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2.3 氧气的制备
【题型1】加热高锰酸钾制氧气 1
【题型2】氧气的制取装置 4
【题型3】氧气的收集、检验和验满 6
【题型4】制取氧气的操作步骤和注意事项 9
【题型5】催化剂与催化作用 12
【题型6】实验室制取氧气的反应原理 15
【题型7】氧气的工业制法 18
【题型8】分解反应及其判定 21
【题型9】分解反应、化合反应综合 22
【题型1】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取和收集氧气不需要用到的仪器是(　　)
A. 大试管 单孔橡胶塞 B. 大试管 集气瓶 C. 长颈漏斗 锥形瓶 D. 酒精灯 玻璃导管
【举一反三1】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是(　　)
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三2】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是(　　)
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【举一反三3】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是(　　)
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三4】如图是实验室用高锰酸钾制取氧气的装置，请回答问题。
(1)仪器a的名称：_______。
(2)用高锰酸钾制取O 的文字表达式是_________________。
(3)实验室收集氧气的方法是__________。
(4)将高锰酸钾粉末装入试管的操作是_____________。
(5)试管口放一团棉花的作用是 _______________(合理即可)。
【举一反三5】(1)请根据下列各图中提供的信息，回答问题。
a.写出装置图 A 中标号①、②仪器的名称①___________、②___________。
b.若在实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发生装置应选用___________，收集装置可选用___________ (填字母)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气主要步骤如下：①给试管加热；②检查装置气密性；③将试管固定在铁架台上；④装药品；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦将导管移出水面。正确顺序为
___________ (用序号表示)。
(3)检验氧气是否收集满的正确操作是___________ (填“F”或“G”)。
【举一反三6】根据如图回答问题。
(1)仪器a的名称是______________________。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)收集氧气的装置是___________ (填序号)。
(4)将带火星的木条放在瓶口，若观察到______________________，说明瓶中已充满氧气。
【举一反三7】某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。
(1)仪器①的名称是________。
(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为______________。组装氧气的收集装置，可选用____________(填序号)。
(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用_______(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是____________(写出1点即可)。
【题型2】氧气的制取装置
【典型例题】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作，不正确的是(　　)
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
【举一反三1】实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制备并收集干燥的氧气，最佳组合的是(　　)
A.①③ B.①④ C.②④ D.①⑤
【举一反三2】根据下列装置图回答问题：
(1)装置①的名称是______________________。
(2)用C装置收集氧气，检验氧气的方法是______________________，若______________________，则气体为氧气。
【举一反三3】化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示装置回答问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)实验室用装置A制取氧气的文字表达式为_________________________________。
(3)装置B、C均可用于过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生和收集装置是___________ (填字母)。
(4)验满时发现带火星的木条没有复燃，可能的原因是___________ (写一条)。
【举一反三4】研究性学习小组利用如图装置进行气体的制取，请分析并填空：
（1）写出图中仪器的名称；a ___________，b ___________。
（2）若用高锰酸钾制取纯净的氧气，应选择的发生装置为___________（填字母），该套装置还需要改进的是___________，该反应的文字表达式为 ______________________。
（3）若使用D装置收集氧气，当观察到D装置中___________时，开始收集氧气；实验结束时，要先___________，然后再熄灭酒精灯。
（4）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。
①若用于向上排空气法收集氧气，检验氧气已收集满的方法是______________________。
②若用排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从___________端通入氧气（填“①”或“②”）。
（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水。现从A～F中选择合适的装置来制取并收集氨气，应该选择的发生装置是___________（填字母，下同），收集装置是______________________。
【举一反三5】请结合如图实验装置，回答下列问题。
(1)a仪器的名称是　　　　 。
(2)实验室用加热高锰酸钾固体制取氧气，应选择的发生装置是　　　　 (填字母)；若用D装置收集氧气，收集到的氧气不纯净的原因是　　　　 (写1点即可)。
(3)实验室用装置B制取氧气的文字表达式为　　　　 ；利用装置C收集氧气，气体应从　　　　 (填“b”或“c”)端通入。
【题型3】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气，下列相关操作正确的是(　　)
A.检查装置气密性
B.点燃酒精灯
C.收集氧气
D.氧气验满
【举一反三1】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图，将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃。根据上述证据进行推理，不能得到的结论是(　　)
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
【举一反三2】某班同学在实验室用高锰酸钾制取氧气，老师观察到了四位同学的如下操作，其中错误的是(　　)
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】氧气的收集、检验与验满
(1)能用排水法收集氧气的原因是 。
(2)用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是 。
【举一反三4】根据如图装置图，回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称：①　　　　 ，②　　　　 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 　　　 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是 　　　 (填字号)，理由是 　　　 ，若用该方法收集的氧气不纯，可能的原因是 　　 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气，应从导管 　　　 (填“a”或“b”)处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是 　　　 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性，并完成下表。
【举一反三5】根据如图所示装置，按要求回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：①　　　　　。
(2)实验室加热高锰酸钾制取氧气，发生的反应的符号表达式为　　　　　，该反应属于基本反应类型中的　　　　　。
(3)若选用装置D收集氧气，其验满的方法是　　　　　。
(4)欲收集一瓶氧气，供“细铁丝在氧气中燃烧”的实验使用，最好选择的收集装置是　　　　　(填字母)。
【题型4】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用KMnO4制取氧气并验证氧气的性质。下列有关实验基本操作正确的是（　　）
A.检查气密性
B.制氧气
C.验证氧气收满
D.硫在氧气中燃烧
【举一反三1】如图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（　　）
A.连接实验仪器
B.检查装置气密性
C.装入高锰酸钾
D.结束时先停止加热
【举一反三2】化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题：
(1)图中标号a的仪器名称是__________________________。
(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气，可选用的装置组合是_____________ (填字母序号)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为__________________________。主要操作步骤有①检查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。正确的操作顺序是_____________ (填数字序号)。
(4)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c 连接之前需进行的一项操作是______。
【举一反三3】实验室常用下列装置制取气体，请根据所学知识回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称：　　　　　。
(2)若选用装置A用高锰酸钾制取氧气，需要改进的地方是　　　　　，该反应所属的基本反应类型是　　　　　。
(3)选用装置B进行实验时，应该先　　　　　，收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致　　　　　。
(4)图中装置D是收集到的两瓶氧气，若进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，应选用的是装置　　　　　(填“C”或“D”)，实验现象是　　　　　。
(5)若想测量产生氧气的体积，应将装置E中　　　　　(填“①”或“②”)端与量筒连接。
(6)下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A．使用前，加湿仓应注满水
B．加湿仓类似于排水集气装置
C．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【题型5】催化剂与催化作用
【典型例题】实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，生成氧气的质量随加热时间的变化情况如图所示，下列表述正确的是(　　)
A.a点：开始生成氧气
B.b点：开始加入二氧化锰
C.c点：装置中有三种固体
D.d点：二氧化锰恰好反应完
【举一反三1】下列关于催化剂的说法正确的是（　　）
A.催化剂不能改变生成物的质量
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【举一反三2】化学兴趣小组同学在实验室进行如下实验，回答下列问题。
(1)如图1所示，将带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因可能是___________。
(2)如图2所示，向试管中加入二氧化锰，在图3中观察到的实验现象是___________，写出试管中发生反应的文字表达式______________________。
(3)待图3试管中无明显现象，向其中再次加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，重复该操作多次均观察到与(2)中相同现象，说明化学反应前后二氧化锰的___________没有改变。
(4)用精密的仪器称量反应前后二氧化锰的质量(洗净干燥后)，会发现其质量___________ (填“增大”“减小”或“不变”),因此二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中的作用是___________。
【举一反三3】探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
(1)实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
(2)实验原理：图2中发生反应的化学符号表达式为______________________。
(3)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为______________________。
(4)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率______________________。
[问题与思考]
(1)研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
(2)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【举一反三4】同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铜(CuO，不溶于水)固体在用过氧化氢制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？
[提出问题]CuO能不能作过氧化氢溶液分解的催化剂？
[作出猜想]猜想一：CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂；
猜想二：CuO不能作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(1)[进行实验]
[反思与评价]
(2)实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有___________ (填序号)。
①体积相同 　　　　②浓度相同 　　　　③温度相同
(3)小红提出，仅凭上述实验还不能证明CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要增加一个探究实验是“验证反应前后CuO___________不变”。
[得出结论]
(4)继续探究得知，CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂。写出CuO催化过氧化氢溶液分解的符号表达式：_________________________________。
[拓展延伸]
(5)查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是___________(填字母)。
A．催化剂只能加快反应速率
B．催化剂能增加生成物的质量
C．同一个化学反应可以有多种催化剂
【题型6】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间(秒)
关于上述实验有下列几种说法，其中说法正确的是(　　)
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小，反应速率越慢
⑤浓度越大，反应速率越慢
A.①④ B.①② C.①③⑤ D.①③④
【举一反三1】实验室现对一定量的高锰酸钾固体进行加热，加热过程中涉及的相关量随时间变化的图像正确的是（　　）
A. B. C. D.
【举一反三2】取一定质量高锰酸钾制取氧气，充分加热，高锰酸钾完全分解，下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是（　　）
A. B. C. D.
【举一反三3】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（　　）
A. B. C. D.
【举一反三4】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G的名称是　　　　　，它的用途是　　　　　。
(2)利用图中仪器　　　　　(填仪器下对应字母，从A～G中选择)组合，可制取并收集氧气，所发生反应的文字表达式为　　　　　。
(3)若用H装置收集(2)中制得的气体，则气体应从　　　　　(填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是　　　　　(填序号)。
A．使用催化剂能使生成物的质量增加
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【举一反三5】下图1为实验室中制备、收集和进行实验探究的部分仪器，根据要求回答：
(1)仪器①的名称是　　　　　；使用仪器②的优点是　　　　　。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的文字表达式为　　　　　。若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的制取装置是　　　　　(填字母序号)；为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团　　　　　。
(3)选择收集方法时，下列气体性质中必须考虑的是　　　　　(填字母序号)。
①颜色；②密度；③可燃性；④溶解性；⑤能否与水反应
A．①②③ B．③④⑤ C．②③④ D．②④⑤
(4)实验室制取一般有六个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液；④向锥形瓶中放入二氧化锰固体；⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满；⑥收集气体。则正确的操作顺序是　　　　　(填数字序号)。
(5)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器，如图2所示。图2中的甲装置与图1中的　　　　　(填字母序号)装置作用类似。
(6)图3中集气瓶③中观察到的现象是　　　　　。集气瓶④底部加入少量水的作用是　　　　　。
【题型7】氧气的工业制法
【典型例题】空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法错误的是(　　)
A.空气中各成分均匀地混合在一起
B.空气中含有氧气，因此空气可以直接用于医疗急救
C.将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D.空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
【举一反三1】下列说法不正确的是(　　)
A.酥脆的饼干在空气中逐渐变软，说明空气中含有水蒸气
B.自然界中氧循环的过程，主要发生了化学变化
C.空气污染指数越高，空气质量状况越差
D.工业上依据液态空气中各成分的沸点不同分离出氮气、氧气等，这个过程主要发生了化学变化
【举一反三2】如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是(　　)

A.此方法制氧气的原料来源广泛
B.该分离过程是物理变化
C.说明液氧比液氮沸点高
D.该液体物质是纯净的氧气
【举一反三3】如图所示是用经过除尘、除二氧化碳和水蒸气后的空气进行分离制取氧气的流程图。
(1)空气属于___________ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)工业制氧气的原理是______________________。
(3)流程图中由空气制得液态空气的过程中发生的是___________ (填“物理”或“化学”)变化。
(4)蓝色钢瓶中贮存的主要是______________________。
【举一反三4】某工厂分离空气获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图：
请根据流程图回答下列问题。
（1）经过步骤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）由步骤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，这说明氮气化学性质__________（填“活泼”或“不活泼”）。
（3）空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的 __________（填序号）。
①氮气
②氧气
③稀有气体
④二氧化碳
⑤水蒸气
（4）此外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积__________（填“大”或“小”）。
【举一反三5】如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。请回答下列问题。
（1）经过步骤A处理后的空气属于__________（填“纯净物”或“混合物”），步骤B中所发生的变化属于__________（填“物理”或“化学”）变化。
（2）步骤C的原理是利用氮气和氧气的 __________不同，将氮气和氧气分离开来。
（3）嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是__________。
（4）氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是__________（填字母）。
a.气焊
b.急救
c.作燃料
d.潜水
（5）根据表中数据判断：工业上制取氧气，控制温度T在____________________℃范围内，可以将表中液态空气内的氮气分离出来。
【题型8】分解反应及其判定
【典型例题】化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图关系的是（　　）
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三1】下列化学反应中，属于分解反应的是(　　)
A.氢氧化钙+二氧化碳碳酸钙+水
B.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
C.氧化钙+水→氢氧化钙
D.氧化铁+一氧化碳铁+二氧化碳
【举一反三2】下列反应属于分解反应的是（　　）
A.碳+氧气二氧化碳
B.酒精+氧气二氧化碳+水
C.碳酸→二氧化碳+水
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【举一反三3】下列变化属于分解反应的是（　　）
A.氢气+氧化铜铜+水
B.酒精+氧气水+二氧化碳
C.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧气+氢气水
【举一反三4】下列化学反应中，属于分解反应的是（　　）
A.红磷+氧气五氧化二磷
B.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯气+氢气氯化氢
【题型9】分解反应、化合反应综合
【典型例题】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有（　　）
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
【举一反三1】下列反应中，既不是化合反应，也不是分解反应的是（　　）
A.镁+氧气氧化镁
B.铝+氧气→氧化铝
C.水氢气+氧气
D.石蜡+氧气二氧化碳+水
【举一反三2】下列应用中的文字表达式书写及基本反应类型均正确的是(　　)
A.实验室用过氧化氢溶液制氧气：过氧化氢水+氧气　　分解反应
B.硫粉的燃烧：硫+氧气二氧化硫　　氧化反应
C.测定空气中氧气的含量：碳+氧气二氧化碳　　化合反应
D.拉瓦锡测定空气成分的实验原理：氧化汞汞+氧气　　化合反应
【举一反三3】分析推理是化学学习过程中的常用方法，下列推理正确的是（　　）
A.化合反应只生成一种物质，所以只生成一种物质的化学反应一定是化合反应
B.物质与氧气发生的反应是氧化反应，所以红磷和氧气发生的反应属于氧化反应
C.分解反应只有一种物质参加反应，所以只有一种物质参加反应的反应一定是分解反应
D.纯净物只含有一种物质，所以稀有气体属于纯净物2.3 氧气的制备
【题型1】加热高锰酸钾制氧气 1
【题型2】氧气的制取装置 5
【题型3】氧气的收集、检验和验满 9
【题型4】制取氧气的操作步骤和注意事项 14
【题型5】催化剂与催化作用 19
【题型6】实验室制取氧气的反应原理 24
【题型7】氧气的工业制法 29
【题型8】分解反应及其判定 33
【题型9】分解反应、化合反应综合 35
【题型1】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取和收集氧气不需要用到的仪器是(　　)
A. 大试管 单孔橡胶塞 B. 大试管 集气瓶 C. 长颈漏斗 锥形瓶 D. 酒精灯 玻璃导管
【答案】C
【举一反三1】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是(　　)
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】C
【举一反三2】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是(　　)
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【答案】B
【解析】如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，能用向上排空气法和排水法收集，需要的仪器有大试管、铁架台、集气瓶、酒精灯、导管、单孔塞。
【举一反三3】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是(　　)
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】C
【举一反三4】如图是实验室用高锰酸钾制取氧气的装置，请回答问题。
(1)仪器a的名称：_______。
(2)用高锰酸钾制取O 的文字表达式是_________________。
(3)实验室收集氧气的方法是__________。
(4)将高锰酸钾粉末装入试管的操作是_____________。
(5)试管口放一团棉花的作用是 _______________(合理即可)。
【答案】(1)铁架台
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)向上排空气法(或排水法)
(4)将试管倾斜，把盛有药品的药匙(或纸槽)送至试管底部，然后使试管直立起来
(5)防止加热时高锰酸钾粉末进入导管(或防止高锰酸钾粉末进入水槽使水变红)
【解析】(2)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高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集(氧气不易溶于水，可以用排水法收集)。
【举一反三5】(1)请根据下列各图中提供的信息，回答问题。
a.写出装置图 A 中标号①、②仪器的名称①___________、②___________。
b.若在实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发生装置应选用___________，收集装置可选用___________ (填字母)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气主要步骤如下：①给试管加热；②检查装置气密性；③将试管固定在铁架台上；④装药品；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦将导管移出水面。正确顺序为
___________ (用序号表示)。
(3)检验氧气是否收集满的正确操作是___________ (填“F”或“G”)。
【答案】(1)a.试管　　酒精灯　　b. A　　C(或D) 　　(2)②④③①⑤⑦⑥　　(3)F
【举一反三6】根据如图回答问题。
(1)仪器a的名称是______________________。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)收集氧气的装置是___________ (填序号)。
(4)将带火星的木条放在瓶口，若观察到______________________，说明瓶中已充满氧气。
【答案】(1)酒精灯
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)B
(4)带火星的木条复燃
【解析】(1)仪器a的名称是酒精灯。(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氢气。 (3)因为氧气密度大于空气，所以应该选择向上排空气法收集氧气，故选装置B。 (4)检验氢气的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若观察到带火星的木条复燃，说明瓶中已充满氧气。
【举一反三7】某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。
(1)仪器①的名称是________。
(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为______________。组装氧气的收集装置，可选用____________(填序号)。
(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用_______(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是____________(写出1点即可)。
【答案】(1)烧杯
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　　②④⑤或③⑤
(3)棉花　　收集气体前集气瓶未装满水(或未等气泡连续均匀冒出就开始收集等)
【解析】(2)加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。氧气不易溶于水，可采用排水法收集，用到的仪器有集气瓶、导管和水槽，选用仪器②④⑤；氧气的密度比空气大，也可以用向上排空气法收集，用到的仪器有集气瓶和导管，选用仪器③⑤。(3)用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，是由于加热时试管内的高锰酸钾粉末进入了导管从而进入了水槽，应该在试管口处放一团棉花；若该同学收集的氧气不纯，可能是收集气体前集气瓶未装满水或没有等气泡连续均匀冒出时就开始收集或未在水面下盖玻璃片等情况。
【题型2】氧气的制取装置
【典型例题】“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作，不正确的是(　　)
A.装入MnO2
B.制备O2
C.干燥O2
D.收集O2
【答案】B
【解析】取用粉末状药品，试管倾斜(或平放)，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，A正确。
用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，B错误。
用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，C正确。
氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，D正确。
【举一反三1】实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制备并收集干燥的氧气，最佳组合的是(　　)
A.①③ B.①④ C.②④ D.①⑤
【答案】B
【解析】实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制备氧气，属于固-固加热型，选择的发生装置为①；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，采用向上排空气法收集气体较干燥，选择的收集装置为④，故选B。
【举一反三2】根据下列装置图回答问题：
(1)装置①的名称是______________________。
(2)用C装置收集氧气，检验氧气的方法是______________________，若______________________，则气体为氧气。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)将带火星的木条伸入集气瓶 带火星的木条复燃
【解析】(2)氧气可以支持燃烧，检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶，若带火星的木条复燃，则气体为氧气。
【举一反三3】化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示装置回答问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)实验室用装置A制取氧气的文字表达式为_________________________________。
(3)装置B、C均可用于过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生和收集装置是___________ (填字母)。
(4)验满时发现带火星的木条没有复燃，可能的原因是___________ (写一条)。
【答案】(1)分液漏斗
(2)氯酸钾氯化钾 +氧气
(3)CE(或CF)
(4)制取的氧气不纯(合理即可)
【举一反三4】研究性学习小组利用如图装置进行气体的制取，请分析并填空：
（1）写出图中仪器的名称；a ___________，b ___________。
（2）若用高锰酸钾制取纯净的氧气，应选择的发生装置为___________（填字母），该套装置还需要改进的是___________，该反应的文字表达式为 ______________________。
（3）若使用D装置收集氧气，当观察到D装置中___________时，开始收集氧气；实验结束时，要先___________，然后再熄灭酒精灯。
（4）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。
①若用于向上排空气法收集氧气，检验氧气已收集满的方法是______________________。
②若用排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从___________端通入氧气（填“①”或“②”）。
（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水。现从A～F中选择合适的装置来制取并收集氨气，应该选择的发生装置是___________（填字母，下同），收集装置是______________________。
【答案】（1）锥形瓶　　长颈漏斗
（2）A　　在试管口放一团棉花　　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（3）导管口有气泡连续均匀冒出　　把导管移出水面
（4）①将带火星的木条放在导管口处，木条复燃，则氧气已收集满　　②②
（5）A　　F
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是锥形瓶，仪器b的名称是长颈漏斗；
（2）若用高锰酸钾制取纯净的氧气，该反应是固体加热型反应，则应选择的发生装置为A，为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，需要在试管口放一团棉花，高锰酸钾受热分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（3）D装置是排水法收集装置，若使用D装置收集氧气，当观察到D装置中导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集氧气，因为刚开始排出的是装置内的空气，实验结束时，为了防止水倒吸，使试管炸裂，要先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯；
（4）G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。①若用向上排空气法收集氧气，由于氧气的密度比空气大，应从①端通入，则检验氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在导管口②处，木条复燃，则氧气已收集满。②若用排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，由于氧气的密度比水小，则应从②端通入氧气；
（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制取氨气，该反应是固固加热型反应，则应该选择的发生装置是A，氨气的密度比空气小，极易溶于水，只能用向下排空气法收集，则收集装置是F。
【举一反三5】请结合如图实验装置，回答下列问题。
(1)a仪器的名称是　　　　 。
(2)实验室用加热高锰酸钾固体制取氧气，应选择的发生装置是　　　　 (填字母)；若用D装置收集氧气，收集到的氧气不纯净的原因是　　　　 (写1点即可)。
(3)实验室用装置B制取氧气的文字表达式为　　　　 ；利用装置C收集氧气，气体应从　　　　 (填“b”或“c”)端通入。
【答案】(1)分液漏斗
(2)　A　集气瓶内水没有装满或刚有气泡产生就开始收集(合理即可)
(3)　　b
【解析】(1)a仪器的名称是分液漏斗；
(2)实验室用加热高锰酸钾固体制取氧气，该反应为固体加热型，应选择的发生装置是A；
若用D装置排水法收集氧气，收集到的氧气不纯净，可能的原因是实验前集气瓶内没有装满水(混有部分空气，导致收集的氧气不纯)或刚有气泡产生就开始收集(用排水法收集氧气时，刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气)等合理即可；
(3)B装置为固液常温型，即过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，文字表达式为；
利用装置C收集氧气，氧气的密度比空气大，则气体应从b端通入。
【题型3】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气，下列相关操作正确的是(　　)
A.检查装置气密性
B.点燃酒精灯
C.收集氧气
D.氧气验满
【答案】A
【解析】检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，则说明装置气密性良好；禁止用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯；氧气密度比空气大，应用向上排空气法收集；氧气验满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入瓶中。
【举一反三1】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图，将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃。根据上述证据进行推理，不能得到的结论是(　　)
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
【答案】C
【解析】
【举一反三2】某班同学在实验室用高锰酸钾制取氧气，老师观察到了四位同学的如下操作，其中错误的是(　　)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】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错误。
【举一反三3】氧气的收集、检验与验满
(1)能用排水法收集氧气的原因是 。
(2)用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是 。
【答案】(1)氧气不易溶于水且不与水反应
(2)将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满
【举一反三4】根据如图装置图，回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称：①　　　　 ，②　　　　 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 　　　 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是 　　　 (填字号)，理由是 　　　 ，若用该方法收集的氧气不纯，可能的原因是 　　 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气，应从导管 　　　 (填“a”或“b”)处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是 　　　 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性，并完成下表。
【答案】(1)酒精灯　水槽
(2)A
(3)E　二氧化硫有毒，需要用水来吸收，防止污染空气　集气瓶中未装满水、未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4)a　将带火星的木条放在b处导管口，木条复燃，说明氧气已收集满
(5)将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁
【解析】(1)标号①的仪器名称为酒精灯；标号②的仪器名称为水槽；
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是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，应选用固体加热型发生装置，且试管口需要放一团棉花，防止粉末状物质进入导管，则发生装置选择A；
(3)氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，即装置D或E，硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体，直接排放会污染空气，二氧化硫能溶于水，若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是E，理由是二氧化硫有毒，需要用水来吸收，防止污染空气；用排水法收集氧气，由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气，所以未等气泡连续均匀放出时就开始收集，会导致收集的氧气不纯；或收集前集气瓶内没有装满水，也会导致收集的氧气不纯；
(4)用F装置收集氧气，由于氧气的密度比空气略大，所以氧气应从导管a处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是将带火星的木条放在b处导管口，木条复燃，说明氧气已收集满；
(5)设计实验检验G图装置的气密性：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好。
【举一反三5】根据如图所示装置，按要求回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：①　　　　　。
(2)实验室加热高锰酸钾制取氧气，发生的反应的符号表达式为　　　　　，该反应属于基本反应类型中的　　　　　。
(3)若选用装置D收集氧气，其验满的方法是　　　　　。
(4)欲收集一瓶氧气，供“细铁丝在氧气中燃烧”的实验使用，最好选择的收集装置是　　　　　(填字母)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)　分解反应
(3)将带火星的木条放于集气瓶口，若木条复燃，则已经集满
(4)E
【解析】(1)由图可知，仪器①的名称是：长颈漏斗；。
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：；该反应是一种物质生成三种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应；
(3)若选用装置D收集氧气，氧气具有助燃性，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
(4)细铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，应在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底，故最好选择的收集装置是E，方便在瓶底预留少量水。
【题型4】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用KMnO4制取氧气并验证氧气的性质。下列有关实验基本操作正确的是（　　）
A.检查气密性
B.制氧气
C.验证氧气收满
D.硫在氧气中燃烧
【答案】A
【解析】检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不气密性良好，A正确；为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，试管口应放一团棉花，B错误；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，C错误；硫在氧气中燃烧，集气瓶的底部要放少量的水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，不能放细沙，D错误。
【举一反三1】如图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作，其中正确的是（　　）
A.连接实验仪器
B.检查装置气密性
C.装入高锰酸钾
D.结束时先停止加热
【答案】B
【解析】连接仪器时，应一手持试管，一手持橡胶塞，把橡胶塞慢慢转动着塞进容器口，切不可把试管放在桌上，再使劲塞进塞子，以免压破试管，图中操作错误，A不正确；检查装置的气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，图中操作正确，B正确；往试管里装入固体粉末时，为避免药品沾在管口和管壁上，可先使试管倾斜或横放，把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部，然后使试管直立起来，图中操作错误，C不正确；实验结束时，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止冷水倒吸，炸裂试管，图中操作错误，D不正确。
【举一反三2】化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题：
(1)图中标号a的仪器名称是__________________________。
(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气，可选用的装置组合是_____________ (填字母序号)。
(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为__________________________。主要操作步骤有①检查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。正确的操作顺序是_____________ (填数字序号)。
(4)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c 连接之前需进行的一项操作是______。
【答案】(1)分液漏斗
(2)AC 或AE或AC、AE
(3)过氧化氢水+氧气　　④①③②
(4)排尽充气袋内的空气
【解析】(2)加热高锰酸钾固体制取氧气属于固体加热型，应选A装置作为发生装置；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法(E装置)或向上排空气法(C装置)收集。(3)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气；实验室用过氧化氢制氧气，主要的操作步骤有组装仪器、检查装置的气密性、装入药品、收集并验满气体，正确的操作顺序是④①③②。(4)要用F收集一袋较纯净的氧气，需要先将F排空，因此导气管口b、c连接之前需要进行的操作是排尽充气袋内的空气。
【举一反三3】实验室常用下列装置制取气体，请根据所学知识回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称：　　　　　。
(2)若选用装置A用高锰酸钾制取氧气，需要改进的地方是　　　　　，该反应所属的基本反应类型是　　　　　。
(3)选用装置B进行实验时，应该先　　　　　，收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致　　　　　。
(4)图中装置D是收集到的两瓶氧气，若进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，应选用的是装置　　　　　(填“C”或“D”)，实验现象是　　　　　。
(5)若想测量产生氧气的体积，应将装置E中　　　　　(填“①”或“②”)端与量筒连接。
(6)下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A．使用前，加湿仓应注满水
B．加湿仓类似于排水集气装置
C．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【答案】(1)酒精灯
(2)在试管口塞一团棉花　分解反应
(3)检查装置的气密性　收集的气体不纯
(4)D　铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，同时放出热量
(5)②
(6)C
【解析】(1)仪器 a 是酒精灯；
(2)若选用装置 A 用高锰酸钾制取氧气，需要在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内 固体粉末进入导管；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应是一种物质生成三种物质，属于分解反应；
(3)选用装置 B 进行实验时，应该先检查装置的气密性，防止装置漏气，收集不到气体；收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致收集的气体不纯，因为开始排出的气体是装置内的空气；
(4)铁丝在氧气中燃烧时会剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，瓶底要预先放少量水或铺一层细沙，所以应选用的是装置 D；实验现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；
(5)氧气不易溶于水，会将水从②端排出，所以应将装置 E 中②端与量筒连接，通过测量排出水的体积来测量产生氧气的体积；
(6)使用前，加湿仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，造成危险，错误；
反应仓内产生的氧气，进入到加湿仓，加湿仓内的水对氧气有湿化的作用，过程中不会排出加湿仓中的水，与排水收集装置不同，错误；
加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在加湿仓被水湿化后排出，供人体呼吸，正确。
【题型5】催化剂与催化作用
【典型例题】实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，生成氧气的质量随加热时间的变化情况如图所示，下列表述正确的是(　　)
A.a点：开始生成氧气
B.b点：开始加入二氧化锰
C.c点：装置中有三种固体
D.d点：二氧化锰恰好反应完
【答案】C
【解析】由图可知，b点以后氧气的质量开始增加，则b点时开始生成氧气，故A错误；二氧化锰应该在反应开始时就已经加入，而不是在b点才开始加入，故B错误；氯酸钾在加热和二氧化锰催化作用下反应生成氯化钾和氧气，c点时氯酸钾还未反应完，则此时装置中的固体有未反应的氯酸钾、催化剂二氧化锰、生成物氯化钾，共三种固体，故C正确；二氧化锰是该反应的催化剂，在化学反应前后其质量和化学性质不变，故D错误。
【举一反三1】下列关于催化剂的说法正确的是（　　）
A.催化剂不能改变生成物的质量
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【答案】A
【解析】使用催化剂不能改变生成物的量，催化剂可以改变反应速率， A正确；催化剂对速率的改变有加快也可以减慢，需要根据需要来选择，B不正确；有许多化学反应不需要催化剂就能进行，二氧化锰也不是只作化剂，又可作应物，C正确；催化剂改变的是能够发生的反应的速率，而不能改变能否反应的事实，不正确。
【举一反三2】化学兴趣小组同学在实验室进行如下实验，回答下列问题。
(1)如图1所示，将带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因可能是___________。
(2)如图2所示，向试管中加入二氧化锰，在图3中观察到的实验现象是___________，写出试管中发生反应的文字表达式______________________。
(3)待图3试管中无明显现象，向其中再次加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，重复该操作多次均观察到与(2)中相同现象，说明化学反应前后二氧化锰的___________没有改变。
(4)用精密的仪器称量反应前后二氧化锰的质量(洗净干燥后)，会发现其质量___________ (填“增大”“减小”或“不变”),因此二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中的作用是___________。
【答案】(1)过氧化氢分解速率过慢，产生氧气量较少，无法使木条复燃
(2)带火星的木条复燃　　过氧化氢水+氧气
(3)化学性质
(4)不变　　催化作用
【举一反三3】探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
(1)实验方法：①向图1试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。②向图2试管内加入少量二氧化锰，把带火星木条伸入试管，观察现象。③待试管中没有现象发生时，重复进行①的实验操作，观察现象。
(2)实验原理：图2中发生反应的化学符号表达式为______________________。
(3)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为______________________。
(4)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率______________________。
[问题与思考]
(1)研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质有无变化？
(2)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【答案】(2)H2O2H2O+O2
(3)带火星的木条复燃
(4)加快
[问题与思考](1)无
(2)常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少
【解析】(2)图2中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学符号表达式为H2O2H2O+O2；(3)图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气；(4)由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；[问题与思考](1)研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质没有发生变化；(2)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。
【举一反三4】同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铜(CuO，不溶于水)固体在用过氧化氢制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？
[提出问题]CuO能不能作过氧化氢溶液分解的催化剂？
[作出猜想]猜想一：CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂；
猜想二：CuO不能作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(1)[进行实验]
[反思与评价]
(2)实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有___________ (填序号)。
①体积相同 　　　　②浓度相同 　　　　③温度相同
(3)小红提出，仅凭上述实验还不能证明CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要增加一个探究实验是“验证反应前后CuO___________不变”。
[得出结论]
(4)继续探究得知，CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂。写出CuO催化过氧化氢溶液分解的符号表达式：_________________________________。
[拓展延伸]
(5)查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是___________(填字母)。
A．催化剂只能加快反应速率
B．催化剂能增加生成物的质量
C．同一个化学反应可以有多种催化剂
【答案】(1)慢　　CuO能够加快过氧化氢的分解速率　　化学性质
(2)①②③
(3)质量
(4)H2O2 H2O+O2
(5)C
【解析】(1)I、过氧化氢溶液在常温下，产生少量气泡，带火星的木条不复燃，说明过氧化氢分解较慢；
II、在过氧化氢溶液加入氧化铜后，产生大量气泡，带火星的木条复燃，说明CuO能够加快过氧化氢的分解速率；
III、待试管中没有现象时，重新加入过氧化氢溶液，伸入带火星的木条，重复此操作；产生大量气泡，带火星的木条均复燃，说明氧化铜一直能够加快过氧化氢的分解速率，由此证明反应前后CuO的化学性质没有改变。
(2)根据影响反应进行的因素可知，实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有温度、浓度、体积完全相同，故填①②③。
(3)在化学反应里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反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，要证明氧化铜是反应的催化剂，还需要证明反应前后氧化铜的质量不变。
(4)CuO催化过氧化氢溶液分解生成水和氧气，反应的符号表达式为H2O2 H2O+O。
(5)催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，A不符合题意；催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，B不符合题意；硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂，故同一个化学反应可以有多种催化剂，C符合题意。
【题型6】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间(秒)
关于上述实验有下列几种说法，其中说法正确的是(　　)
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小，反应速率越慢
⑤浓度越大，反应速率越慢
A.①④ B.①② C.①③⑤ D.①③④
【答案】A
【解析】①根据表格数据，当过氧化氢溶液浓度相同、均加热，制取150mL氧气所需的时间：有二氧化锰催化剂的比无催化剂的段，即催化剂二氧化锰加快了反应速率；故选项正确；
②当其它条件相同时，浓度越小，制取150mL氧气所需的时间越长，浓度越大，制取150mL氧气所需的时间越短，即浓度越小反应速率越慢；浓度越大，反应速率越快，所以说浓度是影响反应速率的因素，故选项错误；
③此实验研究了三个影响反应速率的因素；浓度、温度、催化剂，故选项错误；
④当其它条件相同时，浓度越小，制取150mL氧气所需的时间越长，即浓度越小，反应速率越慢，故选项正确；
⑤当其它条件相同时，浓度越大，制取150mL氧气所需的时间越短，即浓度越大，反应速率越快，故选项错误。
【举一反三1】实验室现对一定量的高锰酸钾固体进行加热，加热过程中涉及的相关量随时间变化的图像正确的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】加热高锰酸钾放出氧气，刚开始没有氧气，当高锰酸钾完全分解时不再生成氧气，C正确。
【举一反三2】取一定质量高锰酸钾制取氧气，充分加热，高锰酸钾完全分解，下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】高锰酸钾受热分解生成氧气，等高锰酸钾反应完后氧气的质量不再增加，为一定值，B正确。
【举一反三3】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】过氧化氢溶液与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，直到反应结束，不再发生变化，为一定值，A正确。
【举一反三4】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G的名称是　　　　　，它的用途是　　　　　。
(2)利用图中仪器　　　　　(填仪器下对应字母，从A～G中选择)组合，可制取并收集氧气，所发生反应的文字表达式为　　　　　。
(3)若用H装置收集(2)中制得的气体，则气体应从　　　　　(填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是　　　　　(填序号)。
A．使用催化剂能使生成物的质量增加
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【答案】(1)集气瓶　收集或贮存少量气体
(2)ABEG　
(3)a
(4)C
【解析】(1)图中仪器G的名称是集气瓶，它的用途是用于收集或储存少量气体；
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取并收集干燥的氧气，该反应为固液常温型，由于氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，因此需要锥形瓶为反应容器，用长颈漏斗加入液体试剂，双孔橡胶塞密封锥形瓶和固定长颈漏斗，用集气瓶收集气体，则利用图中仪器ABEG组合，可制取并收集氧气；
过氧化氢在二氧化锰催化的条件下反应生成水和氧气，反应的文字表达式为：；
(3)由于氧气密度比空气大，因此从短口a端进氧气；
(4)催化剂不能增加生成物质量，而不是催化剂能使生成物的质量增加，故说法错误；
催化剂能改变反应速率，不仅可以加快，也可减慢反应速率，而不是催化剂只能加快化学反应速率，故说法错误；
化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化，故说法正确。
【举一反三5】下图1为实验室中制备、收集和进行实验探究的部分仪器，根据要求回答：
(1)仪器①的名称是　　　　　；使用仪器②的优点是　　　　　。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的文字表达式为　　　　　。若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的制取装置是　　　　　(填字母序号)；为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团　　　　　。
(3)选择收集方法时，下列气体性质中必须考虑的是　　　　　(填字母序号)。
①颜色；②密度；③可燃性；④溶解性；⑤能否与水反应
A．①②③ B．③④⑤ C．②③④ D．②④⑤
(4)实验室制取一般有六个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液；④向锥形瓶中放入二氧化锰固体；⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满；⑥收集气体。则正确的操作顺序是　　　　　(填数字序号)。
(5)化学兴趣小组利用某固体增氧剂(可与水反应产生)、饮料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作了简易供氧器，如图2所示。图2中的甲装置与图1中的　　　　　(填字母序号)装置作用类似。
(6)图3中集气瓶③中观察到的现象是　　　　　。集气瓶④底部加入少量水的作用是　　　　　。
【答案】(1)长颈漏斗　可以控制反应速率
(2)　AD　棉花
(3)D
(4)②①④③⑥⑤
(5)C
(6)　澄清石灰水变浑浊　防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部
【解析】(1)由图可知，仪器①的名称是长颈漏斗；仪器②是分液漏斗，使用分液漏斗的优点是可以控制液体的滴加速度，从而控制反应速率；
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气，即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：；若用加热高锰酸钾的方法制取氧气，属于固-固加热型，选择的发生装置为A；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，采用向上排空气法收集气体较干燥，选择的收集装置为D；为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团棉花；
(3)选择气体收集方法时，需要考虑气体的密度、溶解性以及能否与水反应。如果气体密度比空气大，可用向上排空气法收集；如果气体密度比空气小，可用向下排空气法收集；如果气体难溶于水且不与水反应，可用排水法收集。而气体的颜色和可燃性与收集方法的选择无关，所以必须考虑的是②④⑤，故选D；
(4)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的正确操作顺序是：②按要求装配好仪器；①检查装置的气密性；④向锥形瓶中放入二氧化锰固体；③向分液漏斗中注入过氧化氢溶液；⑥收集气体；⑤用带火星的木条靠近集气瓶瓶口验满，即正确的操作顺序为②①④③⑥⑤；
(5)简易供氧器图2中的甲装置是用来控制液体滴加速率，从而控制反应速率，与图1中的C装置(通过分液漏斗控制液体的滴加速率，进而控制反应速率)作用类似；
(6)图3中集气瓶③中，二氧化碳和澄清石灰水反应生成白色沉淀，现象是澄清石灰水变浑浊。玻璃是热的不良导体，受热不均会发生炸裂，集气瓶④中是铁丝在氧气中燃烧的实验，底部加入少量水的作用是防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部。
【题型7】氧气的工业制法
【典型例题】空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法错误的是(　　)
A.空气中各成分均匀地混合在一起
B.空气中含有氧气，因此空气可以直接用于医疗急救
C.将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用
D.空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料
【答案】B
【解析】空气中含有氮气、氧气等多种物质，是一种混合物，空气中各成分均匀地混合在一起；氧气能供给呼吸，空气中虽然含有氧气，但空气中还含有其他气体，不能直接用于医疗急救，医疗急救一般使用纯氧；氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，将氮气充入食品包装袋中可起到防腐作用；工业制法制取氧气，是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气，空气是工业制取氧气的廉价、易得的原料。
【举一反三1】下列说法不正确的是(　　)
A.酥脆的饼干在空气中逐渐变软，说明空气中含有水蒸气
B.自然界中氧循环的过程，主要发生了化学变化
C.空气污染指数越高，空气质量状况越差
D.工业上依据液态空气中各成分的沸点不同分离出氮气、氧气等，这个过程主要发生了化学变化
【答案】D
【解析】酥脆的饼干在空气中变软是因为吸收了空气中的水蒸气，这一现象说明空气中含有水蒸气；自然界中的氧循环主要通过光合作用(植物吸收CO2释放O2)和呼吸作用(生物吸收O2释放CO2)实现，这两个过程均涉及化学变化；空气污染指数是衡量空气质量的指标，数值越高表示污染物浓度越高，空气质量越差；工业上分离液态空气利用的是各成分沸点不同进行物理分离，属于物理变化而非化学变化。
【举一反三2】如图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中错误的是(　　)

A.此方法制氧气的原料来源广泛
B.该分离过程是物理变化
C.说明液氧比液氮沸点高
D.该液体物质是纯净的氧气
【答案】D
【解析】该方法是利用空气获得氧气，空气来源广泛，A说法正确；该分离过程，只是利用液氮和液氧沸点的不同，无新物质生成，属于物理变化，B说法正确；分离液态空气时，氮气先分离出来，说明液氧比液氮沸点高，C说法正确；该液体物质是由氧气、稀有气体等混合而成， D说法错误。
【举一反三3】如图所示是用经过除尘、除二氧化碳和水蒸气后的空气进行分离制取氧气的流程图。
(1)空气属于___________ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)工业制氧气的原理是______________________。
(3)流程图中由空气制得液态空气的过程中发生的是___________ (填“物理”或“化学”)变化。
(4)蓝色钢瓶中贮存的主要是______________________。
【答案】(1)混合物
(2)根据液氮和液氧的沸点不同，从而将氧气从液态空气中分离出来
(3)物理
(4)液氧
【举一反三4】某工厂分离空气获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图：
请根据流程图回答下列问题。
（1）经过步骤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）由步骤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，这说明氮气化学性质__________（填“活泼”或“不活泼”）。
（3）空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的 __________（填序号）。
①氮气
②氧气
③稀有气体
④二氧化碳
⑤水蒸气
（4）此外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积__________（填“大”或“小”）。
【答案】（1）混合物　　物理变化　　（2）低　　不活泼　　（3）④⑤　　（4）大
【解析】（1）步骤A将空气加压降温变成液态空气，液态空气仍然包含氧气、氮气等多种物质，属于混合物；在空气加压降温变成液态空气过程中，只是状态改变了，没有生成新物质，属于物理变化；
（2）步骤B，将液态空气蒸发，氮气首先由液态变成气体，所以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，可以防止月壤与其他物质发生反应；
（3）根据流程我们知道通过净化装置后的空气含有稀有气体、氮气和氧气，而原空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及水蒸气等气体，所以空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的二氧化碳和水蒸气；
（4）一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体（氮气等）不能通过，故可推测氮分子比氧分子体积大。
【举一反三5】如图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。请回答下列问题。
（1）经过步骤A处理后的空气属于__________（填“纯净物”或“混合物”），步骤B中所发生的变化属于__________（填“物理”或“化学”）变化。
（2）步骤C的原理是利用氮气和氧气的 __________不同，将氮气和氧气分离开来。
（3）嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是__________。
（4）氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是__________（填字母）。
a.气焊
b.急救
c.作燃料
d.潜水
（5）根据表中数据判断：工业上制取氧气，控制温度T在____________________℃范围内，可以将表中液态空气内的氮气分离出来。
【答案】（1）混合物　　物理　　（2）沸点　　（3）化学性质稳定　　（4）abd　　（5）﹣196～﹣183
【解析】（1）空气是由多种物质组成的物质，故为混合物；分离液态空气法制取氧气过程中无新物质产生，故为物理变化。
（2）分离液态空气法制取氧气利用的是空气各组分的沸点不同进行分析。
（3）氮气的化学性质稳定，可用作保护气，故嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是化学性质稳定。
（4）氧气具有助燃性，还能供给呼吸，则可用于气焊、急救、潜水，但不能作燃料，故选abd。
（5）由表中数据可知，控制温度T在﹣196～﹣183 ℃范围内，氮气会由液体变成气体，氧气还是液体，故可以将液态空气内的氮气分离出来。
【题型8】分解反应及其判定
【典型例题】化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图关系的是（　　）
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】D
【解析】分解反应是一种物质反应后生成两种或两种以上的物质的反应，其特点可总结为“一变多”；分解反应是化学反应中的一种，分解反应与化学反应属于包含关系，A错误；纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由多种物质组成的物质，纯净物与混合物是并列关系，B错误；物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化与化学变化是并列关系，C错误；化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；有些化合反应属于氧化反应，有些不属于氧化反应；氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应；化合反应和氧化反应属于交叉关系，D正确。
【举一反三1】下列化学反应中，属于分解反应的是(　　)
A.氢氧化钙+二氧化碳碳酸钙+水
B.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
C.氧化钙+水→氢氧化钙
D.氧化铁+一氧化碳铁+二氧化碳
【答案】B
【举一反三2】下列反应属于分解反应的是（　　）
A.碳+氧气二氧化碳
B.酒精+氧气二氧化碳+水
C.碳酸→二氧化碳+水
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【答案】C
【解析】反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，A错误；反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，B错误；反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，C正确；反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，D错误。
【举一反三3】下列变化属于分解反应的是（　　）
A.氢气+氧化铜铜+水
B.酒精+氧气水+二氧化碳
C.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧气+氢气水
【答案】C
【解析】反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，A错误；反应的反应物是两种，不符合“一变多”的形式，不属于分解反应，B错误；反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，C正确；反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，D错误。
【举一反三4】下列化学反应中，属于分解反应的是（　　）
A.红磷+氧气五氧化二磷
B.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯气+氢气氯化氢
【答案】C
【解析】反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，不属于分解反应，A错误；反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，不属于分解反应，D错误。
【题型9】分解反应、化合反应综合
【典型例题】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有（　　）
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
【答案】C
【解析】反应为三种物质反应生成一种物质，属于“多变一”的化合反应，不符合题意，A错误；一种物质水反应后生成两种物质氧气和氢气，属于“一变多”的分解反应，不符合题意，B错误；两种物质石蜡和氧气反应生成两种物质二氧化碳和水，既不是“一变多”的分解反应也不是“多变一”的化合反应，C正确；两种物质镁和氧气反应后生成一种物质氧化镁，属于“多变一”的化合反应，不符合题意，D错误。
【举一反三1】下列反应中，既不是化合反应，也不是分解反应的是（　　）
A.镁+氧气氧化镁
B.铝+氧气→氧化铝
C.水氢气+氧气
D.石蜡+氧气二氧化碳+水
【答案】D
【解析】反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，A错误；反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，B错误；反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，C错误；反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应，D正确。
【举一反三2】下列应用中的文字表达式书写及基本反应类型均正确的是(　　)
A.实验室用过氧化氢溶液制氧气：过氧化氢水+氧气　　分解反应
B.硫粉的燃烧：硫+氧气二氧化硫　　氧化反应
C.测定空气中氧气的含量：碳+氧气二氧化碳　　化合反应
D.拉瓦锡测定空气成分的实验原理：氧化汞汞+氧气　　化合反应
【答案】A
【举一反三3】分析推理是化学学习过程中的常用方法，下列推理正确的是（　　）
A.化合反应只生成一种物质，所以只生成一种物质的化学反应一定是化合反应
B.物质与氧气发生的反应是氧化反应，所以红磷和氧气发生的反应属于氧化反应
C.分解反应只有一种物质参加反应，所以只有一种物质参加反应的反应一定是分解反应
D.纯净物只含有一种物质，所以稀有气体属于纯净物
【答案】B
【解析】化合反应只生成一种物质，只生成一种物质的化学反应不一定是化合反应，如氧气→臭氧，不属于化合反应，A错误；氧化反应是指物质与氧发生的化学反应，物质与氧气发生的反应属于氧化反应，则红磷和氧气发生的反应属于氧化反应，B正确；分解反应只有一种物质参加反应，但只有一种物质参加反应的反应不一定是分解反应，如氧气→臭氧，不属于分解反应，C错误；纯净物只含有一种物质，稀有气体是氦气、氖气的多种气体组成的混合物，D错误。

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