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4.3氧气的实验室制取
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．分解高锰酸钾、氯酸钾（化学式）、过氧化氢（化学式）三种物质，都可以制得氧气。这说明三种物质的组成中都含有
A．氧化物 B．氧元素 C．氧分子 D．氧气
2．现有下列反应：①；②；③。其中适用于实验室制取氧气的有
A．①②③ B．①③ C．②③ D．①②
3．基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求不包括
A．制氧原材料价廉物美，方便携带
B．能持续供氧，供氧过程不产生有害气体
C．参加反应的相关化学物质必须易溶于水
D．设计气流阀门，调控气流速度
4．下列实验操作符合规范要求的是
A．检查气密性 B．连接仪器
C．氧气验满 D．加热液体
5．下列气体既能用排水集气法，又能用向上排空气法收集的是
A．O2 B．N2 C．CO D．H2
6．下列是有关制取氧气的实验操作，其中正确的是
A．检查气密性 B．检验氧气
C．铁丝在氧气中燃烧 D．从a端进气收集氧气
7．化学是一门以实验为基础的科学，下列关于O2制取和性质实验操作不正确的是
A．制取 O2 B．收集 O2
C．检验 O2 D．O2性质
8．利用如图所示装置进行“硫燃烧”实验：步骤．向弯形具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至硫粉开始燃烧；步骤．停止鼓入空气，用酒精灯给高锰酸钾加热。下列关于该实验的说法不正确的是
A．硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
B．气球的作用是缓冲气压，收集二氧化硫，防止污染空气
C．弯形具支试管口的棉花是防止粉末状物质堵塞导管
D．此实验可以证明影响硫燃烧剧烈程度的因素是温度
9．制取氧气有多种途径，下列产生氧气的方法不属于分解反应的是
A．分离液态空气法 B．加热高锰酸钾法 C．分解过氧化氢法 D．加热氧化汞法
10．现有甲、乙两份质量相等、浓度相同的过氧化氢溶液，向乙中加入适量的二氧化锰，而甲中没有添加，则两份溶液产生氧气的质量与时间的关系对应正确的一项是
A． B．
C． D．
11．“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧。某品牌制氧机的工作原理如图所示，通过制氧剂产生氧气，制氧剂甲剂为白色颗粒过碳酸钠，制氧剂乙剂为黑色粉末。
【查阅资料】过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠；碳酸钠易溶于水且它与混合不能生成氧气。
下列说法错误的是
A．反应仓中发生两个化学反应，反应类型涉及分解反应和化合反应
B．加湿过滤仓除了具有提纯氧气的作用外，还能用于观察氧气的生成速率
C．该过程中起催化作用
D．保存过碳酸钠时，应注意保持干燥
12．下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是
A．加热一定量高锰酸钾制取氧气
B．在少量二氧化锰中加入过氧化氢
C．密闭容器中燃烧一定量红磷
D．加热一定量高锰酸钾固体
二、非选择题
13．实验室可用加热高锰酸钾制氧气，一段时间后停止加热，则试管内剩余固体物质最多有 种，其中为黑色粉末的物质是 。
14．工业上一般采用 的方法制取氧气；实验室里，常采用 或 分解等方法制取氧气，文字表达式分别是 、 。
15．在化学反应中 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 发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。
16．利用下图仪器进行实验，请回答问题。
(1)请写出仪器⑧的名称： 。
(2)加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集，反应的文字表达式为 ，该实验中，不需要选择的仪器有 （填甲图中序号）。用高锰酸钾制取氧气时试管口需放一小团棉花的目的是 ，收集满氧气的集气瓶应该 （填“正”或“倒”）放在桌面上。
(3)若用乙装置收集甲烷（密度比空气小），气体应从导管 （填“a”或“b”）端进入。
17．氧元素在自然界中分布广泛，占地壳质量的。48.6%，是丰度最高的元素。
【O2的发现】
(1)我国古代炼丹家发现加热火硝(主要成分为KNO3)能产生“阴气”(即O2)，比欧洲发现氧气的时间早了1000多年。
①KNO3受热分解的另一产物为亚硝酸钾(KNO2)。，KNO2由氮元素的化合价为 。
②唐朝炼丹家马和在《平龙认》中指出：阴气(O2)存在于青石、火硝中，用火加热它们，阴气就会放出。运用学过的化学知识分析，该观点 (填“正确”或“错误”)。
【实验制O2】
(2)“追梦”项目小组在实验室中制取氧气并探究其性质，请根据如图所示装置回答问题。
①指出标号仪器M的名称 。
②实验室制取氧气的方法：a．过氧化氢溶液分解；b．加热氯酸钾与MnO2固体。若用b制取氧气应选用的发生装置是 (填序号)，选择时考虑的因素是 。
③可用于实验室收集氧气的装置有 (从“C、D、E"”中选择)。若用F装置收集氧气，则氧气应该从 端通入(填“a或b”)。
④空间站中水和氧气的最大化利用是生活保障的重要措施。如果在空间站失重状态下收集制得的O2，可选用右图装置中的 (填序，下同号)。
(3)过氧化氢也可用于实验室制取О2.其他条件相同时，按图2装置分别测定催化剂MnO2、CuO对过氧化氢分解的影响，测得锥形瓶内气体压强随时间变化如图3所示。
①实验室用催化剂MnO2和5%过氧化氢溶液制取O2的化学方程式为 。
②用MnO2作催化剂进行实验至60s时，压强瞬间回落，其可能原因是 。
【家庭制O2】随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。
Ⅰ．认识制氧机
(4)新型分子筛制氧机以空气为原料，将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气，其原理如图4所示，该获得O2的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(5)化学药剂型家用制氧机如图5，可利用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2，是一种白色固体，遇水分解为Na2CO3和H2O2，2 Na2CO3·3H2O24Na2CO3+6H2O+3O2↑)等试剂与水反应获取O2。加湿仓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_______(填序号)。
A．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成
Ⅱ．自制简易供氧器
(6)同学们利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品设计并制作了三套装置如图所示。
右瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品后，发现装置有缺陷的是 。
《4.3氧气的实验室制取》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C A B A D A B
题号 11 12
答案 A B
1．B
【详解】宏观上看，物质是由元素组成的，高锰酸钾由钾元素、锰元素、氧元素组成；氯酸钾由钾元素、氯元素、氧元素组成，过氧化氢由氢元素和氧元素组成。所以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢三种物质，都可以制得氧气，是由于三种物质的组成中都含有氧元素。
综上所述：选择B。
2．D
【详解】①反应物是固体，生成物锰酸钾和二氧化锰是固体，氧气是气体，适用于实验室制取氧气；
②在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾受热分解生成氯化钾固体和氧气，适合实验室制取氧气；
③生成物氮气是气体，不容易和氧气分离，不适合实验室制取氧气。
故选D。
3．C
【详解】A、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足制氧原材料价廉物美，方便携带，选项正确；
B、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足能持续供氧，便于长时间使用，且供氧过程不产生有害气体，选项正确；
C、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，不需考虑参加反应的相关化学物质必须易溶于水，选项错误；
D、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需设计气流阀门，调控气流速度，以适应不同环境的要求，选项正确。
故选C。
4．C
【详解】A、装置的气密性检验主要是通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象来判断气密性的好坏；该选项中没有使装置成封闭体系，无法检验，故A不符合题意；
B、塞紧胶塞，应该把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，故B不符合题意；
C、氧气的验满是用带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满，故C符合题意；
D、加热试管中的液体时，用外焰加热，液体不超过试管容积的三分之一，试管夹夹在中上部，用手拿试管夹的长柄，试管口斜向上，与水平方向大约成45°夹角，故D不符合题意；
故选：C。
5．A
【详解】A、氧气不易溶于水，可以用排水法收集；氧气的密度比空气大，能用向上排空气法收集，故选项正确；
B、氮气不溶于水，可以用排水法收集；氮气的相对分子质量为14×2=28，氮气的密度与空气接近，不能用向上排空气法收集，故选项错误；
C、一氧化碳难溶于水，可以用排水法收集；一氧化碳的相对分子质量为12+16=28，一氧化碳的密度与空气接近，不能用向上排空气法收集，故选项错误；
D、氢气不溶于水，可以用排水法收集；氢气的密度比空气小，能用向下排空气法收集，不能用向上排空气法收集，故选项错误；
故选：A。
6．B
【详解】A、该装置未密闭，用手握住试管，气体会从长颈漏斗逸出，无法检验装置的气密性，此选项错误；
B、氧气具有助燃性，检验氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气，此选项正确；
C、铁丝在氧气中燃烧时，反应剧烈，为了防止反应生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底，应在集气瓶底部装少量水或细沙，此选项错误；
D、氧气的密度比空气的大，收集氧气时，应从长导管，即b端进气，此选项错误；
故选B。
7．A
【详解】A.图中实验，长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致气体从长颈漏斗处溢出，故选项A不正确，符合题意；
B.使用向上排空气法收集氧气时，导管要伸入集气瓶底部，以便排尽集气瓶中的空气，故选项B正确，不符合题意；
C.检验氧气的方法：将带火星的小木条放在集气瓶中，如果小木条复燃，说明该气体是氧气，故选项C正确，不符合题意；
D.硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，水能吸收二氧化硫，防止污染空气，故选项D正确，不符合题意；
故选A。
8．D
【详解】A、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，该选项说法正确；
B、硫燃烧放热，则气球的作用能缓冲气压，且二氧化硫有毒，气球还能收集二氧化硫，防止污染空气，该选项说法正确；
C、弯形具支试管口的棉花是防止粉末状物质进入导管，堵塞导管，该选项说法正确；
D、硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，则可证明氧气浓度能影响硫燃烧剧烈程度，该选项说法不正确。
故选D。
9．A
【详解】A、分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不属于分解反应，符合题意；
B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
D、氧化汞受热分解生成汞和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意。
故选A。
10．B
【详解】
二氧化锰能加快过氧化氢溶液的分解速率，但不能改变生成物的质量，由于甲、乙是两份质量相等、浓度相同的过氧化氢溶液，所以甲、乙最终生成氧气的质量相等，由于乙中加入了适量的二氧化锰，而甲中没有添加，所以乙的反应速率比甲快，则生成相同质量的氧气乙消耗的时间比甲短，故两份溶液产生氧气的质量与时间的关系为，故选：B。
11．A
【详解】A、过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠，该反应既不属于分解反应，也不属于氧化反应，过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，该反应不属于氧化反应，但属于分解反应，该选项说法错误；
B、将氧气通入水中，既能提纯氧气，还能通过产生气泡的速率观察氧气的生成速率，该选项说法正确；
C、结合前面分析可知，二氧化锰的作用为催化剂，该选项说法正确；
D、由于过碳酸钠能和水反应，则保存过碳酸钠时，应注意保持干燥，该选项说法正确。
故选A。
12．B
【详解】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，完全反应后，剩余固体是锰酸钾、二氧化锰，固体质量不能为0。A图象不能正确反映其对应操作中各量变化关系，A不符合题意；
B、在少量二氧化锰中加入过氧化氢，立即产生氧气，随过氧化氢质量增加，氧气质量增加。B图象能正确反映其对应操作中各量变化关系。B符合题意；
C、密闭容器中燃烧一定量红磷，红磷燃烧放热，容器内压强增大，由于氧气被消耗，温度降至室温时，容器内压强小于原来的压强。C图象不能正确反映其对应操作中各量变化关系，C不符合题意；
D、加热一定量的高锰酸钾，开始氧气应为零。D图象不能正确反映其对应操作中各量变化关系，D不符合题意。
综上所述：选择B。
13． 3 二氧化锰/
【详解】一段时间后停止加热，当高锰酸钾没有完全分解时，试管内剩余固体物质最多，有高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰共3种，高锰酸钾为暗紫色，锰酸钾为墨绿色，二氧化锰是黑色粉末，故填:3；二氧化锰（或）。
14． 分离液态空气 高锰酸钾 过氧化氢
【详解】工业上一般采用分离液态空气的方法制取氧气；
实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应文字表达式分别为、；
15． 能 没有
【详解】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没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用，故填：能；没有。
16．(1)铁架台
(2) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ①④ 防止加热时试管中粉末状物质进入导管 正
(3)b
【详解】（1）由图可知，仪器⑧为铁架台。
（2）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：；
该反应为加热固体的反应，发生装置选加热固体的装置，且氧气不易溶于水，且密度比空气大，收集装置选排水法或向上排空气法，则需要的仪器为②③⑤⑥⑦⑧，不需要①④；
加热固体时，为了防止固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应塞一团棉花；
氧气密度比空气大，则收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。
（3）甲烷密度比空气大，用乙装置收集时，气体应从b口通入。
17．(1) +3 错误
(2) 锥形瓶 A 药品状态和反应条件 D和E a D
(3) 瓶内压强过大，造成橡皮塞被冲开
(4)物理
(5)AB
(6)乙
【详解】（1）①KNO2中钾元素化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设氮元素化合价为x，根据化合物中化合价正负代数和为0，（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3；
②硝酸钾中含有氧元素，硝酸钾加热会分解产生氧气，但硝酸钾中不含氧气，所以错误；
（2）①由图可知，标号仪器M的名称是锥形瓶；
②加热氯酸钾与MnO2固体制取氧气，由于反应物的状态为固体和固体，反应条件需要加热，则应选用的发生装置是A，选择时考虑的因素是药品状态和反应条件；
③氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法收集;氧气不易溶于水，可采用排水法收集，故可用实验室收集氧气的装置有D和E；氧气的密度比空气大，若用F装置收集氧气，则氧气应从长管进入，即从a端通入；
④A、装置A适用于收集密度比空气大的气体，在失重状态下无法正常使用，不符合题意；
B、装置B适用于收集密度比空气小的气体，在失重状态下氧气密度比空气大，不能采用向下排空气法收集，不符合题意；
C、装置C用于排水法收集气体，但在失重状态下水也处于漂浮状态，不易操作，不符合题意；
D、在空间站失重状态下，可以利用真空袋收集氧气，符合题意；
故选：D；
（3）①过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，反应的化学方程式为：；
②用MnO2作催化剂进行实验至60s时，压强瞬间回落，可能是由于实验过程中过氧化氢分解产生大量的气体，瓶内气体增多，压强过大冲开了橡皮塞造成的；
（4）新型分子筛制氧机以空气为原料，将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。此过程中没有新物质生成属于物理变化；
（5）A、加湿仓中的水能将氧气润湿，使氧气具有一定湿度，利于呼吸，选项正确；
B、通过气泡观察氧气生成的速率，选项正确；
C、过滤仓中的水不能加快氧气的生成，选项错误；
故选：AB；
（6）乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置有缺陷，丙装置可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制氧气流量，而甲装置将制氧药品和水直接混合，无法控制生成氧气的流量，则丙装置更适合，故选乙。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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