
【例5】实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，据图回答(1)~(3)题：

(1)二氧化锰在反应中的作用是 。
(2)下列仪器中：①的名称是 ；组装O2发生装置时，应选择 (填序号)。
(3)研究显示：O2的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃。因此，O2验满时采用使带火星的木条复燃的方法 (填“可靠”或“不可靠”)。为了收集一瓶较纯净的O2，最好采用 集气法。
【答案】(1)催化剂 (2)漏斗 ③⑤ (3)不可靠 排水
【解析】(1)常温下过氧化氢的分解速率较慢，因此实验室分解过氧化氢制氧气时要加入二氧化锰作催化剂，催化剂在反应中起催化作用。(2)①仪器的名称是漏斗，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，应选择固液常温型的发生装置，所以组装氧气发生装置应选择图中的长颈漏斗、锥形瓶和带导管的双孔橡胶塞，即②③⑤.
(3)由于氧气的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃，因此氧气验满时采用使带火星的木条复燃的方法不可靠。由于排水法收集氧气时需要在集气瓶中装满水，因此排水法收集的氧气较纯净。
【方法归纳】气体发生装置和气体收集方法的选择
制取气体的装置要根据反应物的状态和反应条件确定，初中阶段一般分为两类：固固加热型和固液常温型。收集装置根据气体的性质(密度和溶解性等)确定。收集气体的方法有向上排空气法、向下排空气法和排水法。用排空气法收集的气体干燥但不纯净，用排水法收集的气体纯净但不干燥。
【热点题型2】催化剂和催化作用
【例6】(温州中考)小明在学习了“用过氧化氢制取氧气”的知识后，进行了如下实验：

①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10mL溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03g二氧化锰装入容器，塞紧橡胶塞，接上压强测量仪(如图乙所示)。

③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。
④分别用0.06g、0.09g和0.12g相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙所示。

根据实验回答(1)~(3)题：
(1)写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据： 。
(2)实验中，小明用 来反映产生氧气的多少。
(3)本实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响”外，还可以研究的问题是
。
【答案】(1)用手捂住容器后，导管口有气泡产生(其他合理答案也可) (2)容器内气压的大小(其他合理答案也可) (3)二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响(其他合理答案也可)
【解析】(1)检查装置的气密性的原理是改变温度或在外界压力作用下形成压强差。检查图甲装置气密性的方法可以是用手捂住容器外壁或用酒精灯对容器进行微热，由于温度升高，容器内的空气受热膨胀，若装置的气密性良好，水槽中的导管口会有气泡产生。(2)过氧化氢分解会产生氧气，引起容器内压强的变化。在实验的过程中小明没有测量生成氧气的量，而是测量容器内的压强，从图丙可知小明是通过测量容器内产生相同的压强所需时间不同，来比较不同质量的二氧化锰对过氧化氢分解产生氧气的影响，因此小明是用容器内压强大小来反映产生氧气的多少。(3)本实验通过测量容器内产生相同的压强时所需时间不同，不仅可以比较二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响，同时还可以比较二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响。


1.如图所示为某化学反应的微观示意图，其中“”和“”表示两种不同元素的原子.该反应( )

A.是化合反应 B.可表示氢气和氧气的反应
C.反应前后原子种类发生了变化 D.反应前后元素化合价没有发生变化
【答案】A
【解析】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.
2.(丽水中考)如图所示是“用双氧水制取并收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是( )

【答案】D
【解析】向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放在桌面上，标签要对着手心，瓶口紧挨试管口，A图所示操作正确.氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，B图所示操作正确.检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，则说明装置不漏气，C图所示操作正确.检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，D图所示操作错误.
3.实验室用加热高锰酸钾制取氧气，有如下操作步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装药品；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦连接装置.其操作顺序正确的是( )
A.⑦②③①④⑤⑥ B.①⑦③②⑤④⑥ C.⑤⑦③②①④⑥ D.⑦③①②④⑥⑤
【答案】A
【解析】制取气体的一般步骤为：1连2检3装4收5移6灭.
4.实验室用高锰酸钾制取氧气时，缺少下列哪种仪器就不能产生氧气( )
A.集气瓶 B.导管 C.酒精灯 D.水槽
【答案】C
【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热型，不能缺酒精灯。
5.用过氧化氢制取氧气时，忘记加二氧化锰，其结果是( )
A.不放出氧气 B.放出氧气的速率慢
C.放出氧气的总量会减少 D.放出氧气的总量会减少且速率慢
【答案】B
【解析】本题是对催化剂以及催化作用的考查.催化剂只改变化学反应的速率，不能改变反应产物的质量和种类.
6.实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是( )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.②③⑤
【答案】D
【解析】能用排水法收集的气体的条件是不溶于水且不与水反应；能用排空气法收集气体的条件是密度与空气密度差异较大且不与空气中的物质反应.
7.如图所示为实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置。在实验过程中，当观察到气泡在导气管口连续、均匀地冒出时，才开始收集气体，这样做是为了(　　)

A．检验该实验装置的气密性 B．提高收集到的氧气的纯度
C．防止水槽中的水倒吸使试管破裂 D．防止高锰酸钾颗粒进入导气管
【答案】B
【解析】当观察到气泡在导气管口连续、均匀地冒出时，才开始收集气体，就是为提高收集到的氧气的纯度。
8.手机、手提电脑中使用的电池多为锂电池，锂电池具有质量轻、电量大等优点.锂电池内的某个反应可表示为Li+MnO2===LiMnO2， .下列关于该反应的说法中， 正确的是( )
A.反应中MnO2是催化剂 B.反应前后Mn元素的化合价不变
C.该反应为化合反应 D.生成物LiMnO2为氧化物
【答案】C
【解析】该反应是化合反应，反应前MnO2中Mn元素化合价为+4， 反应后LiMnO2中Mn元素化合价为+3， 说明MnO2参加了反应，不是催化剂.
9.实验是学习科学的一个重要途径。请从图仪器中选用适当仪器用H2O2溶液与MnO2制取并收集O2。

(1)仪器e的名称是________。
(2)若用排空气法收集O2，产生并收集气体应该选用的仪器有__________(填序号)，装入药品前必须进行的一步操作是_________________________________________。
(3)反应的文字表达式为______________________________________________。
(4)检验O2是否已经集满的方法是_____________________________________。
【答案】(1)烧杯　(2)a(或c)gb　检查装置的气密性
(3)过氧化氢水＋氧气
(4)把带火星的木条放到集气瓶口，观察木条是否复燃，若木条复燃，则说明已经集满
【解析】(1)根据常见仪器的主要用途，使用方法及注意事项，可知仪器e的名称是烧杯；(2)使用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时，反应在常温下进行，可选用固体与液体药品不需要加热型的发生装置；收集时采取排空气法收集，只需要把集气瓶正放、导管伸入集气瓶底部，即可进行收集；而在加入药品前，应先检验气密性；(3)过氧化氢在二氧化锰催化下，常温时就可以分解出水和氧气，从而用于制取氧气；(4)利用氧气可使带火星的木条复燃的性质，用带火星的木条放在瓶内可检验氧气是否收集满．
10.(金华中考)如图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图.实验课上同学们用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气，请回答问题：

(1)制取氧气的发生装置应选择_________ (填装置编号).
(2)现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→__________________.
(3)收集一瓶氧气.燃烧匙里放少量硫粉，加热直至燃烧，把燃烧匙伸进盛满氧气的集气瓶里，可观察到硫在氧气里剧烈燃烧，发出_________火焰.
【答案】(1)A (2)②→③→⑤→④ (3)蓝紫色
【解析】(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取仪器，发生装置属于固体和液体不加热制取气体的A装置；(2)要收集一瓶干燥的氧气，用浓硫酸作干燥剂，气体从长导管进入，短导管出，能够干燥的较充分；氧气的密度比空气大，所以应从长管进气，短管排空气；故连接顺序为：①→②→③→⑤(或①→②→③→⑤→④)。(3)硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，而在空气中是微弱的淡蓝色火焰；
11.利用如图实验装置制取氧气.
(1)实验中，若产生氧气的速率太大，不利于收集气体.为了减小反应速率，可以进行的操作是__________________.
(2)若需要一瓶干燥的氧气，应该将装置A中产生的氧气通过干燥装置后再与装置_________ (填“B”“C”或“D”)相连.

(3)若用排水法收集了一瓶气体，并用带火星的木条检验，发现木条没有复燃，可能的原因有_________ (填字母).
A.实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小
B.开始收集时，侧置于水槽中的集气瓶未装满水
C.导管口一出现气泡就立即收集气体
【答案】(1)调节分液漏斗活塞 (2)C (3)BC
【解析】(1)为了减小反应速率，可以调节分液漏斗活塞；(2)氧气既可用排水法收集，又可用向上排空气法收集，但使用排水法收集的氧气中含有水分，故收集干燥的气体只能用向上排空气法；(3)“用带火星的木条检验，发现木条没有复燃”说明集气瓶内没有氧气或者氧气的浓度很小，可能的原因是集气瓶内未装满水导致收集氧气的量减少或导管口刚开始出现气泡就立即收集气体，导致收集的气体不纯.
12．如图是某同学用高锰酸钾(或氯酸钾)制取氧气的装置。

(1)此装置的错误有(至少说出三处)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)若试管中放置的是紫黑色固体，则此固体是__________；若试管中放置的是白色固体和黑色固体， 则白色固体为____________，黑色固体为__________。
(3)开始收集氧气的最佳时刻是_______________________________________。
(4)收集满氧气后，在水下用玻璃片盖住瓶口，小心将集气瓶移出水面，集气瓶应______放于桌面上，因为_________________________________________________。
(5)请用阿拉伯数字帮他把正确操作的顺序表示出来。
第______步，将高锰酸钾加入试管中。
第______步，将一团棉花放在靠近试管口的地方，然后用带导管的塞子塞紧试管口，并把试管固定在铁架台上。
第______步，检查装置的气密性。
第______步，用排水法收集氧气。
第______步，点燃酒精灯给试管加热。
第______步，将导管从水槽中取出。
第______步，熄灭酒精灯。
【答案】(1)试管口高于试管底　导管伸入试管太长　没有用酒精灯外焰加热(或试管口没有放一小团棉花) (2)高锰酸钾　氯酸钾　二氧化锰 (3)水槽中气泡连续均匀冒出时 (4)正　氧气的密度比空气的大 (5)2　3　1　5　4　6　7
【解析】根据实验室用高锰酸钾制取氧气并收集氧气的注意事项进行解答．


1．同学们在做氧气的性质研究实验时，将点燃的木条伸入集气瓶内，有的现象明显，有的不明显。导致现象不明显的原因可能是(　　)
A．排水法收集结束时集气瓶内的水有残留 B．导管口连续放出气泡时开始收集氧气
C．排水法收集满后盖上毛玻璃片拿出水面 D．排水法收集前未将集气瓶灌满水
【答案】D
【解析】A项，排水法收集结束时集气瓶内有水，不妨碍氧气的纯度，不符合题意；B项，导管口开始出来的气体是装置内的空气，所以要等连续放出气泡时开始收集，此时收集的氧气纯，不符合题意；C项，排水法收集满后在水下盖上毛玻璃片拿出水面，不会混入空气，不符合题意；D项，排水法收集前未将集气瓶灌满水，里面混有空气，造成收集的氧气不纯，符合题意。
2．碘粉与镁粉的混合物加水后能剧烈反应，放出美丽的紫烟，水在此反应前后质量和化学性质都没有改变。该过程中水是(　　)
A．反应物 B．生成物 C．催化剂 D．溶剂
【答案】C
【解析】反应物在化学变化中会因参加反应被消耗；生成物会因反应的发生不断产生而增加；催化剂是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化学反应前后都没有改变的物质。镁与碘的化学反应十分缓慢，若滴入少量水，则立即剧烈反应，可见，加水改变了化学反应的速率。假如是溶解作用，不会发生化学反应。
3．用氯酸钾制氧气时，造成试管破裂的原因可能是(　　)
①没有给试管均匀预热　②试管外壁潮湿　③试管口没有略微向下倾斜　④排水法收集完氧气，先撤酒精灯
A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②④
【答案】A
【解析】根据给试管中的固体加热的注意事项，造成试管破裂的原因一般有：①没有给试管均匀预热；②试管外壁有水；③加热时试管口没有略向下倾斜，致使药品中含的水分在管口形成水滴倒流致使热的试管破裂；⑤加热时试管与灯芯接触；⑥先撤了酒精灯，后移出导管致使试管内温度降低，气压减小，冷水倒吸，使试管炸裂。
4.如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是 ( )

A.往试管里装药品前必须检查装置的气密性
B.给试管里药品加热前要先给试管预热
C.要等到气泡连续均匀放出才能开始收集气体
D.实验结束时，应先熄灭酒精灯，然后把导管口移出水面
【答案】D
【解析】本题是对科学实验操作步骤的考查.收集完氧气后，应先将导管口移出水面，再熄灭酒精灯.
5．如图所示装置有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶水，对该装置的说法正确的是(　　)

A．导管b连接供给氧气的钢瓶 B．导管a连接病人吸氧气的塑料管
C．可用来观察输出氧气的速度 D．可用来调节输出氧气的速度
【答案】C
【解析】导管b连接供给氧气的钢瓶，会将瓶中的水排出；给病人输氧气时，氧气应从a进入，b连接病人吸氧气的塑料管；氧气不易溶于水，气体通过水时，可通过气泡观察输出氧气的速度；该装置不具有调节输出氧气的速度的功能，只能判断输出氧气的速度。
6.质量相等的两份过氧化氢溶液①和②，向①中加入少量的二氧化锰，同时把②加热，完全反应后，收集到氧气的量随反应时间变化的函数图像正确的是(　　)

【答案】C　
【解析】过氧化氢要加热到一段时间后才能放出氧气；质量相等的两份过氧化氢溶液完全反应后收集到的氧气的量应该是相等的，与催化剂没有关系；加入催化剂反应速率加快，但生成的氧气的量相等。
7.(丽水中考) 如图所示是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图(其中：“”代表氧原子，“”代表硫原子)。请回答：

(1)变化Ⅰ中的“一定条件”可能是____________(写出一项即可)。
(2)变化Ⅱ发生的是________(填序号)。
A．化合反应 B．分解反应
【答案】(1)升高温度(或减小压强)　(2)B
【解析】(1)从图可以看出，变化Ⅰ只是分子的间隔和排列方式发生了改变，没有新物质生成，属于物理变化，变化I中的“一定条件”可能是升高温度；(2)变化Ⅱ有新物质生成，属于化学变化，并且是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，属于分解反应．
8.(温州中考)为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙装置进行实验，步骤如下：

①连接装置并检查气密性.
②在量筒内加入100毫升的水.
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250毫升.
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞，关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源.
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65毫升.
(1)小明按如甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性? ___________________________.
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是：_______________________
____________.
(3)根据本实验数据，计算出空气中氧气的体积分数为_________.
小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还与可燃物的性质有关.
【答案】(1)将导管一端插入盛水的烧杯中，用手紧握广口瓶外壁，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好 (2) 改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差 (3) 14%
【解析】(1)检查此装置的气密性时，可将导管一端插入水中，用手紧握广口瓶外壁，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好.(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁点燃红磷，可以减小实验误差，其原因是：改进后的装置无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差.(3)量筒内水减少的体积为广口瓶中氧气的体积，氧气的体积=100mL-65mL=35mL；空气中氧气的体积分数为35ml/250ml100%=14%.
9.(台州中考)资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生.而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短.

(1)小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃.为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃.那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是_____________________________________________.
(2)小柯利用催化剂使H2O2分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：_____________________________________________.
(3)采用相同质量5%的H2O2溶液，图中虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线.(假定两种方法H2O2均完全分解)

【答案】(1)氧气中混有较多水汽(或水蒸气含量过高，氧气浓度低等合理答案均可) (2)长颈漏斗的下端未伸入液面以下(或气体会从长颈漏斗逸出) (3)如图，曲线要体现：①“O”点开始；②斜率大于虚线(反应所需时间较虚线短)；③最终产生氧气的质量相等。

【解析】(1)图甲实验中带火星木条未复燃的原因是：加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，氧气的量较少；
(2)在图丙的气体发生装置中，错误是：长颈漏斗的下端未伸入液面以下，生成的气体会从长颈漏斗中逸出。
(3)由于过氧化氢在二氧化锰催化作用下能分解放出氧气，所以，利用催化剂制取氧气的大致曲线如答案图所示。
10.(绍兴中考)进行氧气制取与性质检验的实验。
(1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，应选用的装置是________(填序号)。

(2)实验中，用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气，能使带火星木条复燃。那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢？进一步展开探究。
第一组实验：5个容积均为100 mL的集气瓶，分别装入一定体积的水，再用排水法收集氧气，恰好把5个集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次伸入5个集气瓶中，记录实验现象。以相同方法完成第二组实验。两组实验的数据和现象见下表。(已知空气中氧气的体积分数为21%)

第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积/mL
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条
的状况
微
亮
亮
很
亮
复
燃
复
燃
很
亮
很
亮
复
燃
复
燃
复
燃
①第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为________%。
②经计算，第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%，由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论。对此结论和过程进行评价：__________________________________________________________________________。
【答案】(1)AE　 (2)①52.6　②实验中，能使带火星的木条复燃的氧气体积分数是确定的，随着实验的精确度要求提高，可以越来越接近这一数值(合理即可)
【解析】(1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，反应物为过氧化氢，二氧化锰作催化剂，为固液反应，不需加热，故发生装置选A装置，氧气密度比空气大，不易溶于水，可以用向上排空气法，也可用排水法进行收集，但图示向上排空气法有错误，故只能选E装置。
(2)①集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×空气中氧气的体积分数，第一组实验D瓶，集气结束时氧气的体积分数为40%+60%×21%=52.6%；
②该结论不严格，由图中可知，当水的体积分数达到35%时，带火星的木条复燃，水的体积分数达到33%时，带火星的木条不复燃，应作一个补充实验，当水的体积分数达到34%时，看带火星的木条是否复燃；采取“半值法”探究能减少实验次数，实际上就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，第二组实验若按B、C的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间，从而省去编号A、D、E的实验，但需补充一个当水的体积分数达到34%的实验。
11．(杭州中考)小金为了探究温度对H2O2溶液分解反应速率的影响，借助如图所示的实验装置(夹持仪器略去)，进行了两次实验，两次实验的部分设计如下表所示：

实验1
实验2
MnO2的质量/g
0.5
0.5
5%的H2O2溶液的体积/mL
40
待填
水浴温度/℃
20
80
……



(1)实验2中应加入5%的H2O2溶液______mL。
(2)在两次实验中，可通过______________________________来比较H2O2溶液分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80 ℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有________________________________________________。
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是__________。
【答案】(1)40　(2)相同时间内注射器内气体的体积 (3)温度较高，水蒸发较快，导致氧气中含较多水蒸气(合理即可) (4)过滤
【解析】(1)利用对比试验探究温度对H2O2分解反应速率的影响时，变量应是温度，其余的量应相同，所以，实验2中应加入5%H2O240毫升；(2)在两次实验中，可通过相同的时间内注射器内气体的体积多少 来比较H2O2分解反应速率的大小；(3)实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有温度较高时水蒸发成水蒸气；(4)实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来，由于MnO2不溶于水，可采取的方法是过滤、洗涤、干燥。
12.如图所示是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

(1)实验室用高锰酸钾制氧气的文字表达式是________________________________，应选择的收集装置是________(填字母代号)。如果选用如图G所示的装置收集氧气，气体应从________(填“a”或“b”)端导入。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的文字表达式为____________________________。
某科学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流。大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是__________________________________________
________________________________________________________________________；
二是将过氧化氢溶液加水稀释。溶液的稀释需要经过计算、量取、混匀三个步骤。如果把50 g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为________g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有________(填数字序号)。
①量筒　②药匙　③试管　④酒精灯 ⑤滴管　⑥玻璃棒
【答案】(1)高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气　D(或F)　a
(2)过氧化氢水＋氧气　可以控制加入过氧化氢溶液的速率　150　①⑤⑥
【解析】(1)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、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，氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以应选择的收集装置是D或F，选用如图装置收集氧气，气体应从a端导入；(2)①注射器可以控制液体的滴加速度，所以把发生装置由B改为C，其理由是：可以控制液体的滴加速度，进而可控制反应速率，得到平稳的氧气流；②在稀释过程中，需加水的质量为50×20%÷5%-50=150g。除了烧杯外，还需要用到的仪器有：量筒，用来量取液体；滴管，用来接近刻度线时定容；玻璃棒，用来搅拌使其混合均匀，故选：①⑤⑥。