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周测小卷（3）制取氧气
一．选择题
1．实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的仪器是（　　）
A．①②⑦⑧ B．①③④⑦ C．①②④⑥⑨ D．①③④⑤⑥⑨
2．实验室用30mL8%的过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，并进行铁丝燃烧实验。下列实验操作不规范的是（　　）
A．检查气密性 B．取用液体
C．收集氧气 D．铁丝燃烧
3．关于加热高锰酸钾制氧气并用排水法收集的实验，下列说法错误的是（　　）
A．装试剂时，试管口要塞一团棉花——防止加热时粉末状物质进入导管
B．固定装置时，试管口要略向下倾斜——防止冷凝水倒流，使试管炸裂
C．收集氧气时，瓶口有大气泡冒出——说明氧气已经集满
D．实验结束后，先把导管从水槽移出，再熄灭酒精灯——避免收集到的氧气含有水蒸气
4．变压吸附法制氧气如图，过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。以下说法不正确的是（　　）
A．过程1中，“分子筛吸附材料”更容易吸附氧分子
B．过程1中，“排出气体”的主要成分是氧气
C．过程2中，降低压强使被吸附的氮气等气体释放出去
D．过程2完成后，“分子筛吸附材料”的吸附能力恢复
5．某催化剂可实现H2O与O2反应制H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，当其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．实验①说明：20℃，在0～3h内，该反应持续进行
B．比较实验①②可知，在0～3h内，40℃比20℃反应速率更快
C．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解
D．由实验①②③可知制备过氧化氢时，温度不宜太高
6．空气是制取氧气廉价、易得的原料，如图是分离液态空气制氧的微观示意图，下列有关说法不正确的是（　　）
A．氧气是由氧分子构成的 B．液氮的沸点比液氧的沸点高
C．液氮和氮气是同种物质 D．空气中氮气、氧气的体积比约为4：1
7．下列实验设计能达到实验目的的是（　　）
A、比较二氧化锰与氧化铁的催化效果 B、探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C、木炭燃烧测定空气中氧气的含量 D、检验瓶内氧气是否已经收集满
A．A B．B C．C D．D
8．用W形管进行如图微型实验，将H2O2溶液推入管中与MnO2接触。下列说法错误的是（　　）
A．若a处粉末是木炭粉，可观察到发出白光
B．若a处粉末是硫粉，b处应连接吸收生成物，以免污染空气的装置
C．MnO2能增大H2O2分解生成O2的质量
D．用W形管进行微型实验可以节约试剂
二．非选择题
9．空气是我们身边最常见的物质，是社会可持续发展的宝贵资源，故研究空气的成分以及空气中各成分的性质和用途显得尤为重要。请联系实际，解决问题。
（1）氧气资源。工业上利用液氮和液氧的　 　 不同，采用分离液态空气的方法得到氧气。许多物质的燃烧离不开氧气，铁在氧气中燃烧的化学方程式为　 　 。
（2）稀有气体资源。稀有气体在空气中的含量不高，在生产和科学研究中，却具有广泛的用途。如氦气可用于　 　 ，该用途利用了氦气的　 　 （填“物理”或“化学”）性质。
（3）二氧化碳资源。2021年，我国科学家在国际上首次实现不依赖植物光合作用，利用二氧化碳人工合成淀粉，这项技术的重要意义是　 　 。
10．分离空气可以获得稀有气体，纯度较高的氮气和液氧。分离空气的简易流程如图：
（1）X是空气中含量最多的气体，其物质名称为　 　 。
（2）氧气有很多用途，下列不属于氧气用途的是　 　 （填字母序号）。
A．医疗急救 B．食物防腐 C．火箭燃料 D．气焊气割
（3）空气分离出X气体和液氧的变化属于　 　 （填“物理”或“化学”）变化。
（4）从环保角度看，下列保护空气措施合理的有　 　 （填字母）。
A．将会排放大量污染气体的工厂搬到人烟稀少的地方
B．提倡步行，骑自行车等出行方式
C．在重大节日燃放烟花爆竹增强节日气氛
D．加强大气监测，使用新型清洁能源
11．某学习小组利用塑料瓶、带弯管的玻璃导管、带活塞的玻璃导管和橡皮塞等材料，组装了一套气体发生装置（如下图），开展以“氧气的制备”为主题的实践活动。
（1）制作负载MnO2砖块：将砖块浸入高锰酸钾溶液中一段时间后取出，再经灼烧、冷却并充分洗涤。灼烧时高锰酸钾反应的化学方程式为 　 　 。
（2）组装仪器：组装好装置后，装入试剂前，应先进行的步骤是 　 　 。
（3）制取氧气：打开K2，再调节活塞K1，使过氧化氢溶液流入塑料瓶B中，在X端口处 　 　 （填实验操作和现象）时，开始收集氧气。
（4）收集氧气：若要收集一瓶较纯净的氧气，应采用的收集方法是 　 　 。
（5）暂停实验；实验中，使装置内反应暂停的简便操作是 　 　 。
12．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，请你分析并填空。
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气供“铁丝燃烧”使用，如果需要较纯净的氧气最好选用的装置组合是　 　 （填字母），制取氧气的化学方程式　 　 。
（2）若用F装置进行排水法收集氧气，气体应从　 　 （填“a”或“b”）端通入。
（3）若用二氧化锰与过氧化氢溶液制取氧气，G装置比B的优点　 　 。
（4）实验室常用加热熟石灰与氯化铵固体混合物的方法制取氨气，已知氨气的密度比空气小且极易溶于水，则可选择的制取装置组合为　 　 。
13．关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了催化剂的探究。
【查阅资料】氧化铜（CuO）也可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。
【分析交流】实验中过氧化氢反应的符号（或文字）表达式是 ①　 　 ，该反应的基本类型是②　 　 。
步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 分析 实验结论
试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 ③　 g 产生大量气泡带火星的木条④　 　 氧化铜的⑤　 　 和⑥　 　 在反应前后都没有改变 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
【拓展】在两支试管中分别加入10mL5%的过氧化氢溶液，一支加入1g二氧化锰，另一支加入lg氧化铜，按图1所示装置分别进行实验测得相同条件下瓶内气压随时间的变化如图②所示。
【反思评价】
①对比分析图2两条曲线中的b、d两点，催化剂效果更好的是 　 　 。
②两个反应使用的催化剂种类不同，但由于使用的过氧化氢溶液浓度、体积相同，完全反应后产生的 　 　 体积相同，导致完全反应后两个装置内 　 　 相同。
参考答案与试题解析
1．【答案】D
解析：解：高锰酸钾受热分解生成二氧化锰、氧气、锰酸钾，为固体加热反应，氧气可用排水法或向上排空气法收集，发生装置所需仪器有试管，铁架台（带铁夹），酒精灯，单孔带橡皮塞的导管；收集装置所需仪器有集气瓶，水槽，为①③④⑤⑥⑨。
故选：D。
2．【答案】B
解析：解：A、关闭活塞，将导管末端浸入水中，用手捂住锥形瓶，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好，故正确；
B、取用液体时，瓶塞要倒放，标签要朝向手心，量筒微微倾斜，量筒口紧挨试剂瓶口，使液体缓缓倒入，故错误；
C、氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集，故正确；
D、做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，集气瓶内底部应放入少量水或铺一层细沙，故正确。
故选：B。
3．【答案】D
解析：解：A、为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，试管口应放一团棉花，故选项说法正确。
B、固定装置时，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，故选项说法正确。
C、排水法收集氧气时，瓶口有大气泡冒出，表明氧气已集满，故选项说法正确。
D、实验结束后，先把导管从水槽移出，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒吸入试管中使炸裂试管，而非避免氧气含水蒸气，故选项说法错误。
故选：D。
4．【答案】A
解析：解：A、从吸附曲线可知，相同压强下，氮气的吸附量远大于氧气，说明分子筛吸附材料更容易吸附氮分子，而非氧分子，故错误。
B、过程1中分子筛优先吸附氮气，因此排出的气体主要成分为氧气，这也是变压吸附法制氧气的核心原理，故正确。
C、吸附过程与压强相关，降低压强时，被分子筛吸附的氮气等气体会解吸释放出来，这是过程2的作用，故正确。
D、过程2中被吸附的气体释放后，分子筛吸附材料的吸附位点重新空出，吸附能力恢复，可再次进行过程1的吸附操作，故正确。
故选：A。
5．【答案】C
解析：解：A、0～3h内，实验①的过氧化氢产量持续上升，说明反应持续生成过氧化氢，说法正确，故不符合题意。
B、0～3h内，相同时间下，40℃的过氧化氢产量始终高于20℃时过氧化氢的产量，说明40℃下反应速率更快，说法正确，故不符合题意。
C、实验③2h后过氧化氢产量下降，可能是因为温度较高，过氧化氢分解速率大于水和氧气生成过氧化氢的速率，并不是水和氧气不再反应，说法错误，故符合题意。
D、温度过高时，过氧化氢会发生分解，因此制备过氧化氢温度不宜太高，说法正确，故不符合题意。
故选：C。
6．【答案】B
解析：解：A、氧气是由氧分子构成的，选项说法正确，故A不符合题意；
B、将液态空气升温，氮气先汽化分离出来，说明液氮的沸点比液氧的沸点低，选项说法错误，故B符合题意；
C、液氮是液态的氮气，与氮气是同种物质，选项说法正确，故C不符合题意；
D、氧气约占空气总体积的五分之一，氮气约占空气总体积的五分之四，故空气中氮气、氧气的体积比约为4：1，选项说法正确，故D不符合题意。
故选：B。
7．【答案】B
解析：解：A、比较二氧化锰与氧化铁的催化效果时需要控制变量，而两试管内的过氧化氢溶液浓度不同，多变量无法比较，故A错误；
B、空气中氧气的体积分数为21%，氧气中氧气浓度为100%，通过观察硫燃烧时的现象及反应剧烈程度，可以探究反应物浓度对化学反应速率的影响，故B正确；
C、测定空气中氧气含量的原理是：根据某物质只与空气中氧气反应且生成固体，从而使密闭容器内的气体体积减小，压强变小，在外界大气压的作用下使密闭容器内的水面上升来测量的；木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量，故C错误；
D、验证氧气是否收集满的操作是：将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满，反之则不是，而该实验将带火星的小木条伸入集气瓶内，故D错误；
故选：B。
8．【答案】C
解析：解：A、将H2O2溶液推入管中与MnO2接触，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，若a处粉末是木炭粉，可观察到木炭燃烧发出白光，故选项说法正确。
B、若a处粉末是硫粉，硫粉燃烧会生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，则b处应连接吸收生成物，以免污染空气的装置，故选项说法正确。
C、MnO2是该反应的催化剂，能加快H2O2分解速率，但不能增大H2O2分解生成O2的质量，故选项说法错误。
D、用W形管进行微型实验，药品用量少，可以节约试剂，故选项说法正确。
故选：C。
9．【答案】（1）沸点； 。
（2）填充气球；物理。
（3）缓解粮食危机、减少碳排放等。
解析：解：（1）工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采用分离液态空气的方法得到氧气；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为；
（2）氦气密度比空气小，可用于填充气球，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质；
（3）2021年，我国科学家在国际上首次实现不依赖植物光合作用，利用二氧化碳人工合成淀粉，这项技术的重要意义是缓解粮食危机、减少碳排放等。
故答案为：（1）沸点； 。
（2）填充气球；物理。
（3）缓解粮食危机、减少碳排放等。
10．【答案】（1）氮气。
（2）BC。
（3）物理。
（4）BD。
解析：解：（1）空气中含量最多的气体是氮气（约占空气体积的 78%），因此X是氮气。
（2）A、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，属于氧气用途。
B、氧气会加速食物氧化变质，食物防腐通常需要隔绝氧气，不属于氧气用途。
C、氧气是助燃剂，不是燃料，不属于氧气用途。
D、氧气能支持燃烧（提供高温环境），可用于气焊气割，属于氧气用途。
（3）空气分离是利用液氮和液氧的沸点不同，通过蒸发液态空气分离出氮气和液氧，过程中没有新物质生成，属于物理变化。
（4）A、工厂搬迁到人烟稀少的地方，仍会污染空气，不合理。故选项不符合题意。
B、步行、骑自行车出行可减少汽车尾气排放，合理。故选项符合题意。
C、燃放烟花爆竹会产生大量污染物，从而污染空气，不合理。故选项不符合题意。
D、加强监测、使用清洁能源可减少空气污染，合理。故选项符合题意。
故答案为：（1）氮气。
（2）BC。
（3）物理。
（4）BD。
11．【答案】（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）检查装置的气密性；
（3）将带火星的木条放在X端口，木条复燃；
（4）排水法；
（5）关闭活塞K1。
解析：解：（1）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）组装好装置后，装入试剂前，应先进行的步骤是检查装置的气密性，防止装置漏气导致收集不到气体。
（3）打开K2，再调节活塞K1，使过氧化氢溶液流入塑料瓶B中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以在X端口处将带火星的木条放在X端口，木条复燃时，开始收集氧气。
（4）用排水法收集的氧气较纯净，若要收集一瓶较纯净的氧气，应采用的收集方法是排水法。
（5）实验中，使装置内反应暂停的简便操作是关闭活塞K1，没有过氧化氢流下，反应停止。
故答案为：
（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）检查装置的气密性；
（3）将带火星的木条放在X端口，木条复燃；
（4）排水法；
（5）关闭活塞K1。
12．【答案】（1）AC；；
（2）b；
（3）可以控制反应速率；
（4）AD或AF。
解析：解：（1）用高锰酸钾制取氧气需要加热，选发生装置A；氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，要得到较纯净的氧气，用排水法收集，选收集装置C，则装置组合为AC；高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，化学方程式为。
（2）F装置用排水法收集氧气时，氧气密度比水小，应从b端通入，水从a端排出。
（3）G装置使用分液漏斗，可以控制滴加液体的速率，相比B装置的长颈漏斗，优点是可以控制反应速率。
（4）制取氨气需要加热，选发生装置A；氨气密度比空气小且极易溶于水，只能用向下排空气法收集，选收集装置D（或F，从b端进气），则装置组合为AD或AF。
故答案为：
（1）AC；；
（2）b；
（3）可以控制反应速率；
（4）AD或AF。
13．【答案】【分析交流】H2O2H2O+O2（或）过氧化氢水+氧气；分解反应；0.2；复燃；质量；化学性质。
【反思评价】①二氧化锰。
②气体；气压。
解析：解：【分析交流】实验中过氧化氢反应的符号（或文字）表达式是H2O2H2O+O2（或）过氧化氢水+氧气，该反应的基本类型是分解反应。
步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 分析 实验结论
试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为0.2g 产生大量气泡带火星的木条复燃 氧化铜的质量和化学性质在反应前后都没有改变 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
故答案为：H2O2H2O+O2（或）过氧化氢水+氧气；分解反应；0.2；复燃；质量；化学性质。
【反思评价】①对比分析图2两条曲线中的b、d两点（相同时间时，利用二氧化锰作催化剂产生气体较多），催化剂效果更好的是二氧化锰
故答案为：二氧化锰。
②两个反应使用的催化剂种类不同，但由于使用的过氧化氢溶液浓度、体积相同，完全反应后产生的气体体积相同，导致完全反应后两个装置内气压相同。
故答案为：气体；气压。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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