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3.2氧气的制取
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．实验室常用高锰酸钾制取氧气，下列图标与该实验不相关的是
A．明火 B．用电
C．热烫 D．洗手
2．工业制取氧气主要有下列步骤。将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作：
下列有关说法不正确的是
A．以上步骤①②③不涉及化学变化
B．液态氮的沸点比液态氧的沸点低
C．步骤②得到的剩余液体为淡蓝色
D．储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物
3．如图所示的四个图像，能正确反映对应变化关系的是
A．水的电解 B．一定质量的高锰酸钾分解
C．铁丝在一定量的纯氧中燃烧 D．硫在一定量的空气中燃烧
4．下列示意图是实验室制取氧气的系列操作，其中正确的是
A．制取 B．收集
C．验满 D．储存
5．下列图像能正确表示对应变化关系的是
A．分解过氧化氢溶液制氧气
B．加热一定量的高锰酸钾固体
C．加热高锰酸钾制氧气
D．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物
6．某同学做实验时记录了下列实验现象，其中正确的是
A．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
B．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，有黑色固体生成
C．少量高锰酸钾固体溶于水，得到绿色溶液
D．硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰
7．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，其中生成氧气的质量(g)随反应时间(t)的变化关系正确的是
A． B．
C． D．
8．下列实验操作中正确的是
A．取用液体药品 B．取用粉末状固体
C．称量氢氧化钠固体 D．收集氧气
9．下图有关实验操作，其中正确的是
A．检查装置的气密性 B．集气瓶存放氧气
C．加热铜绿 D．验满氧气
10．正确规范的操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列操作错误的是
A．闻气体气味 B．向试管中加固体
C．读液体体积 D．检验气密性
11．下列图示实验操作正确的是
A．点燃镁条 B．液体取用
C．称量氯化钠 D．验满氧气
12．下列关于空气及空气中的成分的说法正确的是
A．空气是一种宝贵的资源，空气由空气分子构成
B．空气中的稀有气体的体积分数约为0.94%
C．氧气是一种化学性质很不活泼的气体
D．空气经过液化、汽化等过程得到氮气和氧气，发生了化学变化
二、填空题
13．化学小组同学在老师的指导下，开展了以“物质的鉴别”为主题的学习活动。
活动一：气体物质的鉴别
【活动目的】鉴别空气与氧气
【操作及结论】
实验操作 实验现象 实验结论
向两种气体中分别伸入带火星的木条 木条___________ 该气体为氧气
木条无明显变化 该气体为空气
14．已知A、B、C、D、E、F六种常见物质之间存在如图的转化关系(“→”表示一种物质能转化成另一种物质，“—”表示物质间能发生反应，部分反应物和反应条件省略)，其中A、C常温下为液体，E是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，F是蜡烛的主要成分。请回答下列问题：
(1)写出B物质的名称：______。
(2)若D是一种淡黄色固体，请写出其在B中燃烧的实验现象：______。
(3)若D与B反应火星四射，放出大量热并生成一种黑色固体，请写出该反应的文字表达式______，集气瓶中通常预留少量水，其作用是______。
(4)写出F在B中燃烧的文字表达式______。
(5)下列说法不正确的是______(填序号)。
①保持B的化学性质的最小粒子是原子
②B和D反应时会放出热量
③B和C的化学性质不同是因为构成它们的分子不同
④工业上是通过分解反应获得大量的B
15．空气是一种宝贵的自然资源。工业制取氧气主要有下列步骤，将经过除尘、除二氧化碳，除水的空气进行下列操作：
(1)步骤Ⅱ剩余液体为______（填“有色”或“无色”）。
(2)步骤Ⅲ中，储存在钢瓶里的“工业液氧”是______（填“纯净物”或“混合物”）。
(3)中国深度载人潜水器“蛟龙号”的研制取得了世界瞩目的成绩，实现了我国挺进深蓝的宏伟目标。乘蛟龙号下潜的科研人员的呼吸环境必须注意调节的是______。
A．O2和H2O的含量 B．O2和N2的含量
C．O2和H2的含量 D．O2和CO2的含量
(4)利用物质沸点不同可以实现混合物的分离，步骤Ⅱ中，控制温度在-195.8℃物质 H2 N2 O2 NH3（氨气）
沸点/℃ -252.8 -195.8 -183.0 -33.35
16．阅读下面科普短文，请依据文章回答下列问题：
二氧化氯是一种环保型杀菌消毒剂。在生活中主要用于饮用水的消毒和食品保鲜。通常状况下，二氧化氯是一种黄绿色气体，有刺激性气味，密度比空气大，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水，且与水反应得到酸性溶液。二氧化氯极其不稳定，受热或见光易发生爆炸性分解，产生氧气和氯气，直接造成氯气泄漏而污染环境。该气体具有强烈的腐蚀性，吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤。
(1)描述二氧化氯的一种物理性质___________。
(2)写出上述信息中的一个化学反应的文字表达式___________。
(3)发生二氧化氯泄漏时，紧急处理方法是___________。
17．鉴别下列实验室物质，所用试剂或方法正确的是__________
选项 鉴别物质 实验方法或试剂
A 蔗糖和食盐 分别尝味道
B 铁片和铝片 比较颜色
C 酒精和醋 分别闻气味
D 水和过氧化氢溶液 __________
三、实验题
18．学习了实验室制取氧气的知识后，同学们对催化剂产生了浓厚的兴趣，于是化学学习小组开展了“探究催化剂的奥秘以及基于特定设计制作简易供氧器”的项目式实践活动，同学们购买了市售家用制氧剂并进行相关的探究。
任务一：认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列的说法错误的是______（填字母序号）。
A．催化剂只能加快化学反应速率
B．不加入催化剂化学反应就不能发生
C．在化学反应前后催化剂的质量和化学性质不发生改变
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
任务二：探究催化剂
【查阅资料】氧化铜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】
(2)
步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 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 ______ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
任务三：探究催化剂的催化效果
【进行实验】
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1g氧化铜按图1所示装置分别进行实验、实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，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】
(3)对比分析图2中的______（填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(4)请从催化剂的角度解释在实验过程中，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______。
任务四：探究制氧剂反应原理
【查阅说明书】制氧剂A是过碳酸钠固体；
制氧剂B是二氧化锰。
(5)过碳酸钠是白色颗粒状粉末，溶于水后和水反应生成过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢在二氧化锰作用下迅速分解产生氧气，写出该反应的符号表达式______。
(6)学习小组计划组装一套氧气的制取与过滤装置。
①指出标号F的仪器名称：______
②装置甲是发生装置，请从A～F仪器中选出合适的仪器进行组装，需要用到的仪器有______（填字母序号）。
③装置乙中的蒸馏水除有过滤杂质、提高氧气的纯度外，还能起到的作用是______（填字母序号）。
A．判断是否有氧气输出 B．增大氧气的产量 C．加快氧气的生成速率 D．监测气体的流速
任务五：对制氧剂的选择探究
【提出问题】
小明同学提出：常温下过氧化氢溶液也可以快速制氧，为什么不选用过氧化氢溶液而选用过碳酸钠呢？于是该兴趣小组对两者的制氧效率进行探究，并筛选合适的制氧剂。
【查阅资料】①过氧化氢溶液的稳定性较差。
②过碳酸钠俗称固体双氧水，易储存。
【实验探究】
在其他条件相同的前提下，以获得相同体积的氧气设计实验。取1.41g过碳酸钠固体，对四种加水量的制氧效果进行对比，记录并处理20min内数据，见下图。
(7)从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是______。
(8)结合题中所给资料，制氧剂选择过碳酸钠的依据是______。
四、综合应用题
19．实验室常用下列装置研究气体的制取，根据所学知识回答下列问题：
(1)写出仪器的名称①___________，②___________。
(2)若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是___________；所选用的制取装置是___________。
(3)若用高锰酸钾制取氧气的文字表达式是___________；若用装置A、C制取氧气，能用C装置收集氧气的依据是___________。停止加热前要先___________，目的是___________。
(4)计算17 g过氧化氢中含有多少克氧元素。
《3.2氧气的制取》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C A C B D B A B
题号 11 12
答案 B B
1．B
【详解】A、加热高锰酸钾制取氧气，需要用到酒精灯，就要注意明火，防止引起火灾，故A不符合题意；
B、加热高锰酸钾制取氧气，不需要用电，所以不需要小心用电，故B符合题意；
C、加热高锰酸钾制取氧气，需要用到酒精灯加热，所以要小心烫伤，故C不符合题意；
D、实验后洗手，防止吃饭时，杂质进入人体，影响身体健康，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A、步骤①空气加压变为液态空气，没有新物质生成，属于物理变化；步骤②液态空气蒸发出氮气得到剩余液体，没有新物质生成，属于物理变化；步骤③将剩余液体储存到蓝色钢瓶中，没有新物质生成，属于物理变化，因此步骤①②③不涉及化学变化，说法正确，不符合题意；
B、由图可知，步骤②氮气先蒸发出来，说明液态氮的沸点比液态氧的沸点低，说法正确，不符合题意；
C、氮气与氧气的沸点不同，氮气沸点低，先汽化，因此剩余液体主要是液氧，液氧是淡蓝色的，说法正确，不符合题意；
D、储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物，说法错误，符合题意。
故选：D。
3．C
【详解】A、电解水生成的氢气和氧气的体积比为2:1，该选项不正确；
B、高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则随着反应的进行，二氧化锰质量不断增大，但开始时质量为零，该选项不正确；
C、铁燃烧生成四氧化三铁，反应过程中固体质量增大，该选项正确；
D、硫燃烧生成二氧化硫气体，反应过程中气体质量增大，该选项不正确。
故选C。
4．A
【详解】A、实验室加热高锰酸钾制取氧气，为防止高锰酸钾进入导气管，应在试管口放一团棉花，故选项正确；
B、在收集气体时为了尽可能的排出空气，应该将导管伸入到接近集气瓶底部，故选项错误；
C、在验满时应该将带火星的木条放在集气瓶口，故选项错误；
D、储存氧气时毛玻璃片的粗糙面向下，故选项错误；
故选：A。
5．C
【详解】A、过氧化氢分解生成水和氧气，随着过氧化氢不断分解，氧气质量不断增大，该选项对应关系不正确；
B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应进行固体质量减小但不会为零，该选项对应关系不正确；
C、反应前固体物质是高锰酸钾，1种固体物质；反应时高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，完全反应前固体物质是高锰酸钾、二氧化锰和锰酸钾，3种固体物质；完全反应后固体物质是锰酸钾和二氧化锰，2种固体物质；该选项对应关系正确；
D、氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，只有温度达到一定时才会生成氧气，该选项对应关系不正确。
故选C。
6．B
【详解】A、红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，错误；
B、细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，有黑色固体生成，正确；
C、少量高锰酸钾固体溶于水，得到的是紫红色的溶液，错误；
D、硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，错误。
故选B。
【点睛】含有铁离子的溶液是黄色的，含有亚铁离子的溶液是浅绿色的，含有铜离子的溶液是蓝色的；氢氧化铜沉淀是蓝色的，氢氧化铁沉淀是红褐色的。
7．D
【详解】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生分解反应生成氧气和水，过氧化氢溶液与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，生成氧气的质量由0逐渐增大，当过氧化氢溶液完全反应后，氧气质量不再增多，故选D。
8．B
【详解】A、取用液体药品，应先挤出胶头滴管胶帽里的空气，再去吸取液体药品，故选项A错误；
B、取用粉末状固体时，应先将试管倾斜，把盛有药品的药匙（或用小纸条折叠成的纸槽）小心地送至试管底部，然后使试管直立起来，故选项B正确；
C、氢氧化钠具有强腐蚀性、易潮解，应放在玻璃器皿中称量，故选项C错误；
D、用向上排空气法收集氧气时，导管末端应伸到集气瓶底部，故选项D错误；
故选：B。
9．A
【详解】A、将导气管伸入水中，用手捂住试管，导气管末端有气泡冒出，说明气密性好，正确。
B、集气瓶存放氧气，磨砂面朝向瓶口，错误。
C、固体加热，试管口略低于试管底部，错误。
D、带火星木条放至集气瓶口，木条复燃说明氧气收集满，错误。
故选：A。
10．B
【详解】A、闻药品气味的方法是用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘入鼻孔，禁止把鼻子凑到容器口去闻气体，故图示操作正确。
B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器，故图示操作不正确。
C、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，故图示操作正确。
D、检查气密性时，把导管的一端浸没在水中，手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故图示操作正确。
故选B。
11．B
【详解】A、点燃镁条，不能手拿镁条，故A错误；
B、倾倒液体时，瓶塞应倒放，试管倾斜，瓶口与试管口应紧挨，标签应朝向手心处，故B正确；
C、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则，图中所示操作砝码与药品位置放反了，故C错误；
D、验满氧气，应将燃着的木条放在瓶口，故D错误。
故选B。
12．B
【详解】A、空气是一种宝贵的资源，但空气是混合物，由氮气、氧气等多种物质组成，不存在空气分子，故A选项不符合题意；
B、空气中的稀有气体的体积分数约为0.94%，故B选项符合题意；
C、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，故C选项不符合题意；
D、空气经过液化、汽化等过程得到氮气和氧气，此过程中没有新物质生成，发生的是物理变化，故D选项不符合题意。
故选B。
13．复燃
【详解】氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，故填：复燃。
14．(1)氧气
(2)发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
(3) 防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
(4)
(5)①④
【分析】A、B、C、D、E、F六种常见物质之间存在如图的转化关系，A、C常温下为液体，且A能在二氧化锰作用下反应生成B和C，则A是过氧化氢，B是氧气，C是水；F是蜡烛的主要成分，则F是石蜡。
【详解】（1）由分析可知，B物质的名称是氧气。
（2）若D是一种淡黄色固体，则D是硫，硫在氧气中燃烧的实验现象为：发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。
（3）若D与B反应火星四射，放出大量热并生成一种黑色固体，则该反应是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的文字表达式为：；
集气瓶中通常预留少量水，其作用是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。
（4）F在B中燃烧的反应是石蜡和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，反应的文字表达式为：。
（5）①B是氧气，保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子，说法不正确；
②B是氧气，D物质和氧气反应时会放出热量，说法正确；
③B是氧气，由氧分子构成，C是水，由水分子构成，则B和C化学性质不同是因为构成它们的分子不同，说法正确；
④工业上是通过分离液态空气获得大量的氧气，是物理变化，不是分解反应，说法不正确；
故选①④。
15．(1)有色
(2)混合物
(3)D
(4) -183.0 -33.35
【详解】（1）液态空气蒸发出氮气后，剩余液体主要是液态氧气，液氧为淡蓝色液体，故步骤Ⅱ剩余液体为有色；
（2）步骤Ⅲ中，储存在钢瓶里的“工业液氧”是空气分离出氮气后的产物，其中还含有稀有气体等成分，故属于混合物；
（3）呼吸过程会消耗氧气同时呼出二氧化碳气体，氧气含量太少或二氧化碳含量过高都不利于人体健康，呼吸环境必须注意调节的是O2和CO2的含量，故选D；
（4）在O2、H2、N2、NH3四种气体中，NH3的沸点最高，故要分离出NH3，必须让O2、H2、N2变为气体，但让NH3为液体，温度需要大于O2、H2、N2的沸点，且小于NH3的沸点，即-183.0℃＜T＜-33.35℃。
16．(1)通常状况下，二氧化氯是一种黄绿色气体（或有刺激性气味或密度比空气大或熔点为-59℃或沸点为11.0℃或易溶于水）（合理即可）
(2)
(3)疏散与隔离、切断火源、个人防护和泄漏控制等（合理即可）
【详解】（1）通常状况下，二氧化氯是一种黄绿色气体，有刺激性气味，密度比空气大，熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水，二氧化氯的这些性质都不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质。
（2）二氧化氯极其不稳定，受热或见光易发生爆炸性分解，产生氧气和氯气，反应的文字表达式为：。
（3）因为二氧化氯极其不稳定，受热或见光易发生爆炸性分解，产生氧气和氯气，直接造成氯气泄漏而污染环境，该气体还具有强烈的腐蚀性，吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤，所以一旦发生二氧化氯泄漏，就要迅速疏散无关人员，隔离泄漏污染区；切断火源，以防止火灾或爆炸事故的发生；参与泄漏处理的人员要使用适当的防护用品，在统一指挥下，通过关闭阀门、切断相连设备和管线等方法来控制泄漏；及时采取措施处理泄漏物，防止其扩散，必要时进行稀释或中和处理，并严密监视以防意外。故填：疏散与隔离、切断火源、个人防护和泄漏控制等（合理即可）。
17． C 加入少量二氧化锰，观察有无气泡产生
【详解】A、实验室的物质不能通过品尝来区分，故A错误；
B、铁片和铝片均为银白色，无法通过比较颜色进行区分，故B错误；
C、酒精有酒味，醋有酸味，不同的味道，可以区分，故C正确；
D、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下能分解成氧气和水，水在二氧化锰作用下不分解，所以取样，分别加入少量二氧化锰，观察到有气泡产生的是过氧化氢溶液，无变化的是水。
故填：C；加入少量二氧化锰，观察有无气泡产生。
18．(1)ABD
(2)有大量气泡产生，带火星木条复燃
(3)ac或bd
(4)过氧化氢溶液浓度体积相同，完全反应后产生氧气的量相同，故压强相同或催化剂不能改变生成氧气的量（合理即可）
(5)
(6) 量筒 BDE AD
(7)加水量增大，制氧效率增加
(8)固体，易储存；或是固体，稳定性好；或能持续平稳提供氧气（合理即可）
【详解】（1）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。
A、催化剂能改变其他物质的化学反应速率，可能加快反应速率，也可能减慢反应速率，故A选项说法错误；
B、催化剂能改变其他物质的化学反应速率，不加入催化剂化学反应也能发生，故B选项说法错误；
C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不发生改变，故C选项说法正确；
D、用作催化剂的物质也可能是其他反应的反应物或生成物，比如二氧化锰是过氧化氢分解制氧气的催化剂，也是高锰酸钾分解反应的生成物，故D选项说法错误。
故选ABD。
（2）作为催化剂能够加快过氧化氢分解的速率，则步骤⑦现象是产生大量气泡，带火星木条复燃。
（3）对比图2中a、c点，产生相同体积气体所需时间不同；或b、d点时间相同，产生气体体积不同，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。故填ac或bd。
（4）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变生产物的质量，过氧化氢溶液浓度体积相同，完全反应后产生氧气的量相同，因此完全反应后两个装置的压强完全相同。
（5）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。
（6）①仪器F的名称是量筒。②实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，由于反应物的状态是固体和液体，反应条件不需要加热，组装发生装置选择的仪器有试管、铁架台和带导管的带孔塞，故填：BDE。③氧气不易溶于水，氧气从长管进入，可以通过是否产生气泡，判断是否有氧气输出，也可以通过产生气泡的快慢监测氧气的流速，故选AD。
（7）分析上图图像可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是随着水量的增加，气体体积增大，即加水量越大，制氧效率增加。
（8）结合上述实验内容和数据可知，过碳酸钠是固体，方便携带，且能持续平稳提供氧气，所以选择过碳酸钠作制氧剂。
19．(1) 铁架台 长颈漏斗
(2) BC或BD
(3) 氧气不易溶于水，且与水不反应 将导管移出水面 防止水倒流，炸裂试管
(4)17 g过氧化氢中含有氧元素的质量为：
答：17g过氧化氢中含有氧元素的质量为16g
【详解】（1）由图可知，仪器①为铁架台；仪器②为长颈漏斗；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：；
该反应属于固液不加热反应，发生装置可选B，氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选C或D，故填：BC或BD；
（3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：；
能用C装置，即排水法收集氧气的依据是：氧气不易溶于水，且与水不反应；
停止加热前要先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，目的是防止水倒流，炸裂试管；
（4）见答案。

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