【新教材新课标】第4单元第3节《氧气的实验室制取》 分层作业(原卷版+解析版) -新鲁教版化学九年级上册

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【新教材新课标】第4单元第3节《氧气的实验室制取》 分层作业(原卷版+解析版) -新鲁教版化学九年级上册

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第三节 氧气的实验室制取
分层作业
1.(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)下列关于催化剂的说法中,正确的是
A.催化剂能改变化学反应速率
B.没有催化剂,化学反应就不能发生
C.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
D.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
2.(2025·山东临沂·模拟预测)下列关于制取氧气的操作中其先后顺序的叙述正确的是
A.先加药品,后检查装置的气密性 B.先预热试管,后给试管底部的药品加热
C.先从水槽中取出集气瓶,后盖上玻璃片 D.先给试管加热,再给集气瓶装满水
3.(24-25九年级上·山东聊城·阶段检测)某化学兴趣小组利用课余时间探究初中某常见气体的制取方法,并检验该气体的化学性质,其装置如图所示。下列说法不正确的是
A.除了排水法以外,该气体也可以采取向上排空气法收集
B.锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰,用来改变化学反应速率
C.忘记检查装置气密性,可能会导致该气体实际收集的质量偏大
D.将带火星的木条的靠近集气瓶口,如果木条复燃,则该气体已收集满
4.如图所示,过氧化氢(H2O2)在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量的氧气,下列现象正确的是
A.气球胀大,红墨水左移 B.气球缩小,红墨水右移
C.气球胀大,红墨水右移 D.气球缩小,红墨水左移
5.(2025·河南·模拟预测)结合下图实验,下列说法不正确的是
A.该实验证明O2可以支持燃烧
B.实验③带火星的木条复燃且MnO 质量不变
C.该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量
D.该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度
6.(2025·云南楚雄·二模)某实践小组的同学利用家中常见的塑料瓶、吸管等设计并制作了如图的简易制氧机。下列有关说法不正确的是
A.该装置具有的优点是操作简单、廉价易得
B.氧气不溶于水,过滤仓的水可以使氧气变得湿润
C.过滤仓中的水可以让同学们观察到氧气的流速
D.反应仓中的试剂可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
7.(2025·陕西延安·模拟预测)某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易化学“制氧机”,下列说法不正确的是
A.甲中试剂应选用H2O2溶液和MnO2
B.氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水
C.乙中的水能使产生的氧气具有一定湿度
D.该装置可持久、平稳地制得氧气
8.(24-25九年级下·福建莆田·阶段检测)实验室用高锰酸钾制取氧气时,下列做法错误的是
A.在试管口放一团棉花,防止粉末状物质进入导管
B.导管口开始有气泡放出时不要立即收集,以免收集到的气体不纯
C.用高锰酸钾制取所需氧气后,要先熄灭酒精灯,然后再把导管移出水面,防止水槽中的水沿导管倒吸,使试管骤冷破裂
D.将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上
9.(2025·陕西榆林·模拟预测)规范的实验操作才能保证实验成功。下图是用高锰酸钾制取氧气的发生装置,图中的错误共有
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
10.(24-25九年级上·广东东莞·阶段检测)用如图装置制取氧气,下列说法错误的是
A.试剂:过氧化氢溶液和二氧化锰
B.步骤:先加入二氧化锰,再倒入过氧化氢溶液
C.收集:用该方法收集氧气的依据是氧气的密度比空气大
D.验满:将带火星的木条伸入集气瓶内
11.(24-25九年级上·河北邯郸·期中)根据下列实验装置图,回答问题。
(1)图中仪器a的名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 ,应用的发生装置为 (填字母序号,下同)。
(3)用二氧化锰和过氧化氢溶液制取氧气,应选择的发生装置为 。
(4)为了获得较为干燥的氧气,应选用的收集装置为 。
(5)铁丝在氧气中燃烧实验中,集气瓶中要预留一些水,原因是 ,该实验的现象是 。
12.(25-26九年级上·云南·阶段检测)实验室常用下列装置来制取氧气:
(1)写出图中有标号仪器的名称:a. ;b. 。
(2)用双氧水和二氧化锰来制取氧气时,可选用的制取装置组合是 (填序号),发生的化学反应的文字表达式 ;其中二氧化锰的作用是 。
(3)用E装置收集氧气的依据是 ,检验氧气是否集满的方法是 。
(4)高锰酸钾制氧气的文字表达式为 ,当实验完成时,应先 ,再 ;最后发现水槽中的水变成了浅紫红色,产生该现象的原因可能是 。
(5)通常状况下,甲烷是一种无色无味气体、难溶于水、密度比空气小。实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合加热制得,制取甲烷可选用的装置组合是 (填序号),其理由是 。
13.(25-26九年级上·安徽合肥·开学考试)下图是实验室制取氧气的常见装置,请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称: 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,装置A的一处明显错误是 ,该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比,用装置B制取氧气的优点是 。若要用E装置收集氧气,当观察到 时,证明氧气已收集满。
14.(24-25九年级上·四川巴中·阶段检测)氧气的实验室制取和性质实验如图
(1)发生装置由 决定。
(2)该装置收集氧气验满,观察到 时,气体已收集满。
(3)木炭在氧气中燃烧现象是 。
(4)实验结束时先将导气管从水槽中取出,其原因是 。
(5)用高锰酸钾制氧气的文字表达式是 。
15.(2025·吉林白城·模拟预测)下图所示是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室如果用高锰酸钾制备氧气,则应该选择的发生装置是 。
(2)如果需要收集一瓶氧气做铁丝燃烧实验,则应该选择的收集装置是 。
如图是一台简易“制氧机”,制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生氧气。
(3)制氧机产生氧气原理如下(写出第二步反应的文字表达式):
第一步:过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢
第二步(产生氧气): 。
16.(24-25八年级下·山东淄博·阶段检测)空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧气,实验室常用物质分解的方法制取氧气。
(1)工业制取氧气的变化是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)写出标有序号的仪器名称:a ;b 。
(3)在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取并收集氧气,可选择的发生装置为 (填字母代号,下同),收集较纯净的氧气的装置为 :发生化学反应的符号表达式为 ,其中二氧化锰起 作用。
(4)若用E装置收集氧气,如何检验氧气已收集满? 。
(5)若用C装置收集氧气时为了保证收集到纯净的氧气要等到 才开始收集。
(6)若用A装置制取氧气,应选用的药品为 ,放一团棉花的目的是 。
1.(24-25八年级下·黑龙江伊春·期末)对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是
A.甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验
B.甲和丙对比,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
C.乙和丙对比,探究温度对H2O2分解速率的影响
D.丙和丁对比,探究MnO2是H2O2分解的催化剂
2.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段检测)某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A.甲和乙对比可知,甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气,冲淡了氧气浓度
B.乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
C.甲和丁对比可知,是否加入催化剂会影响化学反应速率
D.丙和丁对比可知,温度会影响化学反应速率
3.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)某同学在实验室进行 “探究影响过氧化氢分解速率的因素” 实验,相关记录如下:
实验数据表
实验编号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 /mL 温度 /℃ 催化剂及用量 收集氧气的体积 /mL 反应所需时间 /s
① 5% 10 20 无 10 300
② 10% 10 20 无 10 150
③ 5% 10 20 二氧化锰 0.1g 10 25
④ 5% 10 40 无 10 120
(1)通过实验①和②对比,可得出的结论是: 。
(2)通过实验①和③对比,可得出的结论是: 。
(3)通过实验①和④对比,可得出的结论是: 。
(4)如果要证明二氧化锰在反应前后化学性质不变,可采取的实验操作是: 。
4.(22-23九年级上·江西·阶段检测)化学是一门以实验为基础的自然科学。结合下列实验装置图回答有关问题。
(1)A装置中仪器a的名称是 。
(2)①若装置A的试管口塞了一团棉花,制取氧气的符号表达式为 。
②若用C装置来收集O2,气体应从 端(填a或b)进入集气瓶。装置B制取氧气的优点 。
(3)用高锰酸钾固体制取氧气,其实验操作有:①停止加热②固定试管③将导管从水槽中取出④装药品⑤加热,收集氧气⑥检查装置的气密性。则正确的操作顺序是 。(填序号)
(4)该同学制取氧气并用排水法收集时装药品的试管破裂了,其可能原因是_____。(填选项)
①装药品前忘了检查气密性②试管口没有略向下倾斜
③试管没有均匀预热④收集完氧气,先熄灭酒精灯,后取出水中导管
⑤试管外壁潮湿⑥用酒精灯内焰加热
A.①③④ B.①②③④⑥ C.①②④⑤⑥ D.②③④⑤⑥
(5)某化学兴趣小组用图2装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如下表所示:
实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50mLO2所用时间
实验1 30mL2% 粉末状MnO20.2g 21s
实验2 30mL2% 粉末状CuO0.2g 47s
结论:MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好,得出该结论的依据是 。
比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是 (填选项)。
A.溶液的起始温度 B.催化剂的质量 C.溶液的浓度 D.反应起始时间
5.(25-26九年级上·安徽·阶段检测)化学兴趣小组同学根据实验室制氧气的原理设计简易供氧器。
(1)图 1 是实验室制取气体的装置。
①用A装置制取氧气反应的文字表达式是 ;
②若用C装置收集氧气,应待 才开始收集。
(2)图 2 是家庭制氧机上湿化瓶的类似装置,人吸氧时能观察到瓶中有气泡。
①该装置的 (填“a”或“b”)端连接制氧机的导管口。
②使用该装置的优点是 。
(3)图3是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。下列说法错误的是______。
A.使用前,过渡仓应注满水 B.反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰
C.过渡仓的原理类似于湿化瓶 D.过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
6.(2025·贵州黔东南·二模)实验探究是学习化学的重要方法。请根据如图实验装置回答问题。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)下列物质不能用于制取氧气的是 (填字母),你的依据是 。
A.C2H4 B.KClO3 C.NaCl
(3)实验室加热高锰酸钾制取O2的原理为 (用化学方程式表示)。实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取O2,应选用的制取和收集装置为 (填字母),实验室制取CO2和O2,均不能选用的收集装置是 (填字母),理由是 。
(4)探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究,该小组分别取1g不同的催化剂,分别再加入溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液20mL,进行如下实验:
编号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡,速率适中,气流平稳
乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡,速率适中,气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢,有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢,几乎看不到气泡
①能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 (填实验编号)。
②在一定温度下,另取2g红砖小颗粒,向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL,继续实验,发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因: 。(至少写两条)
1.(25-26九年级上·广东·阶段检测)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题开展项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列催化剂的相关叙述正确的是________。
A.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
B.催化剂能使生成物的质量增大
C.不加入催化剂化学反应就不能发生
(2)称量0.2g二氧化锰,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行图1所示实验。
i.试管①中的现象 ;对比试管①③实验现象,说明 。
ii.步骤⑥称量固体的质量为 ,步骤⑦现象 ,说明二氧化锰为该反应的催化剂。
【任务二】定量探究催化剂的效果
为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,小组同学进行了如下探究:实验装置如图2所示,收集40mL气体测得数据如下表。
实验序号 5%过氧化氢溶液体积/mL 催化剂的质量/g 待测数据
1 20 a
2 20 淀粉0.5 b
3 20 二氧化锰0.5 c
(3)实验1的目的是 。
(4)上述实验“待测数据”测的是 ;实验证明二氧化锰的催化效果较好,则b (填“<”“>”或“=”)c。
【任务三】数字化实验探究催化剂的效果
分别取20mL浓度为5%过氧化氢溶液、0.5g二氧化锰、0.5g淀粉,按下图装置进行实验,瓶内气压的变化如图4所示。
(5)比分析坐标图中的 点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(6)在温度一定的情况下,氧气的体积分数等于氧气的压强分数。上述实验过程中虽然化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同,请从催化剂的角度解释原因 。
2.(24-25八年级上·山东烟台·期末)某化学兴趣小组对氧气的制取进行了项目式学习。
【项目一】实验室制取氧气:小组同学用以下的装置进行实验室制取氧气。
(1)仪器a的名称为 。
(2)若用装置B来制取氧气,选用的药品可以是 。
(3)若想收集较干燥的氧气,可以选择的收集装置为 (填序号)。
【项目二】制氧机制取氧气:小组同学用市面上常见的制氧机制取氧气,如图是某品牌制氧机的工作原理。
查阅资料:
过碳酸钠制氧气:过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下﹐能持续放出高纯氧气并放热。
(4)该制氧机的制氧原理为:
①第一步:过碳酸钠和水反应生成硝酸钠和过氧化氢;
②第二步: (用符号表达式表示)。
(5)氧气能从加湿过渡仓中逸出。是因为氧气具有的物理性质是 。
(6)过滤仓中水除了过滤杂质提纯氧气的作用,还可以起到的作用是______。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
【项目三】设计并制作简易家用制氧机
(7)利用家庭中常见材料,设计并制作简易家用制氧机(如图)
①A瓶的作用相当于家用制氧机中的 仓(填“过滤”或“反应”)。
②选择制作简易供氧器的反应原理时,需要考虑的因素有 。
A.原料是否价廉易得 B.反应速率是否适中 C.实验条件是否易于控制 D.是否安全、环保
【拓展】
(8)分子筛制氧机:当空气经过分子筛时,和分离,获得高浓度的氧气。微观示意图如图。从物质分类角度分析,该制氧机制得的“氧气”属于 。
3.(24-25九年级上·广东深圳·期中)制氧机需求旺盛,市场上出现多种类型的制氧机。
I.分子筛制氧机
某分子筛制氧机采用变压吸附制氧技术(如图1),当空气进入装有分子筛的床层时,分子筛吸附氮气,这样可以获得高浓度的氧气。
(1)该分离过程发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)由此方法制得的气体属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
II.化学药剂制氧机
某品牌制氧机使用过碳酸钠(白色固体)和二氧化锰(黑色粉末)加水混合产生氧气。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水、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。下图2为工作原理示意图。
(3)反应仓中H2O2在二氧化锰催化下生成氧气的符号表达式是
(4)过滤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.可以通过气泡观察氧气生成的速率 B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成 D.增大氧气的产量
(5)设计方案验证过滤仓导出的气体是氧气: 。
(6)下表是该制氧机的制氧说明(部分),其中A、B剂的成分是过碳酸钠或者二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供养时间(分钟)
配方一 1袋 1袋 约55毫升/分钟 约90分钟
配方二 2袋 1袋 约180毫升/分钟 约55分钟
配方三 1袋 4袋 约330毫升/分钟 约15分钟
根据上表可知,A剂的成分是 (填名称)。
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第三节 氧气的实验室制取
分层作业
1.(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)下列关于催化剂的说法中,正确的是
A.催化剂能改变化学反应速率
B.没有催化剂,化学反应就不能发生
C.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
D.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
【答案】A
【详解】A、催化剂能改变化学反应速率,可能是加快,也可能是减慢,符合题意;
B、催化剂只影响反应速率,不决定反应能否发生。没有催化剂,化学反应也能发生,不符合题意;
C、二氧化锰不是所有化学反应的催化剂,如高锰酸钾制取氧气的反应中,二氧化锰是生成物,不符合题意;
D、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变,物理性质可能改变,不符合题意。
故选A。
2.(2025·山东临沂·模拟预测)下列关于制取氧气的操作中其先后顺序的叙述正确的是
A.先加药品,后检查装置的气密性 B.先预热试管,后给试管底部的药品加热
C.先从水槽中取出集气瓶,后盖上玻璃片 D.先给试管加热,再给集气瓶装满水
【答案】B
【详解】A、制取氧气时,应先检查装置的气密性,再加药品,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,说法错误,不符合题意;
B、加热时,先进行预热,使试管均匀受热,再对准药品部位集中加热,说法正确,符合题意;
C、用排水法收集完氧气时,先在水下用玻璃片盖住集气瓶,再从水槽中取出集气瓶正放在桌面上,说法错误,不符合题意;
D、制取氧气时,先将集气瓶装满水倒立在水槽中,再给试管加热,观察到导管口有连续均匀的气泡冒出时,将导管伸入集气瓶中收集氧气,说法错误,不符合题意。
故选:B。
3.(24-25九年级上·山东聊城·阶段检测)某化学兴趣小组利用课余时间探究初中某常见气体的制取方法,并检验该气体的化学性质,其装置如图所示。下列说法不正确的是
A.除了排水法以外,该气体也可以采取向上排空气法收集
B.锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰,用来改变化学反应速率
C.忘记检查装置气密性,可能会导致该气体实际收集的质量偏大
D.将带火星的木条的靠近集气瓶口,如果木条复燃,则该气体已收集满
【答案】C
【分析】过氧化氢溶液分解生成水和氧气。
【详解】A、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,故说法正确;
B、在过氧化氢制取氧气的实验中,锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰,二氧化锰是该反应的催化剂,可以加快过氧化氢的分解速率,故说法正确;
C、忘记检查装置气密性,可能会导致装置漏气,使该气体实际收集的质量偏小,故说法错误;
D、氧气具有助燃性,将带火星的木条的靠近集气瓶口,如果木条复燃,说明氧气已收集满,故说法正确。
故选C。
4.如图所示,过氧化氢(H2O2)在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量的氧气,下列现象正确的是
A.气球胀大,红墨水左移 B.气球缩小,红墨水右移
C.气球胀大,红墨水右移 D.气球缩小,红墨水左移
【答案】D
【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量的氧气,气体增多,使得集气瓶内压强增大,大于外界大气压,因此可观察到气球缩小,红墨水左移,故选:D。
5.(2025·河南·模拟预测)结合下图实验,下列说法不正确的是
A.该实验证明O2可以支持燃烧
B.实验③带火星的木条复燃且MnO 质量不变
C.该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量
D.该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度
【答案】C
【详解】A、带火星的木条复燃,说明氧气可以支持燃烧,故A正确;
B、实验③中过氧化氢溶液中加入二氧化锰,加快了过氧化氢的分解,产生的氧气使带火星的木条复燃,二氧化锰作催化剂,反应前后质量不变,故B正确;
C、该实验能说明二氧化锰能加快过氧化氢分解,但无法说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量,故C错误;
D、实验①带火星的木条不复燃,实验③带火星的木条复燃,实验①的反应速率比实验③的慢,从而说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度,故D正确。
故选C。
6.(2025·云南楚雄·二模)某实践小组的同学利用家中常见的塑料瓶、吸管等设计并制作了如图的简易制氧机。下列有关说法不正确的是
A.该装置具有的优点是操作简单、廉价易得
B.氧气不溶于水,过滤仓的水可以使氧气变得湿润
C.过滤仓中的水可以让同学们观察到氧气的流速
D.反应仓中的试剂可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
【答案】B
【详解】A、该装置使用常见的塑料瓶,且组装简单,具有的优点是操作简单、廉价易得,说法正确;
B、氧气不溶于水,氧气通过过滤仓,过滤仓的水可以使氧气变得湿润,说法错误;
C、氧气不易溶于水,氧气通过过滤仓,可以通过过滤仓水中产生气泡的快慢,可以让同学们观察到氧气的流速,说法正确;
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,该反应为固液常温型,反应仓中的试剂可以是过氧化氢溶液和二氧化锰,说法正确;
故选:B。
7.(2025·陕西延安·模拟预测)某兴趣小组在跨学科实践课上制作了如图简易化学“制氧机”,下列说法不正确的是
A.甲中试剂应选用H2O2溶液和MnO2
B.氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水
C.乙中的水能使产生的氧气具有一定湿度
D.该装置可持久、平稳地制得氧气
【答案】D
【详解】A、过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气,不需要加热,适合在该简易装置中制取氧气,所以甲中试剂可选用H2O2溶液和MnO2,该说法正确;
B、氧气不易溶于水,在甲中产生的氧气进入乙中,由于不易溶于水,所以能从乙装置水中逸出,该说法正确;
C、氧气通过乙中的水时,会携带部分水蒸气,从而使产生的氧气具有一定湿度,该说法正确;
D、在该装置中,若甲中是过氧化氢溶液和二氧化锰,一旦混合,反应会持续进行,无法控制反应的发生与停止,不能持久、平稳地制得氧气,除非有特殊的控制装置(如分液漏斗等)来控制反应物的接触,该说法错误。
故选D。
8.(24-25九年级下·福建莆田·阶段检测)实验室用高锰酸钾制取氧气时,下列做法错误的是
A.在试管口放一团棉花,防止粉末状物质进入导管
B.导管口开始有气泡放出时不要立即收集,以免收集到的气体不纯
C.用高锰酸钾制取所需氧气后,要先熄灭酒精灯,然后再把导管移出水面,防止水槽中的水沿导管倒吸,使试管骤冷破裂
D.将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上
【答案】C
【详解】A、在试管口放一团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管,故选项做法正确;
B、导管口开始有气泡放出时不宜立即收集,是因为刚开始冒出的气泡中混有试管中的空气,制得氧气不纯,应等待到气泡连续并比较均匀地放出时再收集,故选项做法正确;
C、用高锰酸钾制取所需氧气后,要先把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯,防止水槽中的水沿导管倒吸,使试管骤冷破裂,故选项做法不正确;
D、氧气的密度比空气大,收集满氧气的集气瓶正放在桌面上,故选项做法正确。
故选C。
9.(2025·陕西榆林·模拟预测)规范的实验操作才能保证实验成功。下图是用高锰酸钾制取氧气的发生装置,图中的错误共有
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
【答案】D
【详解】该图是用高锰酸钾制取氧气的发生装置,图中的错误有:①试管口没有略向下倾斜;②试管中导管伸得太长,应稍露出橡胶塞即可;③铁夹应夹在距试管口三分之一处,即试管中上方;④试管口没有塞一团棉花;综上可知共有4处,故选D。
10.(24-25九年级上·广东东莞·阶段检测)用如图装置制取氧气,下列说法错误的是
A.试剂:过氧化氢溶液和二氧化锰
B.步骤:先加入二氧化锰,再倒入过氧化氢溶液
C.收集:用该方法收集氧气的依据是氧气的密度比空气大
D.验满:将带火星的木条伸入集气瓶内
【答案】D
【详解】A、该装置属于固-液常温型,适合用作过氧化氢和二氧化锰制取氧气的装置,故A不符合题意;
B、要先加二氧化锰,再倒入过氧化氢溶液,这样可以得到平衡的氧气流,故B不符合题意;
C、氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,故C不符合题意;
D、氧气的密度比空气大,具有助燃性,则验满的方法是:把带火星的木条放到集气瓶口,若木条复燃,则集满,故D符合题意。
故选D。
11.(24-25九年级上·河北邯郸·期中)根据下列实验装置图,回答问题。
(1)图中仪器a的名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 ,应用的发生装置为 (填字母序号,下同)。
(3)用二氧化锰和过氧化氢溶液制取氧气,应选择的发生装置为 。
(4)为了获得较为干燥的氧气,应选用的收集装置为 。
(5)铁丝在氧气中燃烧实验中,集气瓶中要预留一些水,原因是 ,该实验的现象是 。
【答案】(1)试管
(2) 高锰酸钾锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气 A
(3)B
(4)C
(5) 防止高温熔化物溅落,炸裂集气瓶底 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是试管,故填:试管;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、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,该反应属于固-固加热型,选择的发生装置为A,故填:高锰酸钾锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气;A;
(3)用二氧化锰和过氧化氢溶液制取氧气,属于固液常温型,应选择的发生装置为B,故填:B;
(4)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C,故填:C;
(5)玻璃是热的不良导体,受热不均会发生炸裂,铁丝在氧气中燃烧实验中,集气瓶中要预留一些水,原因是防止高温熔化物溅落,炸裂集气瓶底,实验中可观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体,故填:防止高温熔化物溅落,炸裂集气瓶底;铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。
12.(25-26九年级上·云南·阶段检测)实验室常用下列装置来制取氧气:
(1)写出图中有标号仪器的名称:a. ;b. 。
(2)用双氧水和二氧化锰来制取氧气时,可选用的制取装置组合是 (填序号),发生的化学反应的文字表达式 ;其中二氧化锰的作用是 。
(3)用E装置收集氧气的依据是 ,检验氧气是否集满的方法是 。
(4)高锰酸钾制氧气的文字表达式为 ,当实验完成时,应先 ,再 ;最后发现水槽中的水变成了浅紫红色,产生该现象的原因可能是 。
(5)通常状况下,甲烷是一种无色无味气体、难溶于水、密度比空气小。实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合加热制得,制取甲烷可选用的装置组合是 (填序号),其理由是 。
【答案】(1) 酒精灯 铁架台或铁架台(带铁夹)
(2) BC或/BE 过氧化氢水+氧气 催化作用
(3) 氧气密度比空气大 把带火星木条放在集气瓶口,木条复燃,证明集满。
(4) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 将导管移除水面 熄灭酒精灯 没有在试管口放棉花
(5) AC或AD 反应物是固体,反应需加热(发生装置A),甲烷难溶于水且密度比空气密度小,收集装置选C或D。
【详解】(1)由图可知仪器a是酒精灯;
由图可知仪器b是铁架台。
(2)双氧水是液体,二氧化锰是固体,在常温下反应,应选择固液不加热型发生装置,选B装置;氧气不易溶于水可用排水法,选装置C,氧气密度比空气大,可用向上排空气法,选装置E;故可选用的制取装置组合是BC或BE。
双氧水在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,其文字表达式为:过氧化氢水+氧气;
二氧化锰可以加快反应速率,自身质量和化学性质不变,起催化作用。
(3)E装置是向上排空气法,利用氧气密度比空气大的性质;
氧气具有助燃性,检验氧气是否集满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口,若带火星木条复燃则已满。
(4)高锰酸钾受热会分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,其文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;
当实验完成时应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,其原因是试管冷却收缩,若先灭灯,水槽的水会倒吸入热试管,导致试管炸裂;
最后发现水槽中的水变浅紫色是因为试管口未塞入棉花,导致固体粉末随氧气流进入水槽。
(5)醋酸钠和碱石灰都是固体,两者混合加热制得甲烷,因此选用固体加热型装置作发生装置,选装置A;甲烷难溶于水,密度比空气小,可以选用排水法或者向下排空气法,可选装置为装置C或者装置D,故填:AC或AD;
醋酸钠和碱石灰都是固体,两者混合加热制得甲烷,反应物是固体,反应需要加热(发生装置A),甲烷难溶于水且密度比空气小(收集装置C或装置D)。
13.(25-26九年级上·安徽合肥·开学考试)下图是实验室制取氧气的常见装置,请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称: 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,装置A的一处明显错误是 ,该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比,用装置B制取氧气的优点是 。若要用E装置收集氧气,当观察到 时,证明氧气已收集满。
【答案】(1)铁架台
(2) 试管口向上倾斜且未在试管口放一团棉花 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3) 可以控制反应速率 集气瓶口有较大的气泡冒出
【详解】(1)由图可知,仪器a为铁架台;
(2)高锰酸钾是固体,给试管中的固体药品加热时,试管口要略向下倾斜,是为了防止冷凝水回流到热的试管底部,使炸裂试管,且为防止加热时固体粉末进入导管,应在试管口放一团棉花,故填:试管口向上倾斜且未在试管口放一团棉花;
高锰酸钾受热,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:;
(3)与装置C相比,装置B使用了注射器,注射器类似于分液漏斗可以控制加入液体的量,从而控制反应速率;
若要用E(排水法)装置收集氧气,当观察到集气瓶口有较大的气泡冒出时,证明氧气已收集满。
14.(24-25九年级上·四川巴中·阶段检测)氧气的实验室制取和性质实验如图
(1)发生装置由 决定。
(2)该装置收集氧气验满,观察到 时,气体已收集满。
(3)木炭在氧气中燃烧现象是 。
(4)实验结束时先将导气管从水槽中取出,其原因是 。
(5)用高锰酸钾制氧气的文字表达式是 。
【答案】(1)反应物的状态和反应条件;
(2)集气瓶口周围有大气泡向外冒出;
(3)发出白光,放出热量;
(4)防止水槽中的水倒吸入试管内,使试管因骤然冷却而炸裂;
(5)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
【详解】(1)制取气体常用的发生装置是固体加热型和固液不加热型,本实验使用的是固体加热型。选择哪种发生装置取决于反应物的状态和反应条件;
(2)本实验用的是排水集气法收集氧气,将集气瓶中装满水,导管伸到集气瓶口,由于氧气不易溶于水,氧气进入,将水排出,当水排完时,继续通入氧气,将看到瓶口周围有大气泡向外冒出;
(3)木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,会发出白光,放出热量;
(4)实验结束时应先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,以免水槽中的水倒吸入试管内,使试管因骤然冷却而炸裂;
(5)高锰酸钾在加热条件下发生分解反应,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故用高锰酸钾制氧气的文字表达式是:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
15.(2025·吉林白城·模拟预测)下图所示是实验室制取气体的常用装置。
(1)实验室如果用高锰酸钾制备氧气,则应该选择的发生装置是 。
(2)如果需要收集一瓶氧气做铁丝燃烧实验,则应该选择的收集装置是 。
如图是一台简易“制氧机”,制氧原理是利用反应仓中的过碳酸钠和二氧化锰产生氧气。
(3)制氧机产生氧气原理如下(写出第二步反应的文字表达式):
第一步:过碳酸钠→碳酸钠+过氧化氢
第二步(产生氧气): 。
【答案】(1)A
(2)E
(3)
【详解】(1)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,应选择固体加热型发生装置,即装置A;
(2)如果需要收集一瓶氧气做铁丝燃烧实验,集气瓶底部应放少量的水,氧气不易溶于水且不与水反应,可选用排水法收集氧气,则应该选择的收集装置是E;
(3)第二步过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,文字表达式为。
16.(24-25八年级下·山东淄博·阶段检测)空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧气,实验室常用物质分解的方法制取氧气。
(1)工业制取氧气的变化是 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)写出标有序号的仪器名称:a ;b 。
(3)在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取并收集氧气,可选择的发生装置为 (填字母代号,下同),收集较纯净的氧气的装置为 :发生化学反应的符号表达式为 ,其中二氧化锰起 作用。
(4)若用E装置收集氧气,如何检验氧气已收集满? 。
(5)若用C装置收集氧气时为了保证收集到纯净的氧气要等到 才开始收集。
(6)若用A装置制取氧气,应选用的药品为 ,放一团棉花的目的是 。
【答案】(1)物理
(2) 锥形瓶 集气瓶
(3) B C H2O2H2O+O2 催化
(4)将带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则证明氧气已集满
(5)导管口处有均匀连续的气泡冒出时
(6) 高锰酸钾/KMnO4 防止固体粉末进入导管
【详解】(1)工业制取氧气是利用氮气和氧气的沸点不同,采用分离液态空气法进行制取,该过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(2)标有序号a的仪器名称是锥形瓶,标有序号b的仪器名称是集气瓶。
(3)在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取并收集氧气,由于反应物的状态为固体和液体,反应条件不需要加热,可选择的发生装置为B,氧气的密度比空气大,可采用向上排空气法收集,此方法收集的氧气较干燥;氧气不易溶于水,可采用排水法收集,此方法收集的氧气较纯净,故收集较纯净的氧气的装置为C。过氧化氢在二氧化锰的催化条件下反应生成水和氧气,该反应的符号表达式为H2O2H2O+O2,MnO2是该反应的催化剂,起催化作用。
(4)若用E装置,即向上排空气法收集氧气,检验氧气已收集满的方法是将带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则证明氧气已集满。
(5)若用C装置,即排水法收集氧气时为了保证收集到纯净的氧气要等到导管口处有均匀连续的气泡冒出时才开始收集,刚冒出的气泡是装置内的空气被排出,不能立即收集。
(6)若用A装置制取氧气,则反应物的状态为固体,反应条件需要加热,由于试管口放有一团棉花,应选用的药品为高锰酸钾,放一团棉花的目的是防止固体粉末进入导管。
【点睛】本题考查氧气的制取,制取气体的发生装置依据反应物的状态和反应条件确定;收集装置依据气体的密度和溶解性确定。
1.(24-25八年级下·黑龙江伊春·期末)对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是
A.甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验
B.甲和丙对比,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
C.乙和丙对比,探究温度对H2O2分解速率的影响
D.丙和丁对比,探究MnO2是H2O2分解的催化剂
【答案】C
【详解】A、甲、乙中溶液浓度不同,其他条件相同,能形成对比实验;甲、丙中温度、溶液浓度均不同,变量不唯一,不能形成对比实验;甲、丁中其他条件相同,变量为是否有MnO2,能形成对比实验,因此甲能和乙、丁分别形成对比实验,说法错误,不符合题意;
B、甲、丙中温度、溶液浓度均不同,变量不唯一,不能探究H2O2浓度对分解速率的影响,说法错误,不符合题意;
C、乙和丙对比,温度不同,其他条件相同,能探究温度对分解速率的影响,说法正确,符合题意;
D、丙和丁对比,温度、溶液浓度不同,丙中没有加入MnO2,丁中加入MnO2,变量不唯一,不能探究MnO2是H2O2分解的催化剂说法错误,不符合题意;
故选:C。
2.(24-25九年级上·江苏淮安·阶段检测)某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A.甲和乙对比可知,甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气,冲淡了氧气浓度
B.乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
C.甲和丁对比可知,是否加入催化剂会影响化学反应速率
D.丙和丁对比可知,温度会影响化学反应速率
【答案】C
【详解】A、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却,由甲实验木条不复燃,而乙木条复燃对比可知,甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气,冲淡了氧气浓度,说法正确,不符合题意;
B、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却,由甲实验木条不复燃,而乙木条复燃对比可知,乙中冰水混合物的作用是将氧气中含有的水蒸气冷凝,说法正确,不符合题意;
C、甲、丁中温度不同,且甲中没有加入二氧化锰,丁中加入了二氧化锰,变量不唯一,无法证明加入催化剂会影响化学反应速度,说法错误,符合题意;
D、丙、丁中唯一的不同点是丁将反应容器放在了凉水中,温度低,反应平缓,丙是在常温下,反应剧烈,二者对比可知,温度会影响化学反应速率,说法正确,不符合题意。
故选:C。
3.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)某同学在实验室进行 “探究影响过氧化氢分解速率的因素” 实验,相关记录如下:
实验数据表
实验编号 过氧化氢溶液浓度 过氧化氢溶液体积 /mL 温度 /℃ 催化剂及用量 收集氧气的体积 /mL 反应所需时间 /s
① 5% 10 20 无 10 300
② 10% 10 20 无 10 150
③ 5% 10 20 二氧化锰 0.1g 10 25
④ 5% 10 40 无 10 120
(1)通过实验①和②对比,可得出的结论是: 。
(2)通过实验①和③对比,可得出的结论是: 。
(3)通过实验①和④对比,可得出的结论是: 。
(4)如果要证明二氧化锰在反应前后化学性质不变,可采取的实验操作是: 。
【答案】(1)在其他条件相同的情况下,过氧化氢溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快
(2)在其他条件相同的情况下,使用二氧化锰作催化剂能加快过氧化氢分解速率
(3)在其他条件相同的情况下,温度越高,过氧化氢分解速率越快
(4)待实验③反应结束后,过滤出二氧化锰,洗涤、干燥,再将其加入到新的过氧化氢溶液中,观察过氧化氢溶液的分解速率是否依然加快
【详解】(1)实验①和②中,过氧化氢溶液的浓度不同,其他因素相同,且过氧化氢溶液的浓度越大,收集相同体积的氧气所需时间越短,故可得出结论:在其他条件相同的情况下,过氧化氢溶液浓度越大,过氧化氢分解速率越快;
(2)实验①和③中,实验①中未加二氧化锰,实验③中加入了二氧化锰,其他因素相同,且加入二氧化锰后,收集等体积氧气所需时间较短,故可得出结论:在其他条件相同的情况下,使用二氧化锰作催化剂能加快过氧化氢分解速率;
(3)实验①和④中,温度不同,其他因素相同,且温度越高,收集等体积氧气所需时间越短,故可得出结论:在其他条件相同的情况下,温度越高,过氧化氢分解速率越快;
(4)证明二氧化锰在反应前后化学性质不变,可采取的实验操作是:待实验③反应结束后,过滤出二氧化锰,洗涤、干燥,再将其加入到新的过氧化氢溶液中,观察过氧化氢溶液的分解速率是否依然加快,如果其仍然能加快过氧化氢的分解速率,则化学反应前后二氧化锰的化学性质不变。
4.(22-23九年级上·江西·阶段检测)化学是一门以实验为基础的自然科学。结合下列实验装置图回答有关问题。
(1)A装置中仪器a的名称是 。
(2)①若装置A的试管口塞了一团棉花,制取氧气的符号表达式为 。
②若用C装置来收集O2,气体应从 端(填a或b)进入集气瓶。装置B制取氧气的优点 。
(3)用高锰酸钾固体制取氧气,其实验操作有:①停止加热②固定试管③将导管从水槽中取出④装药品⑤加热,收集氧气⑥检查装置的气密性。则正确的操作顺序是 。(填序号)
(4)该同学制取氧气并用排水法收集时装药品的试管破裂了,其可能原因是_____。(填选项)
①装药品前忘了检查气密性②试管口没有略向下倾斜
③试管没有均匀预热④收集完氧气,先熄灭酒精灯,后取出水中导管
⑤试管外壁潮湿⑥用酒精灯内焰加热
A.①③④ B.①②③④⑥ C.①②④⑤⑥ D.②③④⑤⑥
(5)某化学兴趣小组用图2装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如下表所示:
实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50mLO2所用时间
实验1 30mL2% 粉末状MnO20.2g 21s
实验2 30mL2% 粉末状CuO0.2g 47s
结论:MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好,得出该结论的依据是 。
比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是 (填选项)。
A.溶液的起始温度 B.催化剂的质量 C.溶液的浓度 D.反应起始时间
【答案】(1)酒精灯
(2) KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 b 不用加热
(3)⑥④②⑤③①
(4)D
(5) 在相同条件下MnO2催化过氧化氢分解产生50mLO2所用反应时间更少 D
【详解】(1)由图可知,a是酒精灯;
(2)①若装置A的试管口塞了一团棉花,应该是高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,符号表达式为:KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;
氧气密度比空气大,若用C装置来收集O2,气体应从b端进入集气瓶;装置B制取氧气的优点是:不用加热;
(3)用高锰酸钾固体制取氧气,实验操作有:组装仪器,然后检查装置气密性,装药,加热制取氧气,收集,实验结束现撤导管,再熄灭酒精灯,正确的操作顺序是:⑥④②⑤③①;
(4)①装药品前忘了检查气密性,可能导致收集不到氧气,不会造成试管破裂,不符合题意;
②试管口没有略向下倾斜,冷凝水会回流到热的试管底部,炸裂试管,符合题意;
③试管没有均匀预热,会造成试管受热不均匀而破裂,符合题意;
④收集完氧气,先熄灭酒精灯,后取出水中导管,水槽内的水可能倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂,符合题意;
⑤试管外壁潮湿,加热过程中会造成试管受热不均匀而破裂,符合题意;
⑥用酒精灯内焰加热,会导致试管受热不均匀而破裂,符合题意;
故选D;
(5)在相同条件下MnO2催化过氧化氢分解产生50mLO2所用反应时间更少,故MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好;
根据控制变量方法可知,比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中要控制的因素有溶液的起始温度、催化剂的质量、溶液的浓度;不需要控制的条件是反应起始时间;故选D。
5.(25-26九年级上·安徽·阶段检测)化学兴趣小组同学根据实验室制氧气的原理设计简易供氧器。
(1)图 1 是实验室制取气体的装置。
①用A装置制取氧气反应的文字表达式是 ;
②若用C装置收集氧气,应待 才开始收集。
(2)图 2 是家庭制氧机上湿化瓶的类似装置,人吸氧时能观察到瓶中有气泡。
①该装置的 (填“a”或“b”)端连接制氧机的导管口。
②使用该装置的优点是 。
(3)图3是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。下列说法错误的是______。
A.使用前,过渡仓应注满水 B.反应仓的药品可以是氯酸钾和二氧化锰
C.过渡仓的原理类似于湿化瓶 D.过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【答案】(1) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 导管口有连续均匀的气泡冒出
(2) a 可通过观察气泡产生情况,判断氧气输出速率(或湿润氧气)
(3)AB
【详解】(1)①A装置为固体加热型发生装置,试管口有棉花,是选用加热高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,文字表达式为:。
②若用C装置收集氧气,应待导管口有连续均匀的气泡冒出才开始收集,以免收集到装置内原有的空气。
(2)①为了润湿氧气,同时观察氧气产生速率,应将图 2 所示装置的 a 端连接制氧机的导管口。
②氧气不易溶于水,经过水会形成气泡,该装置的优点是可通过观察气泡产生情况,判断氧气输出速率(或湿润氧气)。
(3)A、使用前,过渡仓如果注满水,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,说法错误,符合题意;
B、反应仓适用于固液不加热反应,氯酸钾和二氧化锰发生反应生成氧气,需要在加热条件下才能发生,反应仓的药品不用氯酸钾和二氧化锰,说法错误,符合题意;
C、过渡仓的原理类似于湿化瓶,反应仓内产生的氧气,进入到过渡仓,过渡仓内的水对氧气有湿化的作用,说法正确,不符合题意;
D、过渡仓利用了氧气不易溶于水的物理性质,氧气在过渡仓被水湿化后排出,供人体呼吸,说法正确,不符合题意。
故选:AB。
6.(2025·贵州黔东南·二模)实验探究是学习化学的重要方法。请根据如图实验装置回答问题。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)下列物质不能用于制取氧气的是 (填字母),你的依据是 。
A.C2H4 B.KClO3 C.NaCl
(3)实验室加热高锰酸钾制取O2的原理为 (用化学方程式表示)。实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取O2,应选用的制取和收集装置为 (填字母),实验室制取CO2和O2,均不能选用的收集装置是 (填字母),理由是 。
(4)探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究,该小组分别取1g不同的催化剂,分别再加入溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液20mL,进行如下实验:
编号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡,速率适中,气流平稳
乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡,速率适中,气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢,有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢,几乎看不到气泡
①能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 (填实验编号)。
②在一定温度下,另取2g红砖小颗粒,向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL,继续实验,发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因: 。(至少写两条)
【答案】(1)锥形瓶
(2) AC 这两种物质中都不含氧元素
(3) BC(或BE) D 在相同条件下,CO2和O2的密度都比空气的大
(4) 丙、丁 在其他条件相同时,红砖小颗粒越多,催化效果越好;过氧化氢溶液的浓度越大,反应越快
【详解】(1)由图可知,装置B中仪器①的名称是锥形瓶;
(2)根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变可知,制取氧气的药品中应含有氧元素,C2H4和NaCl都不含氧元素,所以不能用于氧气制取。故选AC;
(3)高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取O2,该反应属于固液常温型,发生装置选B,氧气密度比空气大,不易溶于水,收集装置选C或E;在相同条件下,CO2和O2的密度都比空气的大,都不能用向下排空气法收集,所以实验室制取CO2和O2,均不能选用的收集装置是D;
(4)①丙和丁只有催化剂的形态不同,可以用于探究催化剂的催化效果与催化剂的形态有关;
②新增实验与实验丙对比变量为:催化剂的形态、质量和过氧化氢溶液的浓度,(温度也可能不同)所以造成产生气泡速率明显比实验丙快,可能是过氧化氢溶液浓度更高,使反应更快;或是红砖小颗粒的质量大,与过氧化氢溶液接触更充分,使催化效果更好。
1.(25-26九年级上·广东·阶段检测)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题开展项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列催化剂的相关叙述正确的是________。
A.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
B.催化剂能使生成物的质量增大
C.不加入催化剂化学反应就不能发生
(2)称量0.2g二氧化锰,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行图1所示实验。
i.试管①中的现象 ;对比试管①③实验现象,说明 。
ii.步骤⑥称量固体的质量为 ,步骤⑦现象 ,说明二氧化锰为该反应的催化剂。
【任务二】定量探究催化剂的效果
为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,小组同学进行了如下探究:实验装置如图2所示,收集40mL气体测得数据如下表。
实验序号 5%过氧化氢溶液体积/mL 催化剂的质量/g 待测数据
1 20 a
2 20 淀粉0.5 b
3 20 二氧化锰0.5 c
(3)实验1的目的是 。
(4)上述实验“待测数据”测的是 ;实验证明二氧化锰的催化效果较好,则b (填“<”“>”或“=”)c。
【任务三】数字化实验探究催化剂的效果
分别取20mL浓度为5%过氧化氢溶液、0.5g二氧化锰、0.5g淀粉,按下图装置进行实验,瓶内气压的变化如图4所示。
(5)比分析坐标图中的 点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(6)在温度一定的情况下,氧气的体积分数等于氧气的压强分数。上述实验过程中虽然化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同,请从催化剂的角度解释原因 。
【答案】(1)A
(2) 产生少量气泡,带火星的木条不复燃 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 0.2g 产生大量气泡,带火星的木条复燃
(3)对比实验
(4) 收集40mL气体所需时间 >
(5)ac/bd
(6)催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量
【详解】(1)A 、催化剂在化学反应前后,其质量和化学性质不变,只能改变化学反应速率,符合题意;
B 、催化剂能改变化学反应速率,不能使生成物的质量增大,不符合题意;
C 、不加入催化剂化学反应也能发生,只是可能化学反应速率较慢,不符合题意。
故选: A
(2)i、常温下过氧化氢的分解速率很慢,故试管①中的现象:有少量气泡产生,带火星的木条不复燃;
试管①中未加入二氧化锰,带火星的木条不复燃,试管③中加入了二氧化锰,带火星的木条复燃,说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解;
ii、结论为二氧化锰是该反应的催化剂,催化剂能改变化学反应速率,化学反应前后其质量和化学性质不变,故步骤⑥称量固体的质量为0.2g;
反应前后催化剂的化学性质不变,则步骤⑦中重复实验②③,仍可观察到:产生大量气泡,带火星的木条复燃。
(3)实验1中未加入催化剂,则目的是:对比实验。
(4)由题干信息可知,上述实验中“待测数据”是指收集40mL气体所需时间;
实验证明二氧化锰的催化效果较好,则相同条件下,使用二氧化锰作催化剂时,收集40mL气体所需时间短,则b>c。
(5)图中 a 、 c 两点,时间不同,压强相同,说明催化剂种类不同,收集等体积氧气所需时间不同,说明化学反应速率与催化剂的种类有关; b 、 d 两点,时间相同,压强不同,说明相同时间内收集氧气的体积不同,也能说明化学反应速率与催化剂的种类有关;故答案为: a 、 c 或 b 、 d。
(6)上述两个反应虽化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同的原因是催化剂能够改变反应速率,但是不能改变生成物的质量,过氧化氢溶液浓度和体积都相同,最终生成氧气质量相等,则完全反应后两个装置内压强相同。
2.(24-25八年级上·山东烟台·期末)某化学兴趣小组对氧气的制取进行了项目式学习。
【项目一】实验室制取氧气:小组同学用以下的装置进行实验室制取氧气。
(1)仪器a的名称为 。
(2)若用装置B来制取氧气,选用的药品可以是 。
(3)若想收集较干燥的氧气,可以选择的收集装置为 (填序号)。
【项目二】制氧机制取氧气:小组同学用市面上常见的制氧机制取氧气,如图是某品牌制氧机的工作原理。
查阅资料:
过碳酸钠制氧气:过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下﹐能持续放出高纯氧气并放热。
(4)该制氧机的制氧原理为:
①第一步:过碳酸钠和水反应生成硝酸钠和过氧化氢;
②第二步: (用符号表达式表示)。
(5)氧气能从加湿过渡仓中逸出。是因为氧气具有的物理性质是 。
(6)过滤仓中水除了过滤杂质提纯氧气的作用,还可以起到的作用是______。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
【项目三】设计并制作简易家用制氧机
(7)利用家庭中常见材料,设计并制作简易家用制氧机(如图)
①A瓶的作用相当于家用制氧机中的 仓(填“过滤”或“反应”)。
②选择制作简易供氧器的反应原理时,需要考虑的因素有 。
A.原料是否价廉易得 B.反应速率是否适中 C.实验条件是否易于控制 D.是否安全、环保
【拓展】
(8)分子筛制氧机:当空气经过分子筛时,和分离,获得高浓度的氧气。微观示意图如图。从物质分类角度分析,该制氧机制得的“氧气”属于 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)高锰酸钾
(3)D
(4)
(5)不易溶于水、密度比水小
(6)AB
(7) 过滤 ABCD
(8)混合物
【详解】(1)根据图像,仪器a为长颈漏斗。
(2)装置B是固体加热型发生装置,且试管口有一团棉花,适用于加热高锰酸钾制取氧气,因为加热高锰酸钾时,为防止试管内固体粉末进入导管,需在试管口放一团棉花。
(3)氧气的密度比空气大,且不易溶于水,可用向上排空气法(装置D)和排水法(装置E)收集。向上排空气法收集的氧气较干燥,排水法收集的氧气较纯净,所以想收集较干燥的氧气,应选D装置。
(4)第二步是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,用符号表达式表示为。
(5)氧气能从加湿过滤仓中逸出,是因为氧气不易溶于水、密度比水小,所以能从水中逸出。
(6)过滤仓中的水可以通过观察气泡产生的快慢来判断氧气生成的速率,同时制氧过程会放热,水还能降低氧气温度;水不能加快氧气的生成,所以选AB。
(7)①A瓶中装有水,氧气通过水可除去杂质,其作用相当于家用制氧机中的过滤仓。
②选择制作简易供氧器的反应原理时,原料价廉易得可降低成本;反应速率适中便于控制氧气产生量;实验条件易于控制能保证操作顺利进行;安全、环保可避免对人体和环境造成危害,所以ABCD都需要考虑。
(8)从微观示意图可知,制得的 “氧气” 中除了氧气分子,还有氮气分子,由多种物质组成,属于混合物。
3.(24-25九年级上·广东深圳·期中)制氧机需求旺盛,市场上出现多种类型的制氧机。
I.分子筛制氧机
某分子筛制氧机采用变压吸附制氧技术(如图1),当空气进入装有分子筛的床层时,分子筛吸附氮气,这样可以获得高浓度的氧气。
(1)该分离过程发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)由此方法制得的气体属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
II.化学药剂制氧机
某品牌制氧机使用过碳酸钠(白色固体)和二氧化锰(黑色粉末)加水混合产生氧气。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水、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。下图2为工作原理示意图。
(3)反应仓中H2O2在二氧化锰催化下生成氧气的符号表达式是
(4)过滤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.可以通过气泡观察氧气生成的速率 B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成 D.增大氧气的产量
(5)设计方案验证过滤仓导出的气体是氧气: 。
(6)下表是该制氧机的制氧说明(部分),其中A、B剂的成分是过碳酸钠或者二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量(毫升/分钟) 供养时间(分钟)
配方一 1袋 1袋 约55毫升/分钟 约90分钟
配方二 2袋 1袋 约180毫升/分钟 约55分钟
配方三 1袋 4袋 约330毫升/分钟 约15分钟
根据上表可知,A剂的成分是 (填名称)。
【答案】(1)物理
(2)混合物
(3)H2O2H2O+O2↑
(4)AB
(5)将带火星的木条放在导管口,若木条复燃,则证明是氧气
(6)过碳酸钠/2Na2CO3·3H2O2
【详解】(1)分子筛制氧机以空气为原料,空气经过分子筛时氮气被吸附,氧气通过,从而获得高浓度的O2,分离过程中没有新物质的生成,属于物理变化;
(2)根据图示可知,由此方法制得的富氧空气,含有的氧气和氮气,是由多种物质组成,属于混合物;
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应生成水和氧气,反应的符号表达式是H2O2H2O+O2
(4)在过滤仓中,氧气通入水中会产生气泡,则还可根据产生气泡的速率观察氧气生成的速率,并且还能降低氧气温度,不能加快氧气的生成,也不能增大氧气的产量。故选AB;
(5)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,验证过滤仓导出的气体是氧气方案:将带火星木条放于出气口,若木条复燃,则该气体是氧气;
(6)因为过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水分解为Na2CO3和H2O2,H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气,供病人呼吸,催化剂只是改变化学反应速率,不影响生成物的质量,根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知,A剂质量越大,产生氧气越多,其成分是过过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)。
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