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第1章 我们呼吸的空气
第1节 空气的成分
（浙教版）八年级
下
第3课时 氧气的制取
【引入】自然界中存在的氧气几乎都是由绿色植物光合作用产生的。而工业中使用的大量氧气一般来自于空气，实验室所需的氧气一般来自化学反应制取所得。
一、工业制取氧气
在工业生产中往往需要大量的氧气。工业制氧有多种方法，如空气冷冻分离法、膜分离技术等。
1.空气冷冻分离法
原理：空气冷冻分离法基于空气中各组分的物理性质差异，主要是沸点的不同。液态空气中氮气因沸点较低更易汽化，而氧气则相对难汽化。
2.膜分离技术：
在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集空气（含氧量90%以上）。
工业制取氧气的方法都属于物理方法。
二、实验室制取氧气
实验室常用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气。
思考：过氧化氢（H2O2）氧元素的化合价是多少？
（一）实验原理：
想一想：二氧化锰为什么写在箭头上方？
（二）实验装置：
说说装置中各仪器的名称。
发生装置
收集装置
分液漏斗
烧瓶
集气瓶
水槽
导（气）管
注意：导管伸入烧瓶、集气瓶不可太长！
（三）实验步骤：
1.按如图所示连接装置，检查装置气密性。
组装仪器时应从左到右，从下到上。
（1）关闭分液漏斗活塞，将导管口浸入液面以下。
（2）双手捂住烧瓶，观察导管口有无气泡冒出。
（3）若导管口出现气泡，松开双手，在导管口出现一段水柱，
说明装置气密性良好。
2.在锥形瓶中加入50mL水及0.5克MnO2；并在分液漏斗中加入20-50mL15%
的H2O2。
3.转动分液漏斗的活塞，滴加双氧水，待装置中排净空气后，开始收集
氧气。
4.当观察到集气瓶口冒出大气泡时，取出导气管，在瓶口盖上玻璃片，
移离水面，并正放在桌面上。
5.验证收集到的气体是氧气。
查→装→开→收→验
【思考与讨论】
1.说说使用分液漏斗的好处是什么？如果将分液漏斗换成长颈漏斗，则应该注
意什么？
分液漏斗可以控制药液加入的量，从而控制反应的速率、反应的发生和停止；若将分液漏斗换成长颈漏斗，长颈漏斗的下端管口要位于液面下，以防止产生的气体从漏斗口逸出。
2.实验中用排水法收集氧气，其原理是什么？能用排空气法收集吗？
氧气难溶于水，故可用排水法收集。可以用向上排空气法进行收集，因为氧气的密度大于空气。用排水法收集相对纯净，但不干燥。用向上排空气法进行收集干燥，但不纯净。
3.集气瓶为什么要灌满水？
有利于收集到较纯净的氧气。
4.如何判断装置中的空气排净，以收集到更纯净的氧气？
当水槽中的导管口产生的气泡连续、均匀时开始收集。
5.在锥形瓶中加入50mL水起什么作用？
稀释双氧水，控制反应速率。
6.电解水能产生氧气，实验室为什么不选择电解水的方式来制取氧气？
电解水的过程不仅耗时，而且耗能，同时还伴随着其他气体（如氢气）的产生，这些气体的分离和处理较为复杂。此外，电解水所需的装置（如电解器）较大且不便携带，不符合实验室制取药品经济、便捷的要求。
【进一步探究】
收集到的氧气有来自二氧化锰吗？在锥形瓶中加入二氧化锰起什么作用？
【实验设计1】检验氧气是否来自二氧化锰。
取一个试管，加入适量的二氧化锰，放在酒精灯上加热，如图所示。加热一段时间后，用带火星的木条放在试管口，观察木条是否复燃。
结论：木条不复燃，说明氧气没有来自二氧化锰。
【实验设计2】检验二氧化锰的作用。
如图所示，先在试管中倒入一定量的双氧水，用带火星的木条放在试管口，观察木条是否复燃。再在试管中加入适量的二氧化锰，观察木条是否复燃。
实验现象：加入二氧化锰前，带火星的木条难以复燃；加入二氧化锰后，带火星的木条迅速复燃。
实验结论：二氧化锰能加快双氧水的分解速率。
【科学概念】
1.催化剂：
能改变（加快或减慢）化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不发生改变。这样的物质叫做催化剂。如二氧化锰是一种催化剂，能加快过氧化氢的分解。
2.催化作用：
催化剂所起的作用称为催化作用。
【深入探究】
如何证明上述实验中二氧化锰的质量和化学性质没有改变？
反应后，将试管中的物质过滤、干燥，称其质量，与实验前加入的质量进行比较。然后，再重复上述实验，比较产生氧气的速率，根据实验结果就可证明。
【课堂总结】
1.说说工业上制氧气的常用方法。
2.实验室制取氧气的原理是什么？实验装置包括几个部分？实验的主要过程有哪些步骤？
3.什么是催化剂？什么是催化作用？
【随堂巩固】
例1 下图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是（ ）
A．①④ B．②③ C．③④ D．①③
【答案】D
【解析】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法或向上排空气法收集。
例2 图是有关氧气的收集、检验及验满的实验操作，其中正确的是（ ）
【答案】A
【解析】A、因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，收集时导管应该尽量接近集气瓶底部，这样能使收集的氧气更纯净，故图示操作正确；
B、氧气的密度比空气大，采用向上排空气法收集，而不是用向下排空气法收集，故图示操作不正确；
C、氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气，故图示操作不正确；
D、氧气具有助燃性，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满，故图示操作不正确。
例3 下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中，正确的是（　　）
A．过氧化氢受热后，也不放出氧气
B．要使受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰
C．二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变
D．二氧化锰是一切化学反应的催化剂
【答案】C
【解析】A、过氧化氢受热后，会分解产生氧气，选项错误；
B、不加入二氧化锰，加热过氧化氢也会产生氧气，选项错误；
C、二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变，选项正确；
D、二氧化锰不是所有化学反应的催化剂，选项错误；
【板书设计】
第1节 空气的成分（第3课时）
——氧气的制法
实验步骤
膜分离技术
实验室制法
空气冷冻分离法
氧气的制法
工业制法
原理
实验装置
收集装置
发生装置
查→装→开→收→验
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容
2.查阅催化剂的相关资料。
3.检查装置气密性还有其他方法吗？
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第1节 空气的成分（第3课时）教学设计
——氧气的制取
【核心概念】物质的结构与性质
【内容要求】
1.学习内容：
（1）空气是重要的物质
（2）物质变化的特征
2.内容要求：
（1）学会氧气的实验室制法
（2）认识化学反应需要一定的条件，如催化剂的重要作用。
【教学目标】
1.了解空气冷冻分离法、膜分离技术等工业制氧方法。
2.以双氧水制取氧气为例，认识实验室制取氧气的一般思路和方法。如制取原理、实验装置（气体发生装置和收集装置）、反应条件等。
3.认识二氧化锰作为催化剂在双氧水制取氧气中所起的催化作用。
4.掌握实验室检验氧气的方法。
5.培养严谨的实验态度，基于证据，大胆质疑，培育创新能力。
【教学思路】
【教学过程】
[引入]自然界中存在的氧气几乎都是由绿色植物光合作用产生的。而工业中使用的大量氧气一般来自于空气，实验室所需的氧气一般来自化学反应制取所得。
一、工业制取氧气
在工业生产中往往需要大量的氧气。工业制氧有多种方法，如空气冷冻分离法、膜分离技术等。
1.空气冷冻分离法
原理：空气冷冻分离法基于空气中各组分的物理性质差异，主要是沸点的不同。液态空气中氮气因沸点较低更易汽化，而氧气则相对难汽化。
流程：
2.膜分离技术：
在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集空气（含氧量90%以上）。

二、实验室制取氧气
实验室常用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取氧气。[思考：过氧化氢（H2O2）氧元素的化合价是多少？]
（一）实验原理：
（二）实验装置：
1.实验装置由发生装置和收集装置组成。
发生装置由分液漏斗、烧瓶、导气管、双孔塞、铁架台组成。
收集装置由集气瓶、水槽、导气管组成。
2.装置结构注意点：
（1）导气管伸入烧瓶只要露出塞子即可，不可太长，有利于气体逸出；伸入集气瓶也不可太长，有利于取出。
（2）选用分液漏斗便于控制反应速率、反应的发生和停止。
（三）实验过程：
1.按如图所示连接装置，将集气瓶灌满水倒置在水槽中，检查装置气密性。想想，如何检查？
在分液漏斗中加入少量的水，将导气管的另一端管口浸没在水槽的水中，用手捂住烧瓶。如果导气管的管口有气泡逸出，说明装置气密性良好。
2.在锥形瓶中加入50mL水及0.5克MnO2；并在分液漏斗中加入20-50mL15%的H2O2。
3.转动分液漏斗的活塞，滴加双氧水，待装置中排净空气后，开始收集氧气。
4.当观察到集气瓶口冒出大气泡时，取出导气管，在瓶口盖上玻璃片，移离水面，并正放在桌面上。
5.验证收集到的气体是氧气。（复习检验氧气的方法）
[小结]实验步骤：查→装→开→收→验
[思考与讨论]
1.说说使用分液漏斗的好处是什么？如果将分液漏斗换成长颈漏斗，则应该注意什么？
分液漏斗可以控制药液加入的量，从而控制反应的速率、反应的发生和停止；若将分液漏斗换成长颈漏斗，长颈漏斗的下端管口要位于液面下，以防止产生的气体从漏斗口逸出。
2.实验中用排水法收集氧气，其原理是什么？能用排空气法收集吗？试比较一下。
氧气难溶于水，故可用排水法收集。可以用向上排空气法进行收集，因为氧气的密度大于空气。用排水法收集相对纯净，但不干燥。用向上排空气法进行收集干燥，但不纯净。
3.集气瓶为什么要灌满水？
有利于收集更纯净的氧气。
4.如何判断装置中的空气排净，以收集到更纯净的氧气？
当水槽中的导管口产生的气泡连续、均匀时开始收集。
5.在锥形瓶中加入50mL水起什么作用？
稀释双氧水，控制反应速率。
6.我们知道电解水也能产生氧气，但实验室中，为什么不选择电解水的方式来制取氧气？
电解水的过程不仅耗时，而且耗能，同时还伴随着其他气体（如氢气）的产生，这些气体的分离和处理较为复杂。此外，电解水所需的装置（如电解器）较大且不便携带，不符合实验室制取药品经济、便捷的要求。
[问题与思考]在锥形瓶中加入二氧化锰起什么作用？收集到的氧气有来自二氧化锰吗？
三、催化剂和催化作用
[设计实验1]检验氧气是否来自二氧化锰。
实验方案：取一个试管，加入适量的二氧化锰，放在酒精灯上加热，如图所示。加热一段时间后，用带火星的木条放在试管口，观察木条是否复燃。
[设计实验2]检验二氧化锰的作用。
实验方案：如下图所示，先在试管中倒入一定量的双氧水，用带火星的木条放在试管口，观察木条是否复燃。再在试管中加入适量的二氧化锰，观察木条是否复燃。
实验现象：加入二氧化锰前，带火星的木条难以复燃；加入二氧化锰后，带火星的木条迅速复燃。
实验结论：二氧化锰能加快双氧水的分解速率。
[科学观念]
1.催化剂：能改变（加快或减慢）化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不发生改变。这样的物质叫做催化剂。如二氧化锰是一种催化剂，能加快过氧化氢的分解。
2.催化作用：催化剂所起的作用称为催化作用。
[思考与讨论]在上述实验中如何证明二氧化锰的质量和化学性质没有改变？
反应后，将试管中的物质过滤、干燥，称其质量，与实验前加入的质量进行比较。然后，再重复上述实验，比较产生氧气的速率，根据实验结果就可证明。
【课堂总结】
1.说说工业上制氧气的常用方法。
2.实验室制取氧气的原理是什么？实验装置包括几个部分？实验的主要过程有哪些步骤？
3.什么是催化剂？什么是催化作用？
【随堂例题】
例1 下图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是（ ）
A．①④ B．②③ C．③④ D．①③
【答案】D
【解析】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法或向上排空气法收集。
例2．图是有关氧气的收集、检验及验满的实验操作，其中正确的是（ ）
A．收集 B．收集C．检验 D．验满
【答案】A
【解析】A、因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，收集时导管应该尽量接近集气瓶底部，这样能使收集的氧气更纯净，故图示操作正确；
B、氧气的密度比空气大，采用向上排空气法收集，而不是用向下排空气法收集，故图示操作不正确；
C、氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气，故图示操作不正确；
D、氧气具有助燃性，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满，故图示操作不正确。
例3．下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中，正确的是（　　）
A．过氧化氢受热后，也不放出氧气
B．要使受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰
C．二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变
D．二氧化锰是一切化学反应的催化剂
【答案】C
【解析】A、过氧化氢受热后，会分解产生氧气，选项错误；
B、不加入二氧化锰，加热过氧化氢也会产生氧气，选项错误；
C、二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变，选项正确；
D、二氧化锰不是所有化学反应的催化剂，选项错误；
【板书设计】
第1节 空气的成分（第3课时）
——氧气的制取
【布置作业】
1.完成作业本上相应作业。
2.查阅催化剂的相关资料。
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第1节 空气的成分（第3课时）同步作业
（教师版）
1．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。
2．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，但导管应伸入集气瓶的底部，以利于空气的排出，故选项错误。
B、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，故选项错误。
C、氧气的密度比空气的大，气体从长导管通入，将空气从短导管排出，故选项错误。
D、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中实验操作正确，故选项正确。
3．实验室需收集一瓶约含1/4空气的氧气，下列操作正确的是（　　）
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
【答案】B
【解析】A、需要收集一瓶大约空气的氧气，即收集的氧气，所以集气瓶中应灌的水，故A错；
B、需要收集一瓶大约空气的氧气，即收集的氧气，所以集气瓶中应灌的水，故B正确；
C、用排空气法收集氧气无法收集的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，故C错；
D、用排空气法收集氧气无法收集的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，故D错。
4．根据氧气的性质，以下装置能收集到相对较纯氧气的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】氧气的密度比空气的大，应使用向上排空气法收集，导管应伸入集气瓶的底部，以利于空气的排出，则能收集到相对较纯氧气的是A。
5．氧气可用排水法收集的原因是（　　）
A．不易溶于水 B．不易溶于水，也不和水发生反应 C．比水的密度小 D．比空气密度大
【答案】B
【解析】因氧气不易溶于水，且不能与水发生反应，可用排水法进行收集。
6．用排水法收集氧气时，不正确的操作是（　　）
A．集气瓶装满水，不留空气泡，以使所得氧气纯净
B．瓶口向下，直立水槽中，以使集气瓶中的水能被氧气充分排出
C．当导管口开始有气泡冒出时，应立刻收集，以免造成氧气的浪费
D．当气泡连续均匀地冒出后，再收集
【答案】C
【解析】A、集气瓶装满水，以排除集气瓶内空气，不留空气泡，使所得氧气纯净，故选项说法正确。
B、瓶口向下，直立水槽中，以使集气瓶中的水能被氧气充分排出，故选项说法正确。
C、当导管口开始有气泡冒出时是装置内的空气，不能立即收集，要待气泡连续均匀冒出时再收集，故选项说法错误。
D、开始冒出气泡为装置内空气，不宜收集，当气泡连续均匀地冒出后，再收集，故选项说法正确。
7．检验集气瓶内氧气是否收集满，最好的方法是（　　）
A．将带火星的木条伸至集气瓶中 B．将带火星的木条放到集气瓶口
C．将燃着的木条伸至集气瓶中 D．将澄清的石灰水倒入集气瓶中
【答案】B
【解析】
A、应用带火星的木条放在集气瓶口，不是伸入集气瓶中，氧气的密度大于空气，集气瓶内部可能含有较浓的氧气，验满会不准确，故不正确；
B、将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，说明氧气已满，故正确；
C、因为燃着的木条伸入氧气中，不易很明显的观察到木条燃烧的变化情况，伸入瓶中也不能验满，故不正确；
D、氧气与澄清石灰水不反应，没有任何现象，故不正确。
8．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示．
（1）①所采取的方法是 （填“升温”或“降温”）。
（2）液态空气分离过程中， 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 （填字母，多选）。
a．气体肥料 b．医疗急救 c．气割气焊
【答案】 降温 液氮 bc
【解析】（1）洁净的空气在加压、降温条件下变为液态，所以①所采取的方法是降温。
（2）液态空气分离过程中，液氮的沸点低，先变为氮气被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）氧气能供给呼吸、支持燃烧，所以贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是医疗急救、气割气焊，故选bc。
9．某学生学习了双氧水制氧气的实验后，想起自己家里也有一瓶消毒用双氧水，由于标签已部分受损无法判断其是否变质，所以他将该瓶溶液带到学校，进行了如下图所示的研究。试回答
（1）放入二氧化锰的作用是
（2）如果该溶液未变质，应该观察到的现象是 ，若不能观察到上述现象，说明该瓶双氧水已经变质成 。
（3）将未过期的这种双氧水滴在伤口上，会迅速出现大量气泡，你认为该气体可能是
【答案】 催化作用（或加快反应速度） 有气泡产生 水 氧气
【解析】（1）过氧化氢能分解生成水和氧气而变质，加入催化剂二氧化锰能加快反应的速度；
（2）如果溶液未变质则能分解产生氧气，冒出气泡；若不能观察到气泡，说明过氧化氢分解产生了水；（3）过氧化氢分解会产生氧气和水。
10．小明发现实验室中部分双氧水保存过程中会因自行分解而失效，为探究双氧水自行分解的影响因素，小明利用图甲所示装置进行了30分钟的实验，并将所得数据记录在表格中。
（1）为了使测量结果更准确，收集气体的时机在 时（选填字母）；
A．连续均匀冒气泡　　 B．冒第一个气泡　　 C．可任意选择都无影响
（2）小明的实验，所基于的假设是 ；
（3）小明发现该反应是放热的，所以他将收集氧气的导管伸到了水面上（如图乙，仍用排水法），请说明这样操作更准确的原因 。
【答案】 B 因为双氧水自行分解的影响因素有温度和浓度。 冷却时量筒中的气体可以回到发生装置中，避免反应升温对测量结果的干扰
【解析】（1）收集气体时，应在刚产生气体，即冒第一个气泡时开始收集，故B符合题意。
（2）因为双氧水自行分解的影响因素有温度和浓度。
（3）冷却时量筒中的气体可以回到发生装置中，避免反应升温对测量结果的干扰
11．资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生。而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快、所需时间短。
（1）小科同学按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃。为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃。那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是 　 　 。除了图乙的方法收集氧气外，还可用 　 　 法收集。
（2）小金同学利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：　 　 。
（3）两位同学采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示小科采用加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出小金利用催化剂制取氧气的大致曲线（假定两种方法H2O2均完全分解）。 　　 。
【答案】（1）加热过氧化氢溶液的同时，溶液中水蒸气随氧气一起逸出，氧气浓度较低；向上排空气；
（2）长颈漏斗的下端未伸入液面以下；
（3）。
【解析】（1）图甲实验中带火星木条未复燃的原因是加热过氧化氢溶液的同时，溶液中水蒸气随氧气一起逸出，氧气的浓度较低；氧气密度略大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，图乙的收集方法是排水法，除了图乙的方法收集氧气外，还可用向上排空气法收集；
（2）小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，其中的错误之处为：长颈漏斗的下端未伸入液面以下，产生的氧气会从长颈漏斗处逸出；
（3）采用加热的方法制取氧气时，由于开始的时间内溶液温度低，所以几乎没有氧气产生，而使用催化剂的方式制取氧气，实验开始就会产生大量氧气。无论哪种方式，最终生成氧气的质量是相同的，小金利用催化剂制取氧气的大致曲线（假定两种方法H2O2均完全分解）如图：。
12．小明用二氧化锰催化分解双氧水时，发现二氧化锰分散在溶液中，溶液变浑浊，二氧化锰难以收集。于是，他将水泥和二氧化锰混合，压制成片状。为确定水泥和二氧化锰的合适质量比，他进行了如下实验：
【二氧化锰定型】称取一定量水泥和二氧化锰，混合均匀，加入适当水搅拌并铺展成表面积相同的薄片，放置待其自然风干。小明制得了下列五种不同质量比的水泥二氧化锰薄片：
水泥质量/克 1 1．5 3 6 9
二氧化锰质量/克 3 3 3 3 3
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
【催化分解双氧水】
①连接装置（如图甲所示），并检查装置气密性；
②在锥形瓶中加入15．8%双氧水溶液50毫升、水泥和二氧化锰配比为1：3的二氧化锰片；
③一定时间后，移出导管，调整量筒位置直到量筒内外液面相平，读出量筒内氧气体积；
④换用水泥和二氧化锰不同配比的二氧化锰片重复步骤①—③，绘制图像，如乙图所示。
实验结束后，锥形瓶内液体的澄清程度如下表所示：
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
锥形瓶内液体澄清情况 浑浊 澄清 澄清 澄清 澄清
（1）实验中，通过 判断反应速率大小。
（2）分析水泥质量增加而反应速率减慢的原因是 。
（3）根据实验结果，小明认为水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，请说明理由 。
【答案】 相同时间内，生成氧气的体积 随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小 水泥和二氧化锰的质量比为1：2时，反应速率较快，且易于收集气体
【解析】（1）由图可知，该实验是通过相同时间内，生成氧气的体积来比较反应速率的大小，故填相同时间内，生成氧气的体积。
（2）随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小，即二氧化锰与过氧化氢接触的面积减小，反应速率减慢，故填随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小。
（3）由图可知，水泥和二氧化锰的质量比为1：2时，反应速率较快，且易于收集气体，所以水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，故填水泥和二氧化锰合适质量比为1：2。
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第1节 空气的成分（第3课时）同步作业
（学生版）
1．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
A． B． C． D．
2．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　）
A． B． C． D．
3．实验室需收集一瓶约含1/4空气的氧气，下列操作正确的是（　　）
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
4．根据氧气的性质，以下装置能收集到相对较纯氧气的是（　　）
A． B． C． D．
5．氧气可用排水法收集的原因是（　　）
A．不易溶于水 B．不易溶于水，也不和水发生反应 C．比水的密度小 D．比空气密度大
6．用排水法收集氧气时，不正确的操作是（　　）
A．集气瓶装满水，不留空气泡，以使所得氧气纯净
B．瓶口向下，直立水槽中，以使集气瓶中的水能被氧气充分排出
C．当导管口开始有气泡冒出时，应立刻收集，以免造成氧气的浪费
D．当气泡连续均匀地冒出后，再收集
7．检验集气瓶内氧气是否收集满，最好的方法是（　　）
A．将带火星的木条伸至集气瓶中 B．将带火星的木条放到集气瓶口
C．将燃着的木条伸至集气瓶中 D．将澄清的石灰水倒入集气瓶中
8．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示．
（1）①所采取的方法是 （填“升温”或“降温”）。
（2）液态空气分离过程中， 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 （填字母，多选）。
a．气体肥料 b．医疗急救 c．气割气焊
9．某学生学习了双氧水制氧气的实验后，想起自己家里也有一瓶消毒用双氧水，由于标签已部分受损无法判断其是否变质，所以他将该瓶溶液带到学校，进行了如下图所示的研究。试回答
（1）放入二氧化锰的作用是
（2）如果该溶液未变质，应该观察到的现象是 ，若不能观察到上述现象，说明该瓶双氧水已经变质成 。
（3）将未过期的这种双氧水滴在伤口上，会迅速出现大量气泡，你认为该气体可能是
10．小明发现实验室中部分双氧水保存过程中会因自行分解而失效，为探究双氧水自行分解的影响因素，小明利用图甲所示装置进行了30分钟的实验，并将所得数据记录在表格中。
（1）为了使测量结果更准确，收集气体的时机在 时（选填字母）；
A．连续均匀冒气泡　　 B．冒第一个气泡　　 C．可任意选择都无影响
（2）小明的实验，所基于的假设是 ；
（3）小明发现该反应是放热的，所以他将收集氧气的导管伸到了水面上（如图乙，仍用排水法），请说明这样操作更准确的原因 。
11．资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生。而相同质量5%的H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快、所需时间短。
（1）小科同学按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃。为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃。那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是 　 　 。除了图乙的方法收集氧气外，还可用 　 　 法收集。
（2）小金同学利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误：　 　 。
（3）两位同学采用相同质量5%的H2O2溶液，图丁虚线表示小科采用加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出小金利用催化剂制取氧气的大致曲线（假定两种方法H2O2均完全分解）。 　　 。
12．小明用二氧化锰催化分解双氧水时，发现二氧化锰分散在溶液中，溶液变浑浊，二氧化锰难以收集。于是，他将水泥和二氧化锰混合，压制成片状。为确定水泥和二氧化锰的合适质量比，他进行了如下实验：
【二氧化锰定型】称取一定量水泥和二氧化锰，混合均匀，加入适当水搅拌并铺展成表面积相同的薄片，放置待其自然风干。小明制得了下列五种不同质量比的水泥二氧化锰薄片：
水泥质量/克 1 1．5 3 6 9
二氧化锰质量/克 3 3 3 3 3
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
【催化分解双氧水】
①连接装置（如图甲所示），并检查装置气密性；
②在锥形瓶中加入15．8%双氧水溶液50毫升、水泥和二氧化锰配比为1：3的二氧化锰片；
③一定时间后，移出导管，调整量筒位置直到量筒内外液面相平，读出量筒内氧气体积；
④换用水泥和二氧化锰不同配比的二氧化锰片重复步骤①—③，绘制图像，如乙图所示。
实验结束后，锥形瓶内液体的澄清程度如下表所示：
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
锥形瓶内液体澄清情况 浑浊 澄清 澄清 澄清 澄清
（1）实验中，通过 判断反应速率大小。
（2）分析水泥质量增加而反应速率减慢的原因是 。
（3）根据实验结果，小明认为水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，请说明理由 。
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