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课题3 制取氧气（第1课时）
教学目标 1.了解加热高锰酸钾制取氧气的方法，掌握制取氧气的制取装置、收集装置、实验步骤、注意事项、验满等内容。2.掌握工业制取氧气的方法。3.熟悉分解过氧化氢制取氧气的实验方法。
重点和难点 重点：实验室制取氧气的方法，以及工业制氧的方法。难点：实验装置的选择。
◆知识点一 加热高锰酸钾制取氧气
1.加热高锰酸钾制取氧气的方法
试剂 高锰酸钾（ 固体）
反应原理 文字表达式： 符号表达式：
实验装置 实验室里制取气体的装置包括 装置和 装置两部分。
（1）发生装置的选择（依据： 和 ） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。②加热高锰酸钾制取氧气时，因高锰酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。
（2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型适用气体适用于 的气体适用于 的气体适用于 的气体氧气的密度比空气的大，可选择 收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择 收集氧气。
操作步骤 ①检查装置气密性;②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一团 ;③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口 ~ 处，并使试管口 ;④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管 ，然后再将外焰对准药品部位集中加热;⑤用排水法收集氧气——当导管口有 气泡冒出时，再收集;⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽;⑦再熄灭酒精灯
验满 ①排水法： ，证明已集满。②向上排空气法： ，证明已集满。
①仪器的组装要按 、 的顺序进行。②试管内的导管略露出橡胶塞即可， 。③用排水法收集气体时，应先将集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内；待集满气后，先撤出导管并在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水面。④药品要平铺在试管底部， 。⑤试管口要略向下倾斜， 。⑥试管口要放一团棉花， 。⑦实验结束时，要先 ，然后 ，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂。⑧用高锰酸钾制取氧气的实验步骤可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音记忆为“茶、庄、定、点、收、利、息”。
即学即练
1.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有如下操作步骤：
①加热；②检验装置的气密性；③装药品；④用排水法收集气体；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦装配仪器；⑧连接固定仪器。其操作顺序正确的是
A．⑦③①⑧②④⑥⑤ B．②③⑦⑧①④⑤⑥
C．⑧①⑦③②⑤④⑥ D．⑦②③⑧①④⑤⑥
2.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
◆知识点二 工业制氧气的方法
工业制氧气时，氮气先从液态空气中蒸发出来，此过程中没有新物质生成，属于 。
2.膜分离技术法
空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气
即学即练
1.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”)。
◆知识点三 分解过氧化氢制取氧气
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验步骤 实验现象 实验分析 实验结论
带火星的木条不复燃 常温下过氧化氢分解缓慢，在较短时间内放出的氧气很少，不足以使带火星的木条复燃 二氧化锰能 过氧化氢分解制取氧气的速率，二氧化锰本身 不变。
有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢的分解，放出的氧气使带火星的木条复燃
重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快过氧化氢分解的作用，二氧化锰的化学性质没有改变
2.用过氧化氢溶液制取氧气
试剂 过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理 文字表达式： 符号表达式：
实验装置
实验步骤 ①检查装置的气密性;②向锥形瓶中装入二氧化锰固体;③塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞;④加入过氧化氢溶液;⑤收集氧气。
注意事项 ①A 装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而 。②B装置，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成 ），以防止 。
即学即练
1.用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是
A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯
C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢
重难点一 固液常温型发生装置的用途
1.测定空气中氧气含量的改进装置
最简便的发生装置，但不便于随时添加液体，适用于制取 气体
左侧装置可以随时添加液体，适用于制取 气体；右侧装置可以 。
可通过关闭弹簧夹使装置内压强增大，液体被压至长颈漏斗内，液面降低至塑料片以下，此时固液分离反应停止，所以该装置可以 。注意：此装置塑料片上不适合放置 固体（如MnO2等）
实践应用
1.实验室常用下列装置制取、收集氧气，并验证氧气的一些化学性质。请你按要求回答下列问题：
（1）写出仪器①的名称： 。
（2）图G的实验中，集气瓶底要预留少量水，其目的是 。
（3）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若要控制反应速率，得到平稳的氧气流，应选择的发生装置是 （填标号）。该反应的文字表达式为 。
考点一 工业制取氧气
【例1】工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作：
（1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）工业制氧气的原理是 。
（3）工业制取氧气用分离液态空气的方法而不用加热高锰酸钾的方法的原因是 （写出一点即可）。
【变式1-1】空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题：
（1）科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。
（2）工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。
蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
（3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。
（4）空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。
【变式1-2】分离空气的简易流程如下图：
（1）经过操作A处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）由操作B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气的化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）。
考点二 氧气实验室制法的综合考查
【例2】实验室常用图1中的装置来制取和收集气体。请回答问题：
（1）图1中仪器①的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应在图1中选择的发生装置是 （填字母），发生反应的文字表达式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。
（3）以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤。下列实验步骤正确的排序为______（填字母）。
A．熄灭酒精灯
B．检查装置的气密性
C．用排水法收集氧气
D．收集完毕，将导管从水槽中移出
E．将试管固定在铁架台上
F．将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管
G．点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热
（4）用装置C收集氧气，检验氧气已收集满的操作是 。
（5）在学习了实验室制氧气之后，小乐同学查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作了简易供氧器（如图2），其中试剂A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物（过碳酸钠遇水会生成过氧化氢）。下列关于该实验的说法，错误的是______（填字母）。
A．吸管相当于导管 B．注射器相当长颈漏斗 C．该装置可控制反应速率
【变式2-1】请结合下列实验常用装置，回答有关问题：

（1）写出装置B和C中相同玻璃仪器的名称 （只写一种）
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置 （填字母序号），反应的化学符号表达式为 。实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水。则制取二氧化碳气体，应该从图中选择的装置是 。
（3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进入（填“a”或“b”）。
【变式2-2】A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。
（3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。
（4）若选用BE装置加热高锰酸钾制取氧气，有下列操作：
①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。
正确的操作顺序为___________。
A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦
（5）F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。
考点三 制取氧气的图像问题
【例3】某同学将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，下列图像不正确的是
A．B．C．D．
【变式3-1】质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，则收集到氧气的质量随反应时间变化的图象如图，其中正确的是
A．B．C．D．
【变式3-2】下列图像能正确表示对应变化关系的是

A．图甲：利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，集气瓶中气体压强随时间的变化
B．图乙：利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，二氧化锰随时间的变化
C．图丙：加热高锰酸钾制取氧气，固体物质的种类随加热时间的变化
D．图丁：用两份等体积等浓度的过氧化氢制取氧气，其中一份加了催化剂，产生氧气的质量随反应时间的变化
基础达标
1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列实验操作正确的是
A．检查气密性时，先紧握试管，然后将导管的一端放入水中
B．组装仪器时，将导管口伸入盛满水的集气瓶，然后加热试管
C．收集满气体时，将集气瓶移出水槽，然后用玻璃片盖住瓶口
D．实验结束时，将导管移出水槽，然后熄灭酒精灯
2．科学规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列有关氧气的制取和性质研究的实验中，错误的是
A．检查装置气密性 B．制取氧气
C．收集氧气 D．性质实验
3．如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是
A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置
B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢
C．输出的氧气可作为燃料
D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气
4．实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气。下列有关操作的叙述，正确的是
A．试管口应该略向上倾斜 B．用酒精灯的内焰加热
C．导管口一有气泡冒出就开始收集 D．收集前集气瓶应装满水
阅读下列材料，完成下面小题。
高锰酸钾是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气。高锰酸钾溶液可用作消毒剂。
5．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
6．下列关于高锰酸钾的说法，正确的是
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中的氧全部转化为氧气
7．实验室制取氧气时，必须满足的条件是
A．使用催化剂 B．用高锰酸钾制取时需加热
C．用排水法收集氧气 D．用燃着的木条检验是否收集满
8．为了探究影响过氧化氢分解速率的因素，设计了如下几组实验。下列说法不正确的是
序号 过氧化氢溶液 质量 反应温度
体积 溶质质量分数
① 10mL 5% 0.1g 25℃
② 10mL 10% 0.1g 25℃
③ 10mL 5% 0.1g 40℃
④ 10mL 5% 0.3g 25℃
A．对比①与②，可以探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响
B．对比①与③，可以探究温度对反应速率的影响
C．对比②与④，可以探究的质量对反应速率的影响
D．实验①与实验③最终收集到的氧气质量基本相同
9．实验室制取氧气及氧气的性质实验涉及的实验装置及操作正确的是
A．装置甲加入试剂 B．装置乙制取氧气
C．装置丙收集氧气 D．装置丁进行铁丝在氧气中燃烧
10．酵母可用于催化过氧化氢分解。实验如图，塑料瓶会涌出柱状泡沫，它被形象地称为“大象牙膏”。下列分析正确的是
A．溶液浓度不影响反应快慢
B．颜料可使反应产生更多泡沫
C．酵母能促使过氧化氢产生更多气体
D．泡沫中的气体能使带火星的木条复燃
11．实验室可用如图装置制取和收集氧气。有关说法错误的是
A．反应原理为
B．实验室可用该装置分解过氧化氢制取氧气
C．装置图中仪器①名称是铁架台
D．棉花团具有防止固体粉末进入导管的作用
综合应用
12．如图是某化学兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验，请回答：
（1）指出标号仪器名称：② 。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 。
（3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进(填“a”或“b”)。
（4）如图所示，集气瓶中装有体积分数为80%的水。当使用排水法收集氧气后，集气瓶中仍留有20%的水，则收集后集气瓶气体中氧气的体积分数是 。(受气候等地理条件的影响，当地空气中的氧气体积分数按20%计算)
（5）在跨学科实践活动中，某探究小组同学用下图的自制“制氧机”制备。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热：右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】左瓶中的二氧化锰可通过过滤、洗涤、烘干等操作回收；右瓶中水的作用是 (写一条)。
13．在实验室和生活中选择合适的试剂和装置可以制取气体。
图甲是实验室常用来制取气体的装置。
（1）写出图中①仪器名称 。
（2）组装A装置时，依据酒精灯 (填“外焰”或“内焰”)的高度调节试管高度。
（3）实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是___________(填字母序号)。
A． B． C．
（4）实验室用电石(固体，主要成分CaC2)和水反应制取乙炔(C2H2)气体，该反应极剧烈，为控制反应速率，发生装置应选 (填序号)。
（5）如图所示，实验室制取氧气时，在试管中加热一定质量的高锰酸钾，随着实验的进行，纵坐标不能表示的是___________。
A．氧气的质量 B．二氧化锰的质量
C．锰酸钾的质量 D．高锰酸钾的质量
14．化学实验是进行科学探究的重要手段。
任务一 利用如图所示的实验装置制备常见气体，请回答有关问题：
（1）写出图中仪器①的名称： 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是 ，选用的发生装置是 （填字母）。该反应的文字表达式为 ；收集较纯净的氧气宜选用 （填字母）。
（3）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用的发生装置 （填字母标号，下同）写出该反应的文字表达式 ；用装置C来收集气体的验满方法是 。
（4）如F图是一个正放的多功能瓶，可用于收集气体、洗涤气体、干燥气体、贮存气体等。在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，应选用的发生装置是 （填字母），氢气的密度比空气小，且难溶于水，若用排空气法收集氢气时，氢气从 （填“a”或“b”）端通入。
（5）为了探究“铁可以在纯净的氧气中燃烧”，化学小组的同学做了如下实验：在一段螺旋状铁丝末端系一根火柴，用坩埚钳夹住铁丝，然后将火柴在酒精灯上点燃，将铁丝由集气瓶口向下慢慢伸入，如图3所示（夹持装置已略去）。
①小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是 。
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是 ，证明铁丝可以在纯净的氧气中燃烧。因此，做铁丝燃烧实验更适合用 法收集氧气。
③做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是 。
拓展培优
15．化学小组开展“自制简易家庭制氧机”的项目式学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
（1）分子筛制氧法——当空气经过分子筛时，N2和O2分离，获得高浓度的氧气。微观示意图如图。从物质分类角度分析，该制氧机制得的“氧气”属于 。（填“纯净物”或“混合物”）
（2）化学试剂法——主要试剂一般是H2O2溶液或过碳酸钠固体(溶于水且在MnO2的催化作用下分解产生O2)。与KMnO4分解制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由是 。（写一点）
活动二：制氧剂的选择
【查阅资料】
①H2O2溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。
②过碳酸钠具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。
【实验探究1】其他条件相同，向含等量H2O2的四组H2O2溶液中分别加入0.2gMnO2作催化剂，对比制氧效果，记录并处理20min内的数据，如图1。

（3）充分反应后，MnO2的质量为 g。
【实验探究2】其他条件相同，向1.41g过碳酸钠中分别加入不同量的水，进行四次实验的制氧效果对比、记录并处理20min内数据，如图2。
（4）从图中2可知，加水量与过碳酸钠的制氧效率的关系是 。
（5）结合制氧剂相关性质的资料，综合分析图1、图2中的数据，写出利用过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 。（写一点）
活动三：自制制氧装置
如图中1.0版所示，利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。
（6）通过观察1.0版洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
答案和解析
教学目标 1.了解加热高锰酸钾制取氧气的方法，掌握制取氧气的制取装置、收集装置、实验步骤、注意事项、验满等内容。2.掌握工业制取氧气的方法。3.熟悉分解过氧化氢制取氧气的实验方法。
重点和难点 重点：实验室制取氧气的方法，以及工业制氧的方法。难点：实验装置的选择。
◆知识点一 加热高锰酸钾制取氧气
1.加热高锰酸钾制取氧气的方法
试剂 高锰酸钾（暗紫色固体）
反应原理 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
实验装置 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。
（1）发生装置的选择（依据：反应物状态和反应条件） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。②加热高锰酸钾制取氧气时，因高锰酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。
（2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型适用气体适用于难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体适用于密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体适用于密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择排水法收集氧气。
操作步骤 ①检查装置气密性;②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花;③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口 ~ 处，并使试管口略向下倾斜;④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后再将外焰对准药品部位集中加热;⑤用排水法收集氧气——当导管口有连续且均匀气泡冒出时，再收集;⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽;⑦再熄灭酒精灯
验满 ①排水法：集气瓶口处有大气泡冒出，证明已集满。②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。
①仪器的组装要按先下后上、从左到右的顺序进行。②试管内的导管略露出橡胶塞即可，便于气体导出。③用排水法收集气体时，应先将集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内；待集满气后，先撤出导管并在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水面。④药品要平铺在试管底部，便于均匀受热。⑤试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流至热的试管底部，使试管炸裂。⑥试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。⑦实验结束时，要先把导管移出水槽，然后再熄灭酒精灯，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂。⑧用高锰酸钾制取氧气的实验步骤可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音记忆为“茶、庄、定、点、收、利、息”。
即学即练
1.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有如下操作步骤：
①加热；②检验装置的气密性；③装药品；④用排水法收集气体；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦装配仪器；⑧连接固定仪器。其操作顺序正确的是
A．⑦③①⑧②④⑥⑤ B．②③⑦⑧①④⑤⑥
C．⑧①⑦③②⑤④⑥ D．⑦②③⑧①④⑤⑥
【答案】D
【解析】高锰酸钾制取氧气的步骤：查（⑦→②）、装（③）、定（⑧）、点（①）、收（④）、离（⑤）、熄（⑥），则操作顺序正确的是⑦②③⑧①④⑤⑥，故选：D。
2.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
【解析】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。
◆知识点二 工业制氧气的方法
工业制氧气时，氮气先从液态空气中蒸发出来，此过程中没有新物质生成，属于物理变化。
2.膜分离技术法
空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气
即学即练
1.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”)。
【答案】（1）低
（2）混合物
（3）物理
【解析】（1）步骤②中，首先蒸发出的是氮气，从液态到气态，沸点低的先气化出来，氮气先蒸发出来，所以态氮的沸点比液态氧的沸点低；
（2）液态空气除去氮气得到“工业液氧”，空气中除氮气和氧气外还含有稀有气体、二氧化碳等，所以“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等，是混合物；
（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。
◆知识点三 分解过氧化氢制取氧气
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验步骤 实验现象 实验分析 实验结论
带火星的木条不复燃 常温下过氧化氢分解缓慢，在较短时间内放出的氧气很少，不足以使带火星的木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢分解制取氧气的速率，二氧化锰本身化学性质不变。
有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢的分解，放出的氧气使带火星的木条复燃
重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快过氧化氢分解的作用，二氧化锰的化学性质没有改变
2.用过氧化氢溶液制取氧气
试剂 过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理 文字表达式：过氧化氢 水 + 氧气符号表达式： H2O2 H2O + O2
实验装置
实验步骤 ①检查装置的气密性;②向锥形瓶中装入二氧化锰固体;③塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞;④加入过氧化氢溶液;⑤收集氧气。
注意事项 ①A 装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。②B装置，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成液封），以防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出。
即学即练
1.用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是
A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯
C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢
【答案】D
【解析】A、过氧化氢在常温下会缓慢分解，即使没有催化剂，仍能产生氧气，不符合题意；
B、用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰，过氧化氢仍然能分解，只是分解速率较慢，而氧气纯度与反应速率无关，故不会导致制取的氧气不纯，不符合题意；
C、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，不会导致产生氧气的总质量减少，不符合题意；
D、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，会导致产生氧气的速率慢，符合题意。
故选D。
重难点一 固液常温型发生装置的用途
1.测定空气中氧气含量的改进装置
最简便的发生装置，但不便于随时添加液体，适用于制取少量气体
左侧装置可以随时添加液体，适用于制取较多气体；右侧装置可以控制化学反应的速率。
可通过关闭弹簧夹使装置内压强增大，液体被压至长颈漏斗内，液面降低至塑料片以下，此时固液分离反应停止，所以该装置可以控制反应的发生与停止。注意：此装置塑料片上不适合放置粉末状固体（如MnO2等）
实践应用
1.实验室常用下列装置制取、收集氧气，并验证氧气的一些化学性质。请你按要求回答下列问题：
（1）写出仪器①的名称： 。
（2）图G的实验中，集气瓶底要预留少量水，其目的是 。
（3）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若要控制反应速率，得到平稳的氧气流，应选择的发生装置是 （填标号）。该反应的文字表达式为 。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
（3）B
【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗；
（2）图G做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底要预留少量水，其目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A或B，其中B装置能通过注射器控制液体药品的滴加，从而控制反应速率，获得平稳气流，故应选择的发生装置是B；
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为。
考点一 工业制取氧气
【例1】工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作：
（1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）工业制氧气的原理是 。
（3）工业制取氧气用分离液态空气的方法而不用加热高锰酸钾的方法的原因是 （写出一点即可）。
【答案】（1）混合物
（2）液态氮和液态氧的沸点不同
（3）分离液态空气法成本低（合理即可）
【解析】（1）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有液氧、液态稀有气体等多种物质，属于混合物。
（2）工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，进而得到液氧。
（3）分离液态空气法成本低、原料来源广等，则选择分离液态空气的方法制取氧气。
【变式1-1】空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题：
（1）科学家研制的人造空气可供航天员呼吸。人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数 (选填“大”或“小”)。
（2）工业上常用分离液态空气的方法制取氧气。
蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的 (选填“密度”或“沸点”)不同，该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
（3）部分冰箱用“气调保鲜”的方式达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程示意图。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 (选填“富氧空气”或“富氮空气”)，这一保鲜原理主要是 。
（4）空气质量与人体健康密切相关，请写出一条有利于保护空气的措施 。
【答案】（1）小
（2）沸点 物理
（3）富氮空气 氧气具有氧化性，而氮气化学性质稳定，可做保护气
（4）减少化石燃料的使用
【解析】（1）空气中氮气的体积分数约为79%，故人造空气中氮气的体积分数约为70%，比空气中氮气的体积分数小；
（2）蒸发液态空气可分离出氧气和氮气，其原理是利用液氮和液氧的沸点不同，该变化属于物理变化；
（3）根据流程示意图可知，在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，这一保鲜原理主要是氧气具有氧化性，氮气化学性质稳定，可做保护气；
（4）减少化石燃料的使用有利于保护空气。
【变式1-2】分离空气的简易流程如下图：
（1）经过操作A处理后的空气属于 （填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）由操作B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气的化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）。
【答案】（1）混合物 物理变化
（2）低 不活泼
【解析】（1）操作A将空气经过降温加压变为液态空气，液态空气中含有液氮、液氧等物质，属于混合物，此过程中只是空气中各成分的状态变化，没有新物质生成，属于物理变化，故填：混合物；物理变化；
（2）由流程图可知，操作B蒸发液态空气的过程中，氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低；嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气化学性质不活泼，不与月壤中的其它物质发生反应，故填：低；不活泼。
考点二 氧气实验室制法的综合考查
【例2】实验室常用图1中的装置来制取和收集气体。请回答问题：
（1）图1中仪器①的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，应在图1中选择的发生装置是 （填字母），发生反应的文字表达式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。
（3）以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤。下列实验步骤正确的排序为______（填字母）。
A．熄灭酒精灯
B．检查装置的气密性
C．用排水法收集氧气
D．收集完毕，将导管从水槽中移出
E．将试管固定在铁架台上
F．将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管
G．点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热
（4）用装置C收集氧气，检验氧气已收集满的操作是 。
（5）在学习了实验室制氧气之后，小乐同学查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作了简易供氧器（如图2），其中试剂A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物（过碳酸钠遇水会生成过氧化氢）。下列关于该实验的说法，错误的是______（填字母）。
A．吸管相当于导管 B．注射器相当长颈漏斗 C．该装置可控制反应速率
【答案】（1）长颈漏斗
（2）B 分解
（3）BFEGCDA
（4）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满
（5）B
【解析】（1）由图可知，图1中仪器①的名称是长颈漏斗；
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置可选B；
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：；
该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤：组装仪器，检查装置的气密性；装入药品；固定装置；加热制取气体，用排水法收集气体，待收集完毕，先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，故排序为：BFEGCDA；
（4）用装置C收集氧气，氧气具有助燃性，检验氧气已收集满的操作是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
（5）A、该装置中，吸管相当于导管，用于导出气体，A正确；
B、注射器可控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，相当于分液漏斗，B错误；
C、该装置中可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，C正确。
故选B。
【变式2-1】请结合下列实验常用装置，回答有关问题：

（1）写出装置B和C中相同玻璃仪器的名称 （只写一种）
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用发生装置 （填字母序号），反应的化学符号表达式为 。实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水。则制取二氧化碳气体，应该从图中选择的装置是 。
（3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进入（填“a”或“b”）。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）A BD/CD
（3）a
【解析】（1）装置B和C中相同玻璃仪器是长颈漏斗、导气管；
（2）高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应属于固体加热型，选择装置A来制取；反应的化学符号表达式为；实验室常用块状石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，属于固液常温型，选择装置B或C来制取；已知二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以用向上排空气法来收集，选D装置收集；
（3）氧气的密度比空气大，若用装置F收集氧气时，氧气从长管进入，故填a。
【变式2-2】A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，选择的装置组合是 (填字母)，反应的符号表达式是 。
（3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是 ，在集气瓶底部放少量水的目的是 。
（4）若选用BE装置加热高锰酸钾制取氧气，有下列操作：
①熄灭酒精灯；②装药品，固定装置；③检查装置气密性；④收集气体；⑤连接仪器；⑥点燃酒精灯，加热；⑦从水槽中取出导气管。
正确的操作顺序为___________。
A．⑦②③①④⑤⑥ B．⑤③②⑥④①⑦ C．⑤③②⑥④⑦① D．⑤②③⑥④①⑦
（5）F装置常称为“多功能瓶”，可用来收集气体。若利用排水法收集气体，则气体应该从 (填“m”或“n”)端通入。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）AE
（3）火星四射、发出大量的热、生成黑色固体 防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底
（4）C
（5）m
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗；
（2）实验室用过氧化氢制取一瓶较纯净的氧气，该反应为固液常温型，发生装置可选择A，排水法收集的氧气较排空气法纯净，氧气不易溶于水，可选择E排水法收集，故可选择的装置组合是AE，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，符号表达式为：；
（3）用收集的氧气进行“铁丝在氧气中的燃烧”的实验，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；
在集气瓶底部放少量水能防止高温熔融物溅落炸裂瓶底；
（4）加热高锰酸钾制取氧气，正确的操作顺序为：⑤连接仪器，③检查装置气密性，以防止装置漏气影响实验结果，②装药品，固定装置，⑥点燃酒精灯，加热制取气体，④收集气体，⑦从水槽中取出导气管，①熄灭酒精灯，以防止水倒流炸裂试管，因此正确操作顺序是⑤③②⑥④⑦①；
故选C；
（5）气体的密度比水小，若利用排水法收集气体，气体应从短进长出，故将气体从m端通入。
考点三 制取氧气的图像问题
【例3】某同学将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，下列图像不正确的是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】A、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂，在反应前后质量不变，故A图像不正确；
B、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，随着反应的进行，过氧化氢的质量不断减少，至完全反应减少至0，故B图像正确；
C、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，过氧化氢溶液中本身含有水，（横坐标是反应时间）随着反应的进行，会不断生成水，水的质量不断增大，至反应完全，水的质量不变，故C图像正确；
D、将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，随着反应的进行，氧气的质量不断增大，至完全反应不再发生变化，故D图像正确；
故选：A。
【变式3-1】质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，则收集到氧气的质量随反应时间变化的图象如图，其中正确的是
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，由于是质量相等的两份药品a和b，a是混有二氧化锰的过氧化氢溶液，b是过氧化氢溶液，说明b中过氧化氢溶液的质量大于a，则最终生成氧气的质量a小于b；由于a中有二氧化锰作催化剂，因此a的反应速率比b快，故收集到氧气的质量随反应时间变化的图象为，故选：D。
【变式3-2】下列图像能正确表示对应变化关系的是

A．图甲：利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，集气瓶中气体压强随时间的变化
B．图乙：利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，二氧化锰随时间的变化
C．图丙：加热高锰酸钾制取氧气，固体物质的种类随加热时间的变化
D．图丁：用两份等体积等浓度的过氧化氢制取氧气，其中一份加了催化剂，产生氧气的质量随反应时间的变化
【答案】C
【解析】A、红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，最后压强低于原来的压强，不符合题意；
B、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，化学反应前后催化剂的质量不变，不符合题意；
C、加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾需要加热到一定温度才开始分解，故一开始只有高锰酸钾一种固体，达到分解温度后，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾部分分解时，有高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种固体，高锰酸钾完全分解后，有锰酸钾和二氧化锰两种固体，符合题意；
D、催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，用两份等体积等浓度的过氧化氢制取氧气，其中一份加了催化剂，有催化剂的反应速率快，但是最后生成氧气的质量相等，不符合题意。
故选C。
基础达标
1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列实验操作正确的是
A．检查气密性时，先紧握试管，然后将导管的一端放入水中
B．组装仪器时，将导管口伸入盛满水的集气瓶，然后加热试管
C．收集满气体时，将集气瓶移出水槽，然后用玻璃片盖住瓶口
D．实验结束时，将导管移出水槽，然后熄灭酒精灯
【答案】D
【解析】A、检查气密性时，应先将导管一端放入水中，再紧握试管，若先紧握试管，内部气体受热膨胀提前逸出，再放入水中无法准确检验气密性，A 错误 。
B、组装仪器后，应先检查气密性，再装药品、加热，且不能一开始就将导管伸入盛满水的集气瓶，要等气泡连续均匀冒出时再收集，B 错误 。
C、收集满气体时，应在水下用玻璃片盖住瓶口，再将集气瓶移出水槽，否则空气易进入，C 错误 。
D、实验结束时，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，防止水倒吸使试管炸裂，D 正确 。
故选D。
2．科学规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列有关氧气的制取和性质研究的实验中，错误的是
A．检查装置气密性 B．制取氧气
C．收集氧气 D．性质实验
【答案】C
【解析】A、该装置检查气密性时，往外拉注射器活塞，若装置气密性良好，锥形瓶内压强减小，外界空气会通过长颈漏斗进入，长颈漏斗下端管口会有气泡冒出，操作正确；
B、图中是固体加热型发生装置，可用于加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂，试管口塞一团棉花以防试管内固体粉末进入导管，操作正确；
C、氧气不易溶于水、密度比水小，用排水法收集氧气时，氧气应从短导管通入，水从长导管排出，而图中氧气从长导管通入，无法将水排出收集到氧气，操作错误；
D、铁丝在氧气中燃烧实验，集气瓶底部放少量水，是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，操作正确。
故选C。
3．如图所示是某兴趣小组设计的简易供氧器，下列有关说法不正确的是
A．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置
B．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢
C．输出的氧气可作为燃料
D．该装置可以给鱼缸中的鱼供氧气
【答案】C
【解析】A、反应仓中发生产生氧气的反应，相当于实验室制取氧气的发生装置，故选项说法正确；
B、氧气通过过滤仓中的水时会产生气泡，气泡的多少可以反映氧气排出的快慢 ，故选项说法正确；
C、氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作为燃料，故选项说法错误；
D、该装置产生的氧气可以通入鱼缸中，给鱼缸中的鱼供氧气，故选项说法正确；
故选：C。
4．实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气。下列有关操作的叙述，正确的是
A．试管口应该略向上倾斜 B．用酒精灯的内焰加热
C．导管口一有气泡冒出就开始收集 D．收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【解析】A、试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流导致试管炸裂，故A不符合题意；
B、酒精灯外焰温度最高，加热时应使用外焰，故B不符合题意；
C、初始气泡含有较多空气，需等连续均匀气泡时再收集，否则氧气不纯，故C不符合题意；
D、排水法收集氧气时，集气瓶需装满水以排尽空气，确保纯度，故D符合题意。
故选D。
阅读下列材料，完成下面小题。
高锰酸钾是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气。高锰酸钾溶液可用作消毒剂。
5．在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
6．下列关于高锰酸钾的说法，正确的是
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中的氧全部转化为氧气
【答案】5．C 6．A
【解析】5．高锰酸钾制氧气为固体加热反应，需酒精灯（A）加热，试管（B）盛装固体作反应容器，集气瓶（D）收集氧气。漏斗（C）用于过滤或添加液体，此实验无需过滤或添加液体，故不需要漏斗。
故选C；
6．A、高锰酸钾见光易分解，需避光保存于棕色瓶，选项正确；
B、题干明确高锰酸钾受热易分解，选项错误；
C、高锰酸钾溶液用于消毒，说明其可溶于水，选项错误。
D、反应中高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧元素分布在多种产物中，并非全部转化为氧气，选项错误。
故选A。
7．实验室制取氧气时，必须满足的条件是
A．使用催化剂 B．用高锰酸钾制取时需加热
C．用排水法收集氧气 D．用燃着的木条检验是否收集满
【答案】B
【解析】A、过氧化氢或氯酸钾制氧用催化剂（一般用二氧化锰），而高锰酸钾制氧无需催化剂。选项错误；
B、高锰酸钾在加热的条件下才会分解，所以用高锰酸钾制取时需加热，选项正确；
C、氧气的密度比空气大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法收集，又可以采用排水法收集，排空气法收集的气体比较干燥，排水法收集的气体比较纯净。方法选择取决于实验需求，并非必须。选项错误；
D、 氧气验满需用带火星的木条置于瓶口，若复燃则说明已满。选项错误；
故选B。
8．为了探究影响过氧化氢分解速率的因素，设计了如下几组实验。下列说法不正确的是
序号 过氧化氢溶液 质量 反应温度
体积 溶质质量分数
① 10mL 5% 0.1g 25℃
② 10mL 10% 0.1g 25℃
③ 10mL 5% 0.1g 40℃
④ 10mL 5% 0.3g 25℃
A．对比①与②，可以探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响
B．对比①与③，可以探究温度对反应速率的影响
C．对比②与④，可以探究的质量对反应速率的影响
D．实验①与实验③最终收集到的氧气质量基本相同
【答案】C
【解析】A、由表格数据可知，①②中过氧化氢溶液的溶质质量分数不同，其他条件相同，则对比①与②，可以探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响，说法正确，不符合题意；
B、由表格数据可知，①③中反应温度不同，其他条件相同，则对比①与③，可以探究温度对反应速率的影响，说法正确，不符合题意；
C、由表格数据可知，②④中过氧化氢溶液的溶质质量分数和二氧化锰的质量均不同，变量不唯一，则对比②与④，不能探究的质量对反应速率的影响，说法错误，符合题意；
D、由表格数据可知，①与③的变量是反应温度，反应温度可以影响反应速率，但不能改变最终产物的质量，由于实验①与实验③中过氧化氢溶液的体积、溶质质量分数相同，所以最终收集到的氧气质量基本相同，说法正确，不符合题意。
故选C。
9．实验室制取氧气及氧气的性质实验涉及的实验装置及操作正确的是
A．装置甲加入试剂 B．装置乙制取氧气
C．装置丙收集氧气 D．装置丁进行铁丝在氧气中燃烧
【答案】C
【解析】A、向试管中加入高锰酸钾等固体粉末状药品时，应将试管横放，用药匙或纸槽将药品送到试管底部，再将试管慢慢竖起，而不是直接从试管口上方加入，A 错误；
B、用高锰酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止加热时冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂，装置乙中试管口向上倾斜；另外，试管口需要塞一团棉花，防止加热时试管内固体粉末进入导管，B 错误；
C、氧气不易溶于水，可用排水法收集，装置丙是排水法收集氧气的装置，操作正确，C 正确；
D、进行铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶底部要预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂，装置丁中集气瓶底部没有做相关处理，D 错误。
故选C。
10．酵母可用于催化过氧化氢分解。实验如图，塑料瓶会涌出柱状泡沫，它被形象地称为“大象牙膏”。下列分析正确的是
A．溶液浓度不影响反应快慢
B．颜料可使反应产生更多泡沫
C．酵母能促使过氧化氢产生更多气体
D．泡沫中的气体能使带火星的木条复燃
【答案】D
【解析】A、其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，反应越剧烈，选项错误；
B、颜料可以给泡沐上色，但不可使反应产生更多泡沫，选项错误；
C、酵母可用于催化过氧化氢分解，但不能促使过氧化氢产生更多气体，选项错误；
D、过氧化氢分解生成氧气，泡沫中的气体是氧气，能使带火星的木条复燃，选项正确。
故选D。
11．实验室可用如图装置制取和收集氧气。有关说法错误的是
A．反应原理为
B．实验室可用该装置分解过氧化氢制取氧气
C．装置图中仪器①名称是铁架台
D．棉花团具有防止固体粉末进入导管的作用
【答案】B
【解析】A、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：，说法正确；
B、过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，该反应为固液常温性，不需要用固固加热型装置，说法错误；
C、由图可知，装置图中仪器①名称是铁架台，说法正确；
D、加热时，粉末容易随着气流进入导管堵塞导管，故试管口的棉花团具有防止固体粉末进入导管的作用，说法正确。
故选B。
综合应用
12．如图是某化学兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验，请回答：
（1）指出标号仪器名称：② 。
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 。
（3）若用F装置收集氧气，则气体从 端进(填“a”或“b”)。
（4）如图所示，集气瓶中装有体积分数为80%的水。当使用排水法收集氧气后，集气瓶中仍留有20%的水，则收集后集气瓶气体中氧气的体积分数是 。(受气候等地理条件的影响，当地空气中的氧气体积分数按20%计算)
（5）在跨学科实践活动中，某探究小组同学用下图的自制“制氧机”制备。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成和；易溶于水。
【操作】在左瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰。
【现象】左瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊，瓶壁温热：右瓶水中导管口有气泡冒出。
【评价】左瓶中的二氧化锰可通过过滤、洗涤、烘干等操作回收；右瓶中水的作用是 (写一条)。
【答案】（1）酒精灯
（2）A
（3）b
（4）80%
（5）湿润氧气/通过气泡观察生成氧气的速率
【解析】（1）仪器②的名称是酒精灯；
（2）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A；
（3）若用F装置收集氧气，由于氧气密度比水小，则气体从b端进；
（4）如图所示，集气瓶中装有体积分数为80%的水，当使用排水法收集氧气后，集气瓶中仍留有20%的水，则收集后集气瓶气体中氧气的体积分数是；
（5）氧气不易溶于水，则右瓶中水的作用是湿润氧气或通过气泡观察生成氧气的速率等。
13．在实验室和生活中选择合适的试剂和装置可以制取气体。
图甲是实验室常用来制取气体的装置。
（1）写出图中①仪器名称 。
（2）组装A装置时，依据酒精灯 (填“外焰”或“内焰”)的高度调节试管高度。
（3）实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是___________(填字母序号)。
A． B． C．
（4）实验室用电石(固体，主要成分CaC2)和水反应制取乙炔(C2H2)气体，该反应极剧烈，为控制反应速率，发生装置应选 (填序号)。
（5）如图所示，实验室制取氧气时，在试管中加热一定质量的高锰酸钾，随着实验的进行，纵坐标不能表示的是___________。
A．氧气的质量 B．二氧化锰的质量
C．锰酸钾的质量 D．高锰酸钾的质量
【答案】（1）长颈漏斗
（2）外焰
（3）A
（4）C
（5）D
【解析】（1）①仪器名称是长颈漏斗；
（2）酒精灯外焰温度最高，通常用外焰加热，组装A装置时，依据酒精灯外焰的高度调节试管高度；
（3）用图乙所示方法检查装置气密性时，若气密性良好，双手紧握试管外壁，试管内气体受热膨胀，压强增大，会将水压入导管中，所以很快会出现的现象是导管口有气泡冒出，故选A；
（4）根据“实验室用电石（固体，主要成分CaC2）和水反应制取乙炔（C2H2）气体”可知，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，可选用发生装置B或C，其中C装置中注射器能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速率，该反应极剧烈，为控制反应速率，发生装置应选C；
（5）A、在试管中加热一定质量的高锰酸钾，随着反应进行，氧气不断生成，其质量从 0 开始逐渐增加，反应结束后不再变化，纵坐标可以表示氧气的质量，不符合题意；
B、二氧化锰是该反应的生成物，随着反应进行，其质量从 0 开始逐渐增加，反应结束后不再变化，纵坐标可以表示二氧化锰的质量，不符合题意；
C、锰酸钾是该反应的生成物，随着反应进行，其质量从 0 开始逐渐增加，反应结束后不再变化，纵坐标可以表示锰酸钾的质量，不符合题意；
D、随着反应进行，高锰酸钾不断分解，质量逐渐减少，最后反应完全，质量变为 0，而图中纵坐标表示的量是从 0 开始增加的，所以纵坐标不能表示高锰酸钾的质量，符合题意。
故选D。
14．化学实验是进行科学探究的重要手段。
任务一 利用如图所示的实验装置制备常见气体，请回答有关问题：
（1）写出图中仪器①的名称： 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是 ，选用的发生装置是 （填字母）。该反应的文字表达式为 ；收集较纯净的氧气宜选用 （填字母）。
（3）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时应选用的发生装置 （填字母标号，下同）写出该反应的文字表达式 ；用装置C来收集气体的验满方法是 。
（4）如F图是一个正放的多功能瓶，可用于收集气体、洗涤气体、干燥气体、贮存气体等。在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，应选用的发生装置是 （填字母），氢气的密度比空气小，且难溶于水，若用排空气法收集氢气时，氢气从 （填“a”或“b”）端通入。
（5）为了探究“铁可以在纯净的氧气中燃烧”，化学小组的同学做了如下实验：在一段螺旋状铁丝末端系一根火柴，用坩埚钳夹住铁丝，然后将火柴在酒精灯上点燃，将铁丝由集气瓶口向下慢慢伸入，如图3所示（夹持装置已略去）。
①小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是 。
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是 ，证明铁丝可以在纯净的氧气中燃烧。因此，做铁丝燃烧实验更适合用 法收集氧气。
③做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是 。
【答案】（1）锥形瓶
（2）检查装置气密性 A E
（3）B 将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满
（4）B b
（5）氧气纯度不够 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 排水 防止高温生成物溅落炸裂瓶底
【解析】（1）由图可知，图中仪器①的名称为锥形瓶，故填：锥形瓶；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在加入药品前的操作是检查装置气密性，防止装置漏气造成药品浪费；
高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为，该反应适用于固体加热型，发生装置选A；氧气的密度比空气大，不易溶于水，则可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中排水法收集的气体较为纯净，即收集装置选E，故填：检查装置气密性；A；；E；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为，该反应适用于固-液常温型，发生装置选B；氧气具有可燃性，则用装置C来收集气体的验满方法是将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满，故填：B；；将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已经收集满；
（4）在实验室里，用锌和稀硫酸溶液反应来制取氢气，该反应适用于固-液常温型，生成装置选B；氢气的密度比空气小，若用排空气法收集氢气时，氢气从b端通入，故填：B；b；
（5）①铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明当氧气的浓度达到一定值时，才能支持铁丝燃烧。小雪同学发现铁丝只红热，没有观察到其他现象，她分析，除了可能是铁丝太粗或铁丝表面有铁锈外，还可能的一个原因是氧气的纯度不够，故填：氧气纯度不够；
②小童同学重新做了实验，观察到明显的实验现象是铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；铁丝可以在纯净的氧气中燃烧，因此，做铁丝燃烧实验更适合用排水法收集氧气，排水法收集的氧气较为纯净，故填：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；排水；
③铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，则在做实验时，集气瓶中要预先加少量水或铺一层细沙，其原因是防止高温生成物溅落炸裂瓶底，故填：防止高温生成物溅落炸裂瓶底。
拓展培优
15．化学小组开展“自制简易家庭制氧机”的项目式学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
（1）分子筛制氧法——当空气经过分子筛时，N2和O2分离，获得高浓度的氧气。微观示意图如图。从物质分类角度分析，该制氧机制得的“氧气”属于 。（填“纯净物”或“混合物”）
（2）化学试剂法——主要试剂一般是H2O2溶液或过碳酸钠固体(溶于水且在MnO2的催化作用下分解产生O2)。与KMnO4分解制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由是 。（写一点）
活动二：制氧剂的选择
【查阅资料】
①H2O2溶液的稳定性较差，浓度较大时具有一定的腐蚀性。
②过碳酸钠具有无毒、无臭、无污染、易储存、水溶性好等特点。
【实验探究1】其他条件相同，向含等量H2O2的四组H2O2溶液中分别加入0.2gMnO2作催化剂，对比制氧效果，记录并处理20min内的数据，如图1。

（3）充分反应后，MnO2的质量为 g。
【实验探究2】其他条件相同，向1.41g过碳酸钠中分别加入不同量的水，进行四次实验的制氧效果对比、记录并处理20min内数据，如图2。
（4）从图中2可知，加水量与过碳酸钠的制氧效率的关系是 。
（5）结合制氧剂相关性质的资料，综合分析图1、图2中的数据，写出利用过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点是 。（写一点）
活动三：自制制氧装置
如图中1.0版所示，利用饮料瓶、吸管等废旧物品制作简易供氧器。
（6）通过观察1.0版洗气装置中的 现象判断氧气的流速。
【答案】（1）混合物
（2）反应不需要加热、操作简单（合理即可）
（3）0.2
（4）加水量越多，过碳酸钠制氧率越高
（5）过碳酸钠是固体便于携带、可以获得平稳(持续、均匀)的氧气流、无毒、无臭、无污染、易储存（合理即可）
（6）气泡产生的速率
【解析】（1）从物质分类角度分析，该制氧机制得的“氧气”中含有氮气和氧气，属于混合物；
（2）高锰酸钾制氧气需要加热、操作不方便，主要试剂一般是H2O2溶液或过碳酸钠固体(溶于水且在MnO2的催化作用下分解产生O2)，与KMnO4分解制氧气相比较，该方法更适宜家庭制氧的理由是反应不需要加热、操作简单（合理即可）；
（3）过氧化氢制氧气的反应，二氧化锰作为催化剂，则其在反应前后质量不变，则充分反应后，MnO2的质量为0.2g；
（4）由图2可知，随着加水量的增大，气体的体积增大，即加水量越多，过碳酸钠制氧率越高；
（5）结合制氧剂相关性质的资料，综合分析图1、图2中的数据，利用过碳酸钠做家用制氧机制氧剂的优点有过碳酸钠是固体便于携带、可以获得平稳(持续、均匀)的氧气流、易储存等（合理即可）；
（6）氧气不易溶于水，通过观察1.0版洗气装置中的气泡产生的速率来判断氧气的流速。
解题要点
工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，进而得到液氧，获得的液氧是混合物。
解题要点
工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，进而得到液氧，获得的液氧是混合物。
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