资源简介

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氧气的实验室制取
一、高锰酸钾制取氧气
实验装置
实验原理
实验用品 集气瓶、酒精灯、铁架台、试管、橡胶塞、导管、水槽
实验步骤 仪器组装：从下到上，从左到右a .查：连接仪器，检查装置的气密性b .装：装入试剂c .定：将试管固定在铁架台上d .点：点燃酒精灯，用酒精灯外焰给试管加热e .收：等气泡连续、均匀放出时，收集气体f .离：将导管撤离水面g .熄：熄灭酒精灯仪器拆卸：从右到左，从上到下
注意事项 a .试管口要略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管；b .导管不能伸入试管太长，便于气体顺利导出；c .高锰酸钾制取氧气试管口要塞一团棉花，原因是防止加热时试管内的粉末状物质随气流进入导管，堵塞导管；d .收集氧气最佳时机：当导管口有连续、均匀的气泡冒出时开始收集（目的是排尽装置内的空气，使收集到的氧气较纯净）；e .实验结束时，应先撤离导管，再熄灭酒精灯（目的是防止水倒吸进入热的试管，使试管炸裂）
二、过氧化氢分解制取氧气
实验装置
实验原理
实验用品 集气瓶、分液漏斗、锥形瓶、橡胶塞、导管
实验步骤 a .查：检查装置气密性b .装：先在锥形瓶中装入二氧化锰，再向分液漏中加入过氧化氢溶液。c .收：收集气体
注意事项 a .实验使用分液漏斗而不使用长颈漏斗的原因是过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下反应较为剧烈，分液漏斗可以控制反应速率，而长颈漏斗不能。b .导管一定要伸到接近集气瓶瓶底（目的是排尽集气瓶内的空气，使收集到较纯净）
1.发生装置：选择依据：反应物的状态及反应条件
高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰
固体加热型 固液常温型
_____ ________________
2.收集装置：选择依据为气体的性质（如密度，是否溶于水、是否与水反应）
氧气性质 收集方法 收集装置 优缺点
氧气不易溶于水且不和水反应 排水法 _______________ 收集到的气体纯净但不干燥，通过瓶口冒出的大气泡判断已收集满
氧气密度比空气大且不和空气各成分反应 向上排空气法 ______ 操作简便，收集到的气体干燥但不纯净，需要验满。
3.检验与验满
检验 验满
_____ 用向上排空气法收集___ 用排水法收集
将 的木条 集气瓶内，若木条复燃，说明为氧气 将 的木条靠近集气瓶 ，若木条复燃，说明氧气已收集满。 当集气瓶的 有气泡冒出时，证明已收集满。
1．如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)用装置A制取氧气，该反应的化学方程式为 ，用装置D收集氧气的依据是 ，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。
(3)实验室选用装置CG组合制取并收集氧气。C装置较B装置的缺点是 ，加液体时液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处以上。
(4)硫化氢气体(H2S)有毒，能溶于水，密度比空气大，常温下用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸反应制得。制取一瓶硫化氢气体选用的装置组合是 (填序号)，该装置组合存在的不足之处是 。
2．利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
(1)写出图中指定仪器的名称：a ，与装置B对比，C装置的主要优点是 。
(2)若选择装置CD组合来制取并收集氧气，该反应的化学方程式为 。
(3)D装置收集氧气的正确的操作步骤顺序是 (填数字编号)。
①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水槽正放在桌上
(4)收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是_____(填字母序号)。
A．装置气密性不好 B．收集前，集气瓶中未注满水
C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(5)若要测量生成氧气的体积，可以选择下面的装置 (填字母序号)。
【变药品】
3．小明多观某养鱼池时，好奇地发现工作人员向养鱼池中撒一种叫做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，于是她想可否用过氧化钙来制取氧气？
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？
【查阅资料】过氧化钙(CaO2)室温下稳定，在300℃时分解成氧化钙和氧气。可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与论证】
猜想Ⅰ：用加热过氧化钙可制取氧气。
选择实验装置
(1)仪器a的名称是 。
(2)小明选择装置 (填序号)作为过氧化钙制取氧气的发生装置，该反应文字表达式为 。
实验过程
(3)①检验装置气密性；②加入过氧化钙，加热，导管口有大量气泡冒出；③当观察到气泡连续均匀冒出时，开始收集气体；④集满气体后，把集气瓶取出，放在桌面上。⑤检验气体的方法是 。
实验结论：实验室可用加热过氧化钙可制取氧气。
猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置图(如图)
实验主要过程：
①检装置气密性；②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎看不到气体。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细小气泡缓慢放出。
实验结论：
(4)过氧化钙与水反应 (填“适合”或“不适合”)实验室制取氧气。
【质疑再探究】
纯氧能使带火星的木条复燃，若氧气不纯能不能使带火星的木条复燃呢？使带火星的本条复燃的氧气的最低浓度又是多少呢？带着这些问题小茗查阅资料。
(5)由表可知，当氧气的体积分数达到 时，即可使带火星的木复燃
实验编号 ① ② ③ ④
氧气的体积分数 20% 30% 40% 50%
带火星木条的状况 无变化 微亮 复燃 复燃
(6)小明认为实验 没有必要做，理由是 。
【变装置】
4.小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有用无纺布包裹的二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是
A．实验中，利用图②和③装置收集的氧气均纯净
B．将图①装置中的燃烧匙提离液面，则不再产生氧气
C．为使收集的气体较纯净，应待图②导管口连续均匀冒出气泡后开始收集
D．若用图③装置收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满
【实验改进】
5．请结合如图所示实验室常用装置,回答有关问题:
(1)写出仪器①的名称： 。
(2)实验室制取二氧化碳时，可将B装置改进为C装置，其优点是 。
(3)用D装置收集氧气时，验满的方法是 。
(4)用E装置收集氢气时，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
【情境应用】
6．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。根据反应物的 和反应条件确定发生装置，根据氧气的 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发生装置是 （填字母序号），用过氧化氢制取氧气的化学方程式为 ；
【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；
(5)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法将 放在导管口，观察现象；
(6)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 （填序号）。
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.是否安全、环保
F.实验条件是否易于控制
【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。
答案和解析
一、高锰酸钾制取氧气
实验装置
实验原理
实验用品 集气瓶、酒精灯、铁架台、试管、橡胶塞、导管、水槽
实验步骤 仪器组装：从下到上，从左到右a .查：连接仪器，检查装置的气密性b .装：装入试剂c .定：将试管固定在铁架台上d .点：点燃酒精灯，用酒精灯外焰给试管加热e .收：等气泡连续、均匀放出时，收集气体f .离：将导管撤离水面g .熄：熄灭酒精灯仪器拆卸：从右到左，从上到下
注意事项 a .试管口要略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管；b .导管不能伸入试管太长，便于气体顺利导出；c .高锰酸钾制取氧气试管口要塞一团棉花，原因是防止加热时试管内的粉末状物质随气流进入导管，堵塞导管；d .收集氧气最佳时机：当导管口有连续、均匀的气泡冒出时开始收集（目的是排尽装置内的空气，使收集到的氧气较纯净）；e .实验结束时，应先撤离导管，再熄灭酒精灯（目的是防止水倒吸进入热的试管，使试管炸裂）
二、过氧化氢分解制取氧气
实验装置
实验原理
实验用品 集气瓶、分液漏斗、锥形瓶、橡胶塞、导管
实验步骤 a .查：检查装置气密性b .装：先在锥形瓶中装入二氧化锰，再向分液漏中加入过氧化氢溶液。c .收：收集气体
注意事项 a .实验使用分液漏斗而不使用长颈漏斗的原因是过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下反应较为剧烈，分液漏斗可以控制反应速率，而长颈漏斗不能。b .导管一定要伸到接近集气瓶瓶底（目的是排尽集气瓶内的空气，使收集到的氧气较纯净）
1.发生装置：选择依据：反应物的状态及反应条件
高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰
固体加热型 固液常温型
_____ ________________
2.收集装置：选择依据为气体的性质（如密度，是否溶于水、是否与水反应）
氧气性质 收集方法 收集装置 优缺点
氧气不易溶于水且不和水反应 排水法 ________________________ 收集到的气体纯净但不干燥，通过瓶口冒出的大气泡判断已收集满
氧气密度比空气大且不和空气各成分反应 向上排空气法 _______________ 操作简便，收集到的气体干燥但不纯净，需要验满。
3.检验与验满
检验 验满
_____________________ 用向上排空气法收集___ 用排水法收集
将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明为氧气 将带火星的木条靠近集气瓶瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满。 当集气瓶的瓶口有气泡冒出时，证明已收集满。
1．如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)用装置A制取氧气，该反应的化学方程式为 ，用装置D收集氧气的依据是 ，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。
(3)实验室选用装置CG组合制取并收集氧气。C装置较B装置的缺点是 ，加液体时液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处以上。
(4)硫化氢气体(H2S)有毒，能溶于水，密度比空气大，常温下用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸反应制得。制取一瓶硫化氢气体选用的装置组合是 (填序号)，该装置组合存在的不足之处是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 氧气不易溶于水 磨砂
(3) 无法控制液体滴加的速率/不能产生平稳的气流/无法控制反应速率（合理即可） a
(4) BE/CE 会污染空气/缺少尾气处理装置（合理即可）
【详解】（1）据图可知，仪器①是锥形瓶；
（2）用装置A制取氧气，应该是利用高锰酸钾制取氧气，该反应的符号表达式为：；用装置D收集氧气的依据是氧气不易溶于水，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片的磨砂一面盖住集气瓶口；
（3）C装置中的长颈漏斗可以实现随时添加药品，较B装置的缺点是无法控制液体滴加的速率或不能产生平稳的气流或无法控制反应速率；为了防止气体从长颈漏斗中逸出，加液体时液面高度至少应该在a处以上；
（4）硫化氢气体（H2S）有毒，能溶于水，密度比空气大，常温下用块状硫化亚铁（FeS）和稀硫酸反应制得。制取一瓶硫化氢气体选用的装置组合是BE或CE，该装置组合存在的不足之处是会污染空气或缺少尾气处理装置。
2．利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
(1)写出图中指定仪器的名称：a ，与装置B对比，C装置的主要优点是 。
(2)若选择装置CD组合来制取并收集氧气，该反应的化学方程式为 。
(3)D装置收集氧气的正确的操作步骤顺序是 (填数字编号)。
①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水槽正放在桌上
(4)收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是_____(填字母序号)。
A．装置气密性不好 B．收集前，集气瓶中未注满水
C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水 D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(5)若要测量生成氧气的体积，可以选择下面的装置 (填字母序号)。
【答案】(1) 锥形瓶 通过控制滴加液体速率，控制反应速率(其他合理答案也可)
(2)
(3)②①③
(4)BD
(5)b
【详解】（1）图中仪器a的名称：锥形瓶，与装置B对比，C装置中分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速率，C主要优点是通过控制滴加液体速率，控制反应速率；
（2）C装置是固液常温反应，应选用过氧化氢来制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
（3）用D装置收集氧气，操作的正确顺序为将装满水的集气瓶倒置在水槽中，将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中，当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面正放在桌面上，故填：②①③；
（4）A、装置气密性不好，会收集不到氧气或不能将氧气收集满，不会使得氧气不纯，故错误；
B、收集前，集气瓶中未注满水，残留有空气，影响气体纯度，故正确；
C、收集完成时，集气瓶中仍有少量水，只会导致收集到的氧气量少，不会导致压强纯度较低，故错误；
D、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收，则此时气体混入受热逸出的空气，造成收集气体纯度降低，故正确，故选：BD；
（5）测量生成氧气的体积，应测量排出水的体积，排水法测量气体体积时，氧气不易溶于水，利用气体压强将同体积的水排入量筒，从而得到气体的体积，要从短管进气，长管出水，更利于水的排出，故选：b。
【变药品】
3．小明多观某养鱼池时，好奇地发现工作人员向养鱼池中撒一种叫做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，于是她想可否用过氧化钙来制取氧气？
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？
【查阅资料】过氧化钙(CaO2)室温下稳定，在300℃时分解成氧化钙和氧气。可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与论证】
猜想Ⅰ：用加热过氧化钙可制取氧气。
选择实验装置
(1)仪器a的名称是 。
(2)小明选择装置 (填序号)作为过氧化钙制取氧气的发生装置，该反应化学方程式为 。
实验过程
(3)①检验装置气密性；②加入过氧化钙，加热，导管口有大量气泡冒出；③当观察到气泡连续均匀冒出时，开始收集气体；④集满气体后，把集气瓶取出，放在桌面上。⑤检验气体的方法是 。
实验结论：实验室可用加热过氧化钙可制取氧气。
猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置图(如图)
实验主要过程：
①检装置气密性；②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎看不到气体。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细小气泡缓慢放出。
实验结论：
(4)过氧化钙与水反应 (填“适合”或“不适合”)实验室制取氧气。
【质疑再探究】
纯氧能使带火星的木条复燃，若氧气不纯能不能使带火星的木条复燃呢？使带火星的本条复燃的氧气的最低浓度又是多少呢？带着这些问题小茗查阅资料。
(5)由表可知，当氧气的体积分数达到 时，即可使带火星的木复燃
实验编号 ① ② ③ ④
氧气的体积分数 20% 30% 40% 50%
带火星木条的状况 无变化 微亮 复燃 复燃
(6)小明认为实验 没有必要做，理由是 。
【答案】(1)酒精灯
(2) A
(3)将带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃，证明是氧气
(4)不适合
(5)40%
(6) ① 因为空气中氧气的体积份数为约21%，带火星的木条在空气中无法复燃，故实验①没有必要作（合理即可）
【详解】（1）据图可知，仪器a的名称是酒精灯；
（2）过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解成氧气，用过氧化钙制氧气属于固体加热型，发生装置选择A；过氧化钙在300℃时分解成氧气和氧化钙，反应的文字表达式为：；
（3）氧气具有助燃性，检验氧气的方法是将带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃，证明是氧气；
（4）加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，制备气体速率太慢，所以该方法不适合制备氧气；
（5）根据实验数据可以看出，在40%时，木条复燃；
（6）空气中氧气体积分数约为21%，而此时带火星的木条在空气中是不能复燃，实验①中氧气体积分数仅为20%，所以实验①没必要做。
【变装置】
4.小科所在兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好，图①中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有用无纺布包裹的二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是
A．实验中，利用图②和③装置收集的氧气均纯净
B．将图①装置中的燃烧匙提离液面，则不再产生氧气
C．为使收集的气体较纯净，应待图②导管口连续均匀冒出气泡后开始收集
D．若用图③装置收集氧气，可将带火星的木条在b导管口处验满
【答案】C
【详解】A、实验中，利用图②装置收集的氧气纯净但不够干燥，利用图③装置收集的氧气干燥但不纯净，说法错误；
B、将二氧化锰的燃烧匙上提，没有二氧化锰时，过氧化氢仍然能够分解生成水和氧气，只是反应速率慢一些，说法错误；
C、若用图②收集氧气，观察到导管口有气泡冒出时此时的气体是氧气和空气混合物，氧气不纯，待气泡连续均匀冒出时再收集，收集的气体较纯净，说法正确；
D、氧气密度比空气大，气体从b管进气，所以用图③收集氧气，可将带火星的木条在a导管口处验满，说法错误。
故选C。
【实验改进】
5．请结合如图所示实验室常用装置,回答有关问题:
(1)写出仪器①的名称： 。
(2)实验室制取二氧化碳时，可将B装置改进为C装置，其优点是 。
(3)用D装置收集氧气时，验满的方法是 。
(4)用E装置收集氢气时，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
【答案】(1)水槽
(2)可以控制反应的发生与停止
(3)将带火星的木条放在集气瓶口,若复燃,则已收集满
(4)b
【详解】（1）仪器①是水槽；
（2）C装置：固体放在隔板上，关闭活塞装置内压强增大，酸液被压回长颈漏斗，可以实现固体和液体的分离，反应停止；打开活塞，气体排出，酸液回落，接触固体，反应发生，则C装置的优点是：可以控制反应的发生与停止；
（3）用D装置（向上排空气法）收集氧气，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明集满；
（4）氢气密度比空气小，用E装置收集氢气时，气体应从b端通入。
【情境应用】
6．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。根据反应物的 和反应条件确定发生装置，根据氧气的 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发生装置是 （填字母序号），用过氧化氢制取氧气的化学方程式为 ；
【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；
(5)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法将 放在导管口，观察现象；
(6)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是 （填序号）。
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.是否安全、环保
F.实验条件是否易于控制
【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) 状态 密度
(2) 锥形瓶 水槽
(3) A
(4)不易
(5)带火星的木条
(6)BD
【详解】（1）根据反应物状态和反应条件确定发生装置；根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置；
（2）由图可知，仪器a的名称是锥形瓶，仪器b的名称是水槽；
（3）加热高锰酸钾制取氧气为固体加热型反应，发生装置选A；过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：；
（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是：将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气；
（6）选择制作简易供室器的反应原理时，需要考虑的因素是原料是否伱廉易得，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,制得气体是否纯净，故选：BD。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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