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第二单元 我们周围的空气
第4讲 氧气的实验室制法
■考点一　氧气的工业制法
分离液态空气。属于物理变化。
■考点二　实验室制取氧气的反应原理
药品及原理：（1）过氧化氢溶液H2O2、二氧化锰（黑）MnO2。：
2H2O2 2H2O+O2↑
（2）氯酸钾（白）固体KClO3、二氧化锰MnO2。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）高锰酸钾固体（暗紫色）KMnO4
2KClO3 2KCl+3O2↑
■考点三　氧气的制取装置和收集方法
1、装置(固固加热)
发生装置：酒精灯、铁架台、试管。。
收集装置（排水法收集）：水槽、导气管、集气瓶、毛玻璃片
2、发生装置：长颈漏斗、锥形瓶
收集装置（向上排空气法）：导管、集气瓶、毛玻璃片
■考点四　制取氧气的操作步骤和注意事项
1、制取步骤：连接装置→检查其密性→装入药品→固定装置→ 点燃酒精灯→
加热→ 收集氧气→ 将导管移出水面→熄灭酒精灯。
2、可以简记为：查、装、定、点、收、离、熄。
3、检验气密性方法：将导管的出口浸入水槽的水中。手握住导管，有气泡从导管口逸出，放开手后管端回流一段水柱，表明装置不漏气。
注意：
a 铁架台的铁夹应夹在离试管口约1/3处。
b 导管伸出橡皮塞少许，不能太长。
c 用KMnO4制氧气时，试管口要放一团棉花。目的是为了防止KMnO4粉末进入导管。
d 试管口略向下倾斜。目的是为了目的是为了防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。
e 排水法收集氧气时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。是为了防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤冷而炸裂。
f 排水法收集时，刚开始有气泡时不能立即收集，要等气泡均匀冒出后才能开始收集气体。
■考点五　氧气的检验和验满
验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则收集满。
检验方法：用带火星的木条伸入集气瓶内，若复燃，则为氧气。
■考点六　催化剂的特点与催化作用
催化剂（触媒）在化学反应中所起的作用叫催化作用。如：二氧化锰
一变：改变其它物质的改变、化学反应速率。
二不变：催化剂的质量和化学性质在反应前后不变。
注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量多少。
◆改变反应速率可以加快，也可能是减慢反应速率。
注：实验室制取氧气最优的方法：双氧水分解
1、 操作简单。2、不加热，节约能源。3、反应速率快。4、易回收二氧化锰。
■考点一　氧气的工业制法
◇典例1：（2021 常州三模）下列关于氧气说法错误的是（　　）
A．空气中氧气的体积分数约为21%
B．氧气可支持燃烧，说明其具有可燃性
C．空气中氧气主要来自植物的光合作用
D．工业上常用分离液态空气法制取氧气
【考查角度】氧气的工业制法．
【解析】A、空气中氧气的体积分数约为21%，故A正确；
B、氧气可支持燃烧，说明其具有助燃性，而不是可燃性，故B错误；
C、植物的光合作用就是利用二氧化碳和水，在光照的条件下，在叶绿体内反应生成有机物，并释放出氧气，因此空气中氧气主要来自植物的光合作用，故C正确；
D、空气主要是由氮气和氧气组成的，氮气与氧气的沸点不同，因此工业上常用分离液态空气法制取氧气，故D正确。
故选：B。【答案】B
◆变式训练
1.1 （2021 呼和浩特二模）空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法错误的是（　　）
A．空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B．空气中的稀有气体通电时发出不同颜色的光是化学变化
C．工业上常用分离液态空气的方法制备氧气
D．空气质量指数越高空气质量级别越大
【考查角度】空气的组成，及氧气和氮气的作用
【解析】A、植物的光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，所以空气中的氧气主要来源于植物的光合作用，故A正确；
B、空气中的稀有气体通电时发出不同颜色的光，此过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故B错误；
C、空气中氧气的体积分数约为21%，氮气的体积分数约为78%，且氮气与氧气的沸点不同，所以工业上常用分离液态空气的方法制备氧气，故C正确；
D、空气质量指数越高空气质量级别越大，故D正确。
故选：B。
【答案】B
1.2 （2021 莘县三模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法不正确的是（　　）
A．焊接或切割金属时，使用纯氧代替空气以获得更高的温度
B．氧气和氮气的密度不同，所以工业上可用分离液态空气法制取氧气
C．稀有气体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光
D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
【考查角度】氧气的工业制法．
【解析】体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光，故C正确；
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等，故D正确。
故选：B。
【答案】B
■考点二　实验室制取氧气的反应原理
◇典例1：（2021 河南）现有下列反应：①；②；③。其中适用于实验室制取氧气的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理、氧气的实验室制法（加热高锰酸钾）——实验现象
【解析】①高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾和二氧化锰两种固体，同时生成氧气，适用于实验室制取氧气；②氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾固体和氧气，适用于实验室制取氧气；③硝酸铵在加热的条件下分解生成水，氮气和氧气，得到气体是氮气和氧气的混合物，不适用于实验室制取氧气。
故选：A。【答案】 A
◆变式训练
2.1 （2021 东城区二模）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列有关说法不正确的是（　　）
A．反应条件是加热
B．反应属于分解反应
C．可用排水法收集氧气
D．可用向下排空气法收集氧气
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理
【解析】解：高锰酸钾分解产生二氧化锰，对氯酸钾分解起催化作用，反应速率加快；高锰酸钾分解同时产生氧气，氧气质量增加。A.高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，选项说法正确；
B.该反应是由一种物质反应生成三种新物质，属于分解反应，选项说法正确；
C.氧气不易溶于水，可用排水法来收集氧气，选项说法正确；
D.氧气的密度比空气大，所以应采用向上排空气法来收集氧气，选项说法错误。
故选：D。
【答案】 D
2.2 （2021 成都模拟）四种制取氧气的方法如图所示。下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（　　）
A．反应时加入的MnO2不能增加产生氧气的质量
B．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H2O2分解制取O2
C．四种方法都是利用含氧化合物分解来制取O2
D．取等质量的四种反应物，H2O2分解产生的氧气最多
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理、大气压强
【解析】A．反应时加入的MnO2是催化剂，只改变反应的速率，不能增加产生氧气的质量，故正确；
B．过氧化氢催化分解，常温下进行，无污染，安全、环保、节能、简便，可为制取氧气的最佳方法，故正确；
C．利用含氧化合物分解来达到目的，过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾、水组成上都含有氧元素，都可称为含氧化合物，通过分解可制得氧气；故正确；
D．钾的相对原子质量是39，锰的相对原子质量是55，氢的相对原子质量是1，氧的相对原子质量是16，通过计算可知，过氧化氢中氧元素质量分数最大，水中氧元素质量分数次之，但是过氧化氢分解时，只有一半的氧元素转化成氧气，而水分解时，氧元素全部转化成氧气，因此相同质量的KClO3、KMnO4、H2O2、H2O完全反应后，放出氧气的质量最多的是水。故错误。
故选：D。
【答案】 D
■考点三　氧气的制取装置和收集方法
◇典例1：（2020 遂宁模拟）根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题：
（1）写出所标仪器的名称：①________。
（2）实验室用B装置制取氧气，化学方程式是________。
（3）通常情况下，SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水且水溶液呈酸性。实验室里用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取SO2，实验室制取一瓶SO2选择的发生装置是________（填字母），若选用F装置收集SO2，气体应从________（填“a”或“b”）进入。
【考查角度】氧气的制取装置
【解析】（1）锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：锥形瓶；
（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；故答案为：；
（3）实验室里用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取SO2，因此不需要加热；若选用F装置收集SO2，气体应从长管进入，因为二氧化硫的密度比空气大；故答案为：B；a；
【答案】 D
◆变式训练
3.1 （2020 三亚模拟）化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题：
（1）仪器a的名称是________。
（2）实验室用双氧水制取氧气，选用的制取装置是________（填序号）。
【考查角度】氧气的收集
【解析】解：氧气不溶于水，可用排水法收集，当集气瓶中装满水时收集到氧气纯净。要含有四分之一的空气，则集气瓶中水装有四分之三即可，所以A错误，B正确。氧气密度比空气大可用向上排空气法收集，C与D均能收集到含有空气的氧气，但比例不能确定。
【答案】 B
3.2 实验室用高锰酸钾制氧气，采用排水法收集氧气时，收集到的氧气不纯，原因导致的可能是（　A 　）
A．集气瓶中水没有装满 B．实验结束先熄灭酒精灯
C．气泡均匀冒出时才收集 D．试管口放棉花
【考查角度】实验室氧气制取和收集
【解析】（1）水槽是盛水的仪器，故答案为：水槽；
（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，故答案为：A；
【答案】 水槽；A
■考点四　制取氧气的操作步骤和注意事项
◇典例1：（2020 绵阳）实验室用KMnO4制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是（　　）
检查装置气密性 B．加热KMnO4制O2
C．验证O2已集满 D．硫在O2中燃烧
【考查角度】氧气制取过程中的注意事项
【解析】A．检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故A操作正确；
B．用高锰酸钾制取氧气时，为了防止加热时高锰酸钾进入导管，要在试管口放一团棉花，故B操作错误；
C．氧气的密度比空气大，具有助燃性，用向上排空气法收集氧气验满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则集满，故C操作错误；
D．生成的二氧化硫有毒，为了防止排入空气污染环境，要在集气瓶底部预留少量的水吸收生成的二氧化硫，故D操作错误。
故选：A。
【答案】 A
◆变式训练
4.1 （2020 金昌）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即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，目的是防止反应时药品进入导气管
【考查角度】氧气制取过程
【解析】A、制取气体时，应先检验装置的气密性，然后装药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误。
B、反应结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法错误。
C、导气管口开始产生气泡时，不能立即收集，因为刚开始排出的是空气，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故选项说法错误。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，故选项说法正确。
故选：D。
【答案】D
4.2 （2020 淮滨县校级模拟）分析下列实验中出现的异常现象，并从给定的选择项中把可能的原因用字母填入括号内。
（1）实验室用高锰酸钾制氧气时试管破裂________；
（2）用高锰酸钾制氧气时水槽中的水变为紫红色________；
（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧________；
（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生________。
A．试管口未放棉花 B．试管外壁有水 C．装置漏气 D．氧气不纯
【考查角度】氧气制取过程及注意事项
【解析】（1）加热试管时试管破裂试管外壁有水或试管接触灯芯（或没有预热）（合理的答案均可）。
（2）加热高锰酸钾制氧气时，水槽中的水变为紫红色靠近试管口没放一团棉花。
（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧，可能是氧气不纯，或铁丝太粗等；
（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生，可能是装置漏气等。
【答案】 （1）B； （2）A；（3）D；（4）C。
■考点五　氧气的检验和验满
◇典例1：（2020 荆州）下列实验操作正确的是（　　）
A．闻气体气味 B．氧气验满 C．取用固体粉末 D．滴加液体
【考查角度】氧气收集验满
【解析】A、正确闻气体气味的方法应为“用手轻轻扇动，让少量气体飘入鼻孔”，而不能把鼻孔凑到容器瓶口直接闻，这样易吸入过多气体，可能会使人中毒，图中所示操作错误；
B、氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口部位，木条复燃，说明已满，图中所示操作错误；
C、粉末状药品的取用方法：将试管横放，用纸槽将药品送到试管底部，再将试管竖起，图中所示操作正确；
D、胶头滴管滴加液体时应该悬空垂直滴加，不能伸入试管内，图中所示操作错误。
故选：C。
【答案】 C
◆变式训练
5.1 （2021 昆明模拟）下列实验操作正确的是（　　）
A．向试管中加固体B．读液体体积 C．滴加液体 D． 氧气的验满
【考查角度】氧气检验
【解析】A、取用块状固体药品时，试管横放用镊子把药品送到试管底部，然后试管慢慢竖起使药品缓缓滑入试管底部，故A错误；
B、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，故B正确；
C、使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，故C错误；
D、氧气验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，说明已经满了，不能将带火星的木条伸入集气瓶内，故D错误。
故选：B。
【答案】B
5.2 （2019 深圳模拟）小柯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，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，数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
（1）小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到 ________为氧气集满的标准。
（2）以上两种方法中，________法收集到的氧气更纯净。
（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 ________。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
【考查角度】氧气制取收集验满
【解析】（1）用排水法收集氧气时，当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时，说明该瓶内的气体已集满；
故答案为：当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净，由以上信息中也可得到同样结论；
故答案为：排水；
（3）用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多，如：氧气密度只是略大于空气，很容易出现排不净空气或少量混合的情况；当用带火星木条验满复燃时，只能说明瓶中的氧气浓度大，不能说明集气瓶内一点空气也没有；在收集氧气时，氧气与空气可能进行少量的扩散混合，这些都会造成氧气浓度的减小；而加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右的说法是错误的；
故答案为：ACD。
【答案】（1）当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）排水；
（3）ACD。
■考点六　催化剂的特点与催化作用
◇典例1：（2020 东莞市）实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（　　）
A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D．二氧化锰能加快过氧化氢分解
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂，催化剂不一定就是二氧化锰，其它的物质也可以作催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。
B、二氧化锰也可以作其它物质反应的催化剂，如氯酸钾分解制取氧气，故选项说法错误。
C、催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量，故选项说法错误。
D、用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂，二氧化锰加快过氧化氢分解的化学反应速率，故选项说法正确。
故选：D。
【答案】 D
◆变式训练
6.1 （2020 抚顺）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项说法错误。
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项说法错误。
C、催化剂在化学反应前后化学性质不变，故选项说法正确。
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项说法错误。
故选：C。
【答案】 C
6.2 （2021 庐阳区校级三模）5mL 5% H2O2溶液中加入少量橙红色重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液，发现产生大量气泡，溶液变为绿色（Cr3+）后又迅速变为淡橙红色，伸入带火星木条，木条复燃，下列推测错误的是（　　）
A．若重铬酸钾质量和化学性质反应前后不变，则为催化剂
B．催化剂不能参与化学反应
C．产生气泡变快可能是重铬酸钾和H2O2反应造成的
D．可能是反应生成了水稀释重铬酸钾，导致其溶液颜色变淡
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变，该选项说法正确；
B、催化剂在反应前后的质量和化学性质都不变，能改变化学反应速率，催化剂参与了化学反应，该选项说法不正确；
C、重铬酸钾（K2Cr2O7）和过氧化氢反应生成氧气，产生大量气泡，该选项说法正确；
D、过氧化氢分解产生水，可能是水稀释重铬酸钾，导致其颜色变淡，该选项说法正确。
故选：B。
【答案】 B
一．选择题（共14小题）
1．（2021 城固县三模）空气是人和其他生物赖以生存的基本物质之一，下列有关空气和氧气的说法正确的是（　　）
A．空气中氧气的含量越高对人越有利
B．空气中氮气的质量分数为78%
C．空气属于混合物
D．分离液态空气制氧气属于分解反应
【考查角度】空气的成分及各成分的体积分数；氧气的工业制法；纯净物和混合物的判别．
【解析】A.人的生存需要氧气，但并非越多越好，氧浓度高了会加快对生命体的氧化，甚至引起氧中毒；氧浓度高了会加快金属的锈蚀，增加火灾的发生等，故A错误；
B.空气中氮气的体积分数为78%，而不是质量分数，故B错误；
C.空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的，属于混合物，故C正确；
D.分离液态空气制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故D错误。
故选：C。
【答案】C
2．（2021 雨花区校级二模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．空气中臭氧含量少，属于稀有气体
B．空气污染指数越高，空气质量越好
C．空气中的氮气可作为生产氮肥的原料
D．利用氧气和氮气的密度不同，工业上常采用分离液态空气制取氧气
【考查角度】空气的成分及各成分的体积分数；空气的污染及其危害；氧气的工业制法．
【解析】A.稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等，但臭氧不属于稀有气体，选项说法错误；
B.空气污染指数越高，空气质量越差，选项说法错误；
C.氮气是由氮元素组成的。因此空气中的氮气可作为生产氮肥的原料，选项说法正确；
D.利用氧气和氮气的沸点不同，工业上常采用分离液态空气制取氧气，选项说法错误。
故选：C。
【答案】C
3．（2021 邵阳模拟）加热氯酸钾和高锰酸钾混合物，一段时间后停止加热，试管中剩余固体最多种数为（　　）
A．三种 B．四种 C．五种 D．六种
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理．
【解析】在加热的条件下，高锰酸钾首先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解为氯化钾和氧气。若高锰酸钾部分分解、氯酸钾部分分解，则剩余固体是高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰、氯酸钾和氯化钾五种。
故选：C。
【答案】C
4．（2020 右江区一模）用于实验室制取氧气的固体物质是（　　）
A．K2MnO4 B．MnO2 C．H2O2 D．KMnO4
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理．
【解析】A.锰酸钾是加热高锰酸钾制取氧气后的产物，不能用来制取氧气，不合题意；
B.二氧化锰是加热高锰酸钾制取氧气后的产物，不能用来制取氧气，不合题意；
C.过氧化氢是一种液体，不合题意；
D.高锰酸钾是一种固体，在加热的条件下会分解产生氧气，符合题意。
故选：D。
【答案】D
5．（2018 舟山）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（　　）
A． B．
C． D．
【考查角度】氧气的制取装置．
【解析】实验室利用15%的H2O2溶液制取O2，反应速率较快，选择的制取装置应能控制反应的速率。
A、图中装置不能控制液体和固体的接触，不能控制反应速率，故选项错误。
B、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过滴加水的方法控制反应速率，故选项错误。
C、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，图中装置通过滴加水，不能控制反应速率，故选项错误。
D、图中所示装置，能通过调节旋塞改变液体的滴加速度，能控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项正确。
故选：D。
【答案】D
6．（2019 常德模拟）下列实验，不能成功的是（　　）
A．收集一瓶氯气，观察颜色
B．观察颜色来区分高锰酸钾和氯酸钾
C．闻气味来区分白酒和白醋
D．用10毫升量筒量取5.56mL的水
【考查角度】测量容器﹣量筒；氧气的物理性质；氧气的收集方法；化学性质与物理性质的差别及应用．
【解析】
A、收集一瓶氯气，可以观察颜色，故对；
B、高锰酸钾是紫红色固体，氯酸钾是白色固体，颜色不同可以区分，故对；
C、白酒有酒精的气味，白醋有酸味，气味不同，所以可以通过闻气味的方法加以区别，故对；
D、量筒的最小刻度为0.1mL，不能量取5.56mL的水，故错。
故选：D。
【答案】D
7．（2020 盘龙区二模）下列实验操作正确的是（　　）
A．验满氧气 B．测量液体体积
C．倾倒稀酸 D．滴加液体
【考查角度】测量容器﹣量筒；液体药品的取用；氧气的检验和验满．
【解析】A、氧气的验满方法是把带火星的木条放在瓶口来验满，故实验操作错误。
B、读数时，量筒必须放平，视线要跟量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，再读出液体体积，故实验操作错误。
C、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，故实验操作正确。
D、滴加少量液体时，胶头滴管要“悬空中放”，故实验操作错误。
故选：C。
【答案】C
8．（2019 诸暨市校级模拟）下列实验操作中错误的是（　　）
A．检验氧气 B．熄灭酒精灯
C．铁丝在氧气中燃烧 D．测定空气中氧气的含量
【考查角度】加热器皿﹣酒精灯；空气组成的测定；氧气的化学性质；氧气的检验和验满．
【解析】A、检验氧气时应将带火星的木条放进集气瓶中，若木条复燃，则证明已收集满，图中所示操作正确。
B、熄灭酒精灯时要用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭，图中所示操作正确。
C、铁丝在氧气中燃烧时应在集气瓶底加少量的水或铺一层细沙，图中所示操作错误。
D、测定空气中氧气的含量时可用红磷，红磷燃烧生成五氧化二磷固体，图中所示操作正确。
故选：C。
【答案】C
9．（2020 金昌）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即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，目的是防止反应时药品进入导气管
【考查角度】制取氧气的操作步骤和注意点．
【解析】A、制取气体时，应先检验装置的气密性，然后装药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误。
B、反应结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法错误。
C、导气管口开始产生气泡时，不能立即收集，因为刚开始排出的是空气，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故选项说法错误。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，故选项说法正确。
故选：D。
【答案】D
10．（2021 南湖区模拟）下列实验操作中，其中一项操作的目的与其他三项不同，该项操作是（　　）
A．对试管加热前，先要把试管外壁擦干，再加热
B．用高锰酸钾制取氧时，试管口要略向下倾斜
C．探究杠杆平衡条件时，先调节杠杆两端平衡螺母使杠杆在水平位置平衡
D．测小灯泡电功率时，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
【考查角度】用于加热的仪器；制取氧气的操作步骤和注意点．
【解析】A.对试管加热前，先要把试管外壁擦干，再加热，以防试管外壁有水，受热时发生炸裂，从实验安全的角度考虑；
B.用高锰酸钾制取氧时，试管口要略向下倾斜，以防冷凝水倒流，炸裂试管，从实验安全的角度考虑；
C.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，不是从实验安全的角度考虑；
D.测小灯泡电功率时，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，防止电流过大，烧坏用电器，从实验安全的角度考虑。
故选：C。
【答案】C
11．（2020 云南）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．在化学反应后其质量减小
B．在化学反应前后其化学性质发生了变化
C．在化学反应后其质量增加
D．催化剂能改变化学反应速率
【考查角度】催化剂的特点与催化作用．
【解析】催化剂是指能改变某些物质的化学反应速率，而自身的质量和化学性质在化学反应前后不变的物质，
故选：D。
【答案】D
12．（2021 镇江模拟）某汽车在启动时产生大量一氧化氮NO，一氧化氮可与臭氧O3和活性氧原子[O]发生如下反应，NO+O3═NO2+O2，NO2+[O]═NO+O2，从而使得臭氧层被破坏，在整个过程中，NO是什么作用（　　）
A．催化 B．氧化 C．分解 D．化合
【考查角度】催化剂的特点与催化作用．
【解析】由NO+O3═NO2+O2，NO2+[O]═NO+O2可知，O3+[O]═2O2，因此在整个过程中，NO的质量和化学性质都不变，改变了反应速率，是催化剂，起到催化作用。
故选：A。
【答案】A
13．（2021 泰安三模）过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，按入图所示进行实验，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是（　　）
A．该实验可以用洗洁精作发泡剂
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的性质不变
D．没有催化剂过氧化氢不会分解
【考查角度】氧气的化学性质；催化剂的特点与催化作用．
【解析】A、该实验可以用洗洁精作发泡剂，故说法正确；
B、产生的泡沫中含有氧气，不可用于灭火，故说法错误；
C、反应前后催化剂的化学性质不变，故说法错误；
D、没有催化剂过氧化氢也会分解，只是反应速率慢一些，故说法错误。
故选：A。
【答案】A
14．（2021 罗平县一模）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．使用催化剂使生成物的量增多
B．在化学反应后其化学性质发生了改变
C．在化学反应后其质量发生了改变
D．催化剂能改变化学反应速率
【考查角度】催化剂的特点与催化作用．
【解析】A、催化剂能够改变化学反应速率，但是不会增加生成物的质量，故错误。
B、催化剂在反应前后物质的质量和化学性质都不改变，故错误。
C、催化剂在反应前后物质的质量和化学性质都不改变，故错误。
D、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故正确。
故选：D。
【答案】D
二．填空题（共4小题）
15．（2021 让胡路区校级一模）工业上制取氧气主要有如图步骤。
（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点_________（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）工业上这种制取氧气的方法属于_________（填“物理变化”或“化学变化”），因为_________。
（4）液氧和氧气都能支持燃烧的本质原因_________。
（5）下列属于纯净物的是_________（填序号，下同），属于混合物的是_________。
①冰水混合物，②空气，③液氧，④石灰水，⑤二氧化碳，⑥稀有气体，⑦蒸馏水，⑧五氧化二磷，⑨自来水，⑩0.5%的食盐水。
【考查角度】氧气的工业制法；纯净物和混合物的判别；化学变化和物理变化的判别．
【解析】（1）由图示可知，氮气先从液态空气中蒸发出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低；故填：低；
（2）“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质，所以属于混合物；故填：混合物；
（3）空气中含有氧气，所以工业制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化；故填：物理变化；没有新物质生成；
（4）液氧和氧气都是由氧分子构成的，同种分子的化学性质相同，所以液氧和氧气都能支持燃烧；故填：同种分子的化学性质相同；
（5）①冰水混合物是由一种物质，属于纯净物；②空气是由多种物质组成的，属于混合物；③液氧是由一种物质，属于纯净物；④石灰水是由氢氧化钙和水组成的，属于混合物；⑤二氧化碳是由一种物质，属于纯净物；⑥稀有气体包括氦气、氖气、氩气等多种气体，属于混合物；⑦蒸馏水是由一种物质，属于纯净物；⑧五氧化二磷是由一种物质，属于纯净物；⑨自来水中含有水、可溶性杂质等，属于混合物；⑩0.5%的食盐水是由氯化钠和水组成的，属于混合物；故填：①③⑤⑦⑧；②④⑥⑨⑩。
【答案】（1）低；
（2）混合物；
（3）物理变化；没有新物质生成；
（4）同种分子的化学性质相同；
（5）①③⑤⑦⑧；②④⑥⑨⑩。
16．（2019 郴州模拟）实验室收集氧气，如果欲得到较纯净的氧气，常用_________，这是因为氧气_________；若欲得到干燥的氧气，则可用_________法，这是因为氧气_________．
【考查角度】氧气的收集方法．
【解析】因为氧气不易溶于水，可用排水法来收集；排水法收集到的氧气比较纯净，若欲得到干燥的氧气，可用向上排空气法来收集，因为氧气的密度比空气大；
【答案】排水法收集；氧气不易溶于水；向上排空气；氧气的密度比空气大．
17．（2018 长春一模）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，部分实验操作和实验装置如下图所示。请回答下列问题：
（1）检验装置气密性的操作如甲图所示：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到_________，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置_________。
（2）根据实验装置乙图所示：试管口放一团棉花，以防止_________；图中是用_________法收集氧气；该反应的文字表达式为_________，该反应属于_________反应。（填化学反应的基本类型）
（3）根据丙图所示：检验集气瓶已收集满氧气方法是_________。收集满氧气的集气瓶要_________放在桌上，原因是_________。
（4）若用二氧化锰和过氧化氢溶液混合制取氧气，乙图实验装置应如何改动？_________。
【考查角度】氧气的收集方法；氧气的检验和验满；制取氧气的操作步骤和注意点．
【解析】（1）根据检查装置气密性的方法是：将导管插入水中，手握住试管，如果导管口有气泡冒出，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置气密性良好，证明不漏气，故答案为：水槽内导管口有气泡冒出；气密性良好（或不漏气）；
（2）根据实验操作步骤和注意事项：将药品平铺在试管底部，在试管口放一小团棉花（防止高锰酸钾粉末受热飞溅进入导管，堵塞导管）；因为氧气的密度比空气大，因此可以用向上排空气法收集；
加热高锰酸钾反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，分解反应；
故答案为：加热时高锰酸钾粉末进入导管；向上排空气法；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；分解；
（3）根据检验集气瓶已收集满氧气方法：用带火星木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明瓶里已充满了氧气；因为氧气的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集，收集满氧气的集气瓶要正放在桌面上；
故答案为：用带火星木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明瓶里已充满了氧气；正放；氧气的密度比空气密度大；
（4）根据用二氧化锰和过氧化氢溶液混合制取氧气的装置，不需加热，所以乙图实验装置应移去酒精灯，将倾斜的试管，直立起来；故答案为：移去酒精灯，将倾斜的试管，直立起来。
【答案】（1）水槽内导管口有气泡冒出；气密性良好（或不漏气）；
（2）加热时高锰酸钾粉末进入导管；向上排空气法；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；分解；
（3）用带火星木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明瓶里已充满了氧气；正放；氧气的密度比空气密度大；
（5）移去酒精灯，将倾斜的试管，直立起来。
18．（2020 南京一模）某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验。
编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL O2所需时间/s
实验1 5 ﹣ ﹣ 171
实验2 5 MnO2 0.5 49
实验3 5 Fe2O3 0.5 58
实验4 5 KCl 0.5 154
（1）仪器①的名称为_________。
（2）实验室用KClO3制取氧气的化学方程式为_________。
（3）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是_________。
（4）由实验1和实验4可知，KCl对KClO3分解_________（填“有”或“无”）催化作用。
（5）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL O2所需时间外，还可以测量相同时间内_________。
【考查角度】催化剂的特点与催化作用．
【解析】（1）仪器①是酒精灯；故填：酒精灯；
（2）在实验室中，常用二氧化锰做催化剂、加热氯酸钾制取氧气，同时生成氯化钾；故填：2KClO32KCl+3O2↑；
（3）由表格中的数据可知，收集等体积的氧气时，实验2所需时间最短，所以二氧化锰的催化效果最好；故填：MnO2；
（4）由实验1和实验4可知，氯化钾能加快氯酸钾的分解速率，即KCl对KClO3分解有催化作用；故填：有；
（5）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL O2所需时间外，还可以测量相同时间内收集到O2的体积；故填：收集到O2的体积。
【答案】（1）酒精灯；
（2）2KClO32KCl+3O2↑；
（3）MnO2；
（4）有；
（5）收集到O2的体积。
三．实验探究题（共2小题）
19．（2021 巴中）化学所取得的丰硕成果与实验的重要作用分不开，根据下列实验装置回答问题。
（1）仪器①的名称是_________。
（2）实验室从环保和节能的角度考虑，要制取较纯净的氧气，应该选择的装置是_________（填字母代号），该反应的化学方程式是 _________。
（3）已知氨气是一种极易溶于水、密度比空气小的气体，属于大气污染物。实验室制取氨气常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法，应该选择的最佳制取装置的接口连接顺序为_________。
【考查角度】氧气的制取装置；氧气的收集方法．
【解析】（1）仪器①的名称是分液漏斗。
（2）实验室从环保和节能的角度考虑，要制取较纯净的氧气，所以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，氧气不易溶于水，可用排水法收集，用排水法收集的氧气比较纯净，所以应该选择的装置是BC。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：2H2O22H2O+O2↑。
（3）实验室制取氨气常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法，该反应为固体加热型，发生装置选A；氨气是一种极易溶于水、密度比空气小的气体，属于大气污染物，故用F装置收集，气体从g端进入，用G装置吸收氨气，防止污染空气，故应该选择的最佳制取装置的接口连接顺序为a→g→f→h。
【答案】（1）分液漏斗；
（2）BC；2H2O22H2O+O2↑；
（3）a→g→f→h。
20．（2021 张家界）实验室制取气体常用如图装置，根据所学化学知识回答问题：
（1）仪器a的名称：_________。
（2）实验室需制取较纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是_________；该反应的化学方程式为：_________。
（3）实验结束后，发现收集的氧气不纯，可能的原因是_________。
【考查角度】氧气的制取装置；氧气的收集方法；制取氧气的操作步骤和注意点．
【解析】（1）试管是常用的反应容器，故答案为：试管；
（2）装置A的试管中有棉花团，因此是加热高锰酸钾制氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，要注意配平；如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净；故答案为：AC或BC；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2H2O22H2O+O2↑；
（3）实验结束后，发现收集的氧气不纯，可能的原因是：没有等到气泡连续均匀冒出就收集、集气瓶中的水没有装满等；故答案为：没有等到气泡连续均匀冒出就收集、集气瓶中的水没有装满等。
【答案】（1）试管；
（2）AC或BC；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2H2O22H2O+O2↑；
（3）没有等到气泡连续均匀冒出就收集、集气瓶中的水没有装满等。
四．解答题（共2小题）
21．（2020 河南）在实验室里可采用多种方法制取氧气。
（1）写出用如图装置制氧气的化学方程式_________。（写出一个即可）
（2）收集氧气可以采用排水法，这是利用了氧气的什么性质？_________。
【考查角度】氧气的制取装置；氧气的收集方法．
【解析】（1）该装置属于固、固加热型，适合用氯酸钾制取氧气，也可用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑、2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）收集氧气可以采用排水法，这是利用了氧气不易溶于水且不与水反应的性质。
【答案】（1）2KClO32KCl+3O2↑（或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑）；
（2）不易溶于水且不与水发生化学反应。
22．（2020 武汉）氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
（1）当出现带有火星的木条_________的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
（2）实验③中产生氧气的化学方程式为_________，该反应属于_________（填基本反应类型）。
【考查角度】催化剂的特点与催化作用．
【解析】（1）氧气具有助燃性，当出现带有火星的木条复燃的现象时，说明试管中有大量氧气产生，故填：复燃。
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，方程式是2H2O22H2O+O2↑，该反应的反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，故填：2H2O22H2O+O2↑；分解反应。
【答案】（1）复燃。
（2）2H2O22H2O+O2↑；分解反应。
知识网络图
考点梳理
考点突破
考场演练
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第二单元 我们周围的空气
第4讲 氧气的实验室制法
■考点一　氧气的工业制法
。属于 。
■考点二　实验室制取氧气的反应原理
药品及原理：（1）过氧化氢溶液H2O2、二氧化锰（黑）MnO2。：
（2）氯酸钾（白）固体KClO3、二氧化锰MnO2。
（3）高锰酸钾固体（暗紫色）KMnO4
■考点三　氧气的制取装置和收集方法
1、装置(固固加热)
发生装置： 、 、 。
收集装置（排水法收集）： 、 、 、
2、发生装置： 、
收集装置（向上排空气法）： 、 、
■考点四　制取氧气的操作步骤和注意事项
1、制取步骤：连接装置→ →装入药品→固定装置→ →
加热→ 收集氧气→ →熄灭酒精灯。
2、可以简记为：查、装、定、点、收、离、熄。
3、检验气密性方法： 。
注意：
a 铁架台的铁夹应夹在 。
b ，不能太长。
c 用KMnO4制氧气时，试管口要放一团 。目的是 。
d 试管口 。目的是为了 。
e 排水法收集氧气时， 。
f 排水法收集时，刚开始有气泡时不能立即收集，要等 才能开始收集气体。
■考点五　氧气的检验和验满
验满方法： 。
检验方法：用带火星的木条 。
■考点六　催化剂的特点与催化作用
催化剂（触媒）在化学反应中所起的作用叫催化作用。如：二氧化锰
一变：改变其它物质的 。
二不变：催化剂的 和 在反应前后不变。
注意：催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量多少。
◆改变反应速率可以加快，也可能是减慢反应速率。
注：实验室制取氧气最优的方法：
1、 。2、 。3、 。4、 。
■考点一　氧气的工业制法
◇典例1：（2021 常州三模）下列关于氧气说法错误的是（　　）
A．空气中氧气的体积分数约为21%
B．氧气可支持燃烧，说明其具有可燃性
C．空气中氧气主要来自植物的光合作用
D．工业上常用分离液态空气法制取氧气
【考查角度】氧气的工业制法．
【解析】A、空气中氧气的体积分数约为21%，故A正确；
B、氧气可支持燃烧，说明其具有助燃性，而不是可燃性，故B错误；
C、植物的光合作用就是利用二氧化碳和水，在光照的条件下，在叶绿体内反应生成有机物，并释放出氧气，因此空气中氧气主要来自植物的光合作用，故C正确；
D、空气主要是由氮气和氧气组成的，氮气与氧气的沸点不同，因此工业上常用分离液态空气法制取氧气，故D正确。
故选：B。
【答案】B
◆变式训练
1.1 （2021 呼和浩特二模）空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说法错误的是（　　）
A．空气中的氧气主要来源于植物的光合作用
B．空气中的稀有气体通电时发出不同颜色的光是化学变化
C．工业上常用分离液态空气的方法制备氧气
D．空气质量指数越高空气质量级别越大
【考查角度】空气的组成，及氧气和氮气的作用
【解析】A、植物的光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，所以空气中的氧气主要来源于植物的光合作用，故A正确；
B、空气中的稀有气体通电时发出不同颜色的光，此过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故B错误；
C、空气中氧气的体积分数约为21%，氮气的体积分数约为78%，且氮气与氧气的沸点不同，所以工业上常用分离液态空气的方法制备氧气，故C正确；
D、空气质量指数越高空气质量级别越大，故D正确。
故选：B。
【答案】B
1.2 （2021 莘县三模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法不正确的是（　　）
A．焊接或切割金属时，使用纯氧代替空气以获得更高的温度
B．氧气和氮气的密度不同，所以工业上可用分离液态空气法制取氧气
C．稀有气体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光
D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
【考查角度】氧气的工业制法．
【解析】体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光，故C正确；
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等，故D正确。
故选：B。
【答案】B
■考点二　实验室制取氧气的反应原理
◇典例1：（2021 河南）现有下列反应：①；②；③。其中适用于实验室制取氧气的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理、氧气的实验室制法（加热高锰酸钾）——实验现象
【解析】①高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾和二氧化锰两种固体，同时生成氧气，适用于实验室制取氧气；②氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾固体和氧气，适用于实验室制取氧气；③硝酸铵在加热的条件下分解生成水，氮气和氧气，得到气体是氮气和氧气的混合物，不适用于实验室制取氧气。
故选：A。
【答案】 A
◆变式训练
2.1 （2021 东城区二模）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列有关说法不正确的是（　　）
A．反应条件是加热
B．反应属于分解反应
C．可用排水法收集氧气
D．可用向下排空气法收集氧气
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理
【解析】解：高锰酸钾分解产生二氧化锰，对氯酸钾分解起催化作用，反应速率加快；高锰酸钾分解同时产生氧气，氧气质量增加。A.高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，选项说法正确；
B.该反应是由一种物质反应生成三种新物质，属于分解反应，选项说法正确；
C.氧气不易溶于水，可用排水法来收集氧气，选项说法正确；
D.氧气的密度比空气大，所以应采用向上排空气法来收集氧气，选项说法错误。
故选：D。
【答案】 D
2.2 （2021 成都模拟）四种制取氧气的方法如图所示。下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（　　）
A．反应时加入的MnO2不能增加产生氧气的质量
B．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H2O2分解制取O2
C．四种方法都是利用含氧化合物分解来制取O2
D．取等质量的四种反应物，H2O2分解产生的氧气最多
【考查角度】实验室制取氧气的反应原理、大气压强
【解析】A．反应时加入的MnO2是催化剂，只改变反应的速率，不能增加产生氧气的质量，故正确；
B．过氧化氢催化分解，常温下进行，无污染，安全、环保、节能、简便，可为制取氧气的最佳方法，故正确；
C．利用含氧化合物分解来达到目的，过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾、水组成上都含有氧元素，都可称为含氧化合物，通过分解可制得氧气；故正确；
D．钾的相对原子质量是39，锰的相对原子质量是55，氢的相对原子质量是1，氧的相对原子质量是16，通过计算可知，过氧化氢中氧元素质量分数最大，水中氧元素质量分数次之，但是过氧化氢分解时，只有一半的氧元素转化成氧气，而水分解时，氧元素全部转化成氧气，因此相同质量的KClO3、KMnO4、H2O2、H2O完全反应后，放出氧气的质量最多的是水。故错误。
故选：D。
【答案】 D
■考点三　氧气的制取装置和收集方法
◇典例1：（2020 遂宁模拟）根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题：
（1）写出所标仪器的名称：①________。
（2）实验室用B装置制取氧气，化学方程式是________。
（3）通常情况下，SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水且水溶液呈酸性。实验室里用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取SO2，实验室制取一瓶SO2选择的发生装置是________（填字母），若选用F装置收集SO2，气体应从________（填“a”或“b”）进入。
【考查角度】氧气的制取装置
【解析】（1）锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：锥形瓶；
（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；故答案为：；
（3）实验室里用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取SO2，因此不需要加热；若选用F装置收集SO2，气体应从长管进入，因为二氧化硫的密度比空气大；故答案为：B；a；
【答案】 D
◆变式训练
3.1 （2020 三亚模拟）化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题：
（1）仪器a的名称是________。
（2）实验室用双氧水制取氧气，选用的制取装置是________（填序号）。
【考查角度】氧气的收集
【解析】解：氧气不溶于水，可用排水法收集，当集气瓶中装满水时收集到氧气纯净。要含有四分之一的空气，则集气瓶中水装有四分之三即可，所以A错误，B正确。氧气密度比空气大可用向上排空气法收集，C与D均能收集到含有空气的氧气，但比例不能确定。
【答案】 B
3.2 实验室用高锰酸钾制氧气，采用排水法收集氧气时，收集到的氧气不纯，原因导致的可能是（　A 　）
A．集气瓶中水没有装满 B．实验结束先熄灭酒精灯
C．气泡均匀冒出时才收集 D．试管口放棉花
【考查角度】实验室氧气制取和收集
【解析】（1）水槽是盛水的仪器，故答案为：水槽；
（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，故答案为：A；
【答案】 水槽；A
■考点四　制取氧气的操作步骤和注意事项
◇典例1：（2020 绵阳）实验室用KMnO4制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性 B．加热KMnO4制O2
B．C．验证O2已集满 D．硫在O2中燃烧
【考查角度】氧气制取过程中的注意事项
【解析】A．检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故A操作正确；
B．用高锰酸钾制取氧气时，为了防止加热时高锰酸钾进入导管，要在试管口放一团棉花，故B操作错误；
C．氧气的密度比空气大，具有助燃性，用向上排空气法收集氧气验满的方法是：把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则集满，故C操作错误；
D．生成的二氧化硫有毒，为了防止排入空气污染环境，要在集气瓶底部预留少量的水吸收生成的二氧化硫，故D操作错误。
故选：A。
【答案】 A
◆变式训练
4.1 （2020 金昌）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即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，目的是防止反应时药品进入导气管
【考查角度】氧气制取过程
【解析】A、制取气体时，应先检验装置的气密性，然后装药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误。
B、反应结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法错误。
C、导气管口开始产生气泡时，不能立即收集，因为刚开始排出的是空气，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故选项说法错误。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，故选项说法正确。
故选：D。
【答案】D
4.2 （2020 淮滨县校级模拟）分析下列实验中出现的异常现象，并从给定的选择项中把可能的原因用字母填入括号内。
（1）实验室用高锰酸钾制氧气时试管破裂________；
（2）用高锰酸钾制氧气时水槽中的水变为紫红色________；
（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧________；
（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生________。
A．试管口未放棉花 B．试管外壁有水 C．装置漏气 D．氧气不纯
【考查角度】氧气制取过程及注意事项
【解析】（1）加热试管时试管破裂试管外壁有水或试管接触灯芯（或没有预热）（合理的答案均可）。
（2）加热高锰酸钾制氧气时，水槽中的水变为紫红色靠近试管口没放一团棉花。
（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧，可能是氧气不纯，或铁丝太粗等；
（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生，可能是装置漏气等。
【答案】 （1）B； （2）A；（3）D；（4）C。
■考点五　氧气的检验和验满
◇典例1：（2020 荆州）下列实验操作正确的是（　　）
A．闻气体气味 B．氧气验满 C．取用固体粉末 D．滴加液体
【考查角度】氧气收集验满
【解析】A、正确闻气体气味的方法应为“用手轻轻扇动，让少量气体飘入鼻孔”，而不能把鼻孔凑到容器瓶口直接闻，这样易吸入过多气体，可能会使人中毒，图中所示操作错误；
B、氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口部位，木条复燃，说明已满，图中所示操作错误；
C、粉末状药品的取用方法：将试管横放，用纸槽将药品送到试管底部，再将试管竖起，图中所示操作正确；
D、胶头滴管滴加液体时应该悬空垂直滴加，不能伸入试管内，图中所示操作错误。
故选：C。
【答案】 C
◆变式训练
5.1 （2021 昆明模拟）下列实验操作正确的是（　　）
A．向试管中加固体B．读液体体积 C．滴加液体 D． 氧气的验满
【考查角度】氧气检验
【解析】A、取用块状固体药品时，试管横放用镊子把药品送到试管底部，然后试管慢慢竖起使药品缓缓滑入试管底部，故A错误；
B、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，故B正确；
C、使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，故C错误；
D、氧气验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，说明已经满了，不能将带火星的木条伸入集气瓶内，故D错误。
故选：B。
【答案】B
5.2 （2019 深圳模拟）小柯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，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，数据见表。
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
（1）小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到 ________为氧气集满的标准。
（2）以上两种方法中，________法收集到的氧气更纯净。
（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有 ________。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
【考查角度】氧气制取收集验满
【解析】（1）用排水法收集氧气时，当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时，说明该瓶内的气体已集满；
故答案为：当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净，由以上信息中也可得到同样结论；
故答案为：排水；
（3）用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有很多，如：氧气密度只是略大于空气，很容易出现排不净空气或少量混合的情况；当用带火星木条验满复燃时，只能说明瓶中的氧气浓度大，不能说明集气瓶内一点空气也没有；在收集氧气时，氧气与空气可能进行少量的扩散混合，这些都会造成氧气浓度的减小；而加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右的说法是错误的；
故答案为：ACD。
【答案】（1）当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）排水；
（3）ACD。
■考点六　催化剂的特点与催化作用
◇典例1：（2020 东莞市）实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（　　）
A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D．二氧化锰能加快过氧化氢分解
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂，催化剂不一定就是二氧化锰，其它的物质也可以作催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。
B、二氧化锰也可以作其它物质反应的催化剂，如氯酸钾分解制取氧气，故选项说法错误。
C、催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量，故选项说法错误。
D、用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂，二氧化锰加快过氧化氢分解的化学反应速率，故选项说法正确。
故选：D。
【答案】 D
◆变式训练
6.1 （2020 抚顺）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项说法错误。
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项说法错误。
C、催化剂在化学反应前后化学性质不变，故选项说法正确。
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项说法错误。
故选：C。
【答案】 C
6.2 （2021 庐阳区校级三模）5mL 5% H2O2溶液中加入少量橙红色重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液，发现产生大量气泡，溶液变为绿色（Cr3+）后又迅速变为淡橙红色，伸入带火星木条，木条复燃，下列推测错误的是（　　）
A．若重铬酸钾质量和化学性质反应前后不变，则为催化剂
B．催化剂不能参与化学反应
C．产生气泡变快可能是重铬酸钾和H2O2反应造成的
D．可能是反应生成了水稀释重铬酸钾，导致其溶液颜色变淡
【考查角度】催化剂的特点
【解析】A、催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变，该选项说法正确；
B、催化剂在反应前后的质量和化学性质都不变，能改变化学反应速率，催化剂参与了化学反应，该选项说法不正确；
C、重铬酸钾（K2Cr2O7）和过氧化氢反应生成氧气，产生大量气泡，该选项说法正确；
D、过氧化氢分解产生水，可能是水稀释重铬酸钾，导致其颜色变淡，该选项说法正确。
故选：B。
【答案】 B
一．选择题（共14小题）
1．（2021 城固县三模）空气是人和其他生物赖以生存的基本物质之一，下列有关空气和氧气的说法正确的是（　　）
A．空气中氧气的含量越高对人越有利
B．空气中氮气的质量分数为78%
C．空气属于混合物
D．分离液态空气制氧气属于分解反应
2．（2021 雨花区校级二模）空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．空气中臭氧含量少，属于稀有气体
B．空气污染指数越高，空气质量越好
C．空气中的氮气可作为生产氮肥的原料
D．利用氧气和氮气的密度不同，工业上常采用分离液态空气制取氧气
3．（2021 邵阳模拟）加热氯酸钾和高锰酸钾混合物，一段时间后停止加热，试管中剩余固体最多种数为（　　）
A．三种 B．四种 C．五种 D．六种
4．（2020 右江区一模）用于实验室制取氧气的固体物质是（　　）
A．K2MnO4 B．MnO2 C．H2O2 D．KMnO4
5．（2018 舟山）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2019 常德模拟）下列实验，不能成功的是（　　）
A．收集一瓶氯气，观察颜色
B．观察颜色来区分高锰酸钾和氯酸钾
C．闻气味来区分白酒和白醋
D．用10毫升量筒量取5.56mL的水
7．（2020 盘龙区二模）下列实验操作正确的是（　　）
A．验满氧气 B．测量液体体积
C．倾倒稀酸 D．滴加液体
8．（2019 诸暨市校级模拟）下列实验操作中错误的是（　　）
A．检验氧气 B．熄灭酒精灯
C．铁丝在氧气中燃烧 D．测定空气中氧气的含量
9．（2020 金昌）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即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，目的是防止反应时药品进入导气管
10．（2021 南湖区模拟）下列实验操作中，其中一项操作的目的与其他三项不同，该项操作是（　　）
A．对试管加热前，先要把试管外壁擦干，再加热
B．用高锰酸钾制取氧时，试管口要略向下倾斜
C．探究杠杆平衡条件时，先调节杠杆两端平衡螺母使杠杆在水平位置平衡
D．测小灯泡电功率时，闭合开关前，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处
11．（2020 云南）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．在化学反应后其质量减小
B．在化学反应前后其化学性质发生了变化
C．在化学反应后其质量增加
D．催化剂能改变化学反应速率
12．（2021 镇江模拟）某汽车在启动时产生大量一氧化氮NO，一氧化氮可与臭氧O3和活性氧原子[O]发生如下反应，NO+O3═NO2+O2，NO2+[O]═NO+O2，从而使得臭氧层被破坏，在整个过程中，NO是什么作用（　　）
A．催化 B．氧化 C．分解 D．化合
13．（2021 泰安三模）过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，按入图所示进行实验，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是（　　）
A．该实验可以用洗洁精作发泡剂
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的性质不变
D．没有催化剂过氧化氢不会分解
14．（2021 罗平县一模）下列有关催化剂的说法正确的是（　　）
A．使用催化剂使生成物的量增多
B．在化学反应后其化学性质发生了改变
C．在化学反应后其质量发生了改变
D．催化剂能改变化学反应速率
二．填空题（共4小题）
15．（2021 让胡路区校级一模）工业上制取氧气主要有如图步骤。
（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点　 　（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）工业上这种制取氧气的方法属于　 　（填“物理变化”或“化学变化”），因为　 　。
（4）液氧和氧气都能支持燃烧的本质原因　 　。
（5）下列属于纯净物的是　 　（填序号，下同），属于混合物的是　 　。
①冰水混合物，②空气，③液氧，④石灰水，⑤二氧化碳，⑥稀有气体，⑦蒸馏水，⑧五氧化二磷，⑨自来水，⑩0.5%的食盐水。
16．（2019 郴州模拟）实验室收集氧气，如果欲得到较纯净的氧气，常用　 　，这是因为氧气　 　；若欲得到干燥的氧气，则可用　 　法，这是因为氧气　 　．
17．（2018 长春一模）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，部分实验操作和实验装置如下图所示。请回答下列问题：
（1）检验装置气密性的操作如甲图所示：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到 　 　，松开手后，导管内有一段上升液柱，说明该装置　 　。
（2）根据实验装置乙图所示：试管口放一团棉花，以防止 　 　；图中是用 　 　法收集氧气；该反应的文字表达式为 　 　，该反应属于 　 　反应。（填化学反应的基本类型）
（3）根据丙图所示：检验集气瓶已收集满氧气方法是 　 　。收集满氧气的集气瓶要 　 　放在桌上，原因是 　 　。
（4）若用二氧化锰和过氧化氢溶液混合制取氧气，乙图实验装置应如何改动？
　 　。
18．（2020 南京一模）某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验。
编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL O2所需时间/s
实验1 5 ﹣ ﹣ 171
实验2 5 MnO2 0.5 49
实验3 5 Fe2O3 0.5 58
实验4 5 KCl 0.5 154
（1）仪器①的名称为　 　。
（2）实验室用KClO3制取氧气的化学方程式为　 　。
（3）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是　 　。
（4）由实验1和实验4可知，KCl对KClO3分解　 　 （填“有”或“无”）催化作用。
（5）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL O2所需时间外，还可以测量相同时间内　 　。
三．实验探究题（共2小题）
19．（2021 巴中）化学所取得的丰硕成果与实验的重要作用分不开，根据下列实验装置回答问题。
（1）仪器①的名称是 　 　。
（2）实验室从环保和节能的角度考虑，要制取较纯净的氧气，应该选择的装置是 　 　（填字母代号），该反应的化学方程式是 　 　。
（3）已知氨气是一种极易溶于水、密度比空气小的气体，属于大气污染物。实验室制取氨气常用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的方法，应该选择的最佳制取装置的接口连接顺序为 　 　。
20．（2021 张家界）实验室制取气体常用如图装置，根据所学化学知识回答问题：
（1）仪器a的名称：　 　。
（2）实验室需制取较纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是 　 　；该反应的化学方程式为：　 　。
（3）实验结束后，发现收集的氧气不纯，可能的原因是 　 　。
四．解答题（共2小题）
21．（2020 河南）在实验室里可采用多种方法制取氧气。
（1）写出用如图装置制氧气的化学方程式　 　。（写出一个即可）
（2）收集氧气可以采用排水法，这是利用了氧气的什么性质？　 　。
22．（2020 武汉）氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
（1）当出现带有火星的木条　 　的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
（2）实验③中产生氧气的化学方程式为　 　，该反应属于　 　（填基本反应类型）。
知识网络图
考点梳理
考点突破
考场演练
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