资源简介

2.4依据特定需求制取氧气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．制取氧气有多种途径，下列产生氧气的方法不属于分解反应的是
A．分离液态空气法 B．加热高锰酸钾法 C．分解过氧化氢法 D．加热氧化汞法
2．下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．一定量过氧化氢分解
B．加热一定量高锰酸钾
C．红磷在密闭容器中燃烧
D．红磷与足量氧气反应
3．正确的操作是保证实验成功的关键。下列实验操作不规范的是
A．检查装置气密性 B．倾倒液体
C．向上排空气法收集氧气 D．检验氧气
4．如图是实验室制备、收集、验满、验证氧气性质的操作，其中正确的是
A． B．
C． D．
5．分类学习是化学常用的一种学习方法。下列反应属于分解反应的是
A．水氢气+氧气 B．铁+氧气四氧化三铁
C．碳+氧气二氧化碳 D．石蜡+氧气二氧化碳+水
6．下列反应既不属于化合反应也不属于分解反应也不属于氧化反应的是
A． B．
C． D．碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
7．下列物质的用途主要利用其化学性质的是
A．工业上制取氧气 B．酒精作燃料 C．用钨丝作灯丝 D．稀有气体作电光源
8．下列实验操作正确的是
A．熄灭酒精灯 B．倾倒液体
C．氧气验满 D．称量氯化钠
9．下列实验室制取氧气的操作，先后顺序不规范的是
A．先检验装置的气密性，再加入药品
B．先盖上玻璃片，再从水槽中取出集气瓶，正放
C．先熄灭酒精灯，再将导管从水槽中拿出
D．先固定发生装置，再点燃酒精灯
10．下列实验中对水的作用解释不正确的是
选项 A B C D
实验内容 空气中氧气含量的测定 铁丝在氧气中燃烧 检查气密性 收集氧气
水的作用 通过量筒中水体积变化得出氧气的体积 防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶底 降温，便于气密性检查 排尽空气，便于观察何时集满
A．A B．B C．C D．D
11．如图中实验的错误操作与对应选项可能产生后果不一致的是
A．标签受损 B．橡皮塞弹出 C．灯内酒精燃烧 D．读数偏大
A．A B．B C．C D．D
12．实验室制取氧气可分为下述操作步骤：
①点燃酒精灯给试管里的物质加热；②检验装置的气密性；③将药品装入试管里并固定在铁
架台上；④用排水取气法收集；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管移出水面。其正确的操作顺序是
A．②③①④⑥⑤ B．②③④①⑤⑥
C．③②④①⑤⑥ D．③②④①⑤⑥
二、填空题
13．写出下列反应的文字表达式。（选填“高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气”或“过氧化氢水+氧气”或“硫+氧气二氧化硫”或“铁+氧气四氧化三铁”）
反应 文字表达式
硫在氧气中燃烧 （1）____________________
铁丝在氧气中燃烧 （2）____________________
高锰酸钾制取氧气 （3）____________________
过氧化氢制取氧气 （4）____________________
14．有八种常见物质，有如下反应关系或转化关系，反应条件均已略去，其中是暗紫色固体，为一黑色粉末，为液体混合物，通常状况下为无色液体。回答下列问题：
(1)写出物质的名称：_______________。
(2)物质在反应②中所起作用是_______________。
(3)若反应③火焰呈蓝紫色，则反应③的符号表达式是_______________，该实验过程中集气瓶底部水的作用是_________________________。
(4)若是一种金属，是一种黑色固体，反应③的符号表达式是_______________，实验时集气瓶底部的水_____（填“能”或“不能”）用细沙代替。
15．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)由操作B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点_______(选填“高”或“低”)，所发生的变化属于_______(填“物理变化”或“化学变化”)。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_______。
(2)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
(3)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”)。
16．你们知道潜水用的钢瓶中装的是什么气体吗？它既不是氧气，也不是普通的空气，而是一种特殊的空气——人造空气。人造空气是将普通空气中的氮气除去后，把氧气和氦气按照1：4的比例混合起来制成。这种人造空气中的氦气，极难溶于水，可以防止潜水员从深海处上升体内恢复常压时产生氮气泡造成的“气塞症”。人造空气的密度只有普通空气的，呼吸起来也比普通空气轻松得多，可以减轻人呼吸的困难，因此还常用于治疗支气管哮喘等疾病。
(1)人造空气属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)工业上通过分离液态空气获取大量氧气和氮气，主要根据二者的___________不同属于___________(填“物理变化”或“化学变化”)。介绍氮气的一种用途___________。
(3)潜水员水下作业时携带“人造空气”，是利用其中氧气的___________用途。
(4)潜水员水下作业时呼出气体以气泡形式自下而上运动过程中，气泡的体积变___________(填“大”或“小”)。
(5)自然界中能产生大量补充氧气的化学反应是___________(填“光合作用”或“呼吸作用”)。
(6)很多物质都能与氧气反应，下列反应不属于缓慢氧化的是___________(选序号)。
①金属锈蚀 ②水分蒸发 ③食物腐烂变质 ④呼吸作用
17．下列反应中，属于分解反应的是___________。
A．酒精+氧气二氧化碳+水 B．红磷+氧气五氧化二磷
C．氧化汞汞+氧气 D．___________
三、实验题
18．实验室常用如图所示装置进行气体的制取及性质实验。
(1)写出B装置中用作反应容器的仪器名称：___________。
(2)实验室用A装置制取氧气时：
①反应的化学符号表达式为___________，反应所属的基本类型为___________。
②若选用D装置收集氧气，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是___________。
a.高锰酸钾中混入了二氧化锰
b.收集前，集气瓶中未注满水
c.收集完成时，集气瓶中仍有少量水
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(3)已知：通常状况下，二氧化硫气体的密度比空气大，易溶于水，能与水反应生成亚硫酸。实验室常用固体亚硫酸钠与稀硫酸溶液在常温下反应制取二氧化硫。实验室制取SO2应选择的发生装置是_________(填字母编号)；若选择 E装置收集二氧化硫，气体应该从_________处(填“a”或“b”)进入。
四、综合应用题
空气无处不在，是我们每时每刻都在呼吸的生命基石。它不仅是维系所有生命存在的根本，也是人类生产活动不可或缺的宝贵资源。从科学的角度深入认识空气的组成、性质及其在自然界中的循环，对于我们理解生命活动、利用自然资源以及保护地球环境都具有至关重要的意义。
19．从分类角度：空气属于________（填“混合物”或“纯净物”）。
20．从变化角度：
将盛于容器中的液态空气蒸发，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是________，说明氮气首先由液态变成气态，由此可以得出氮气的沸点比氧气的沸点________（选填“高”或“低”）。
21．从组成角度：空气中氮气与氧气的体积比约为________。
A． B． C． D．
22．从测定角度：探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3。
（1）如图1所示，请写出红磷燃烧的现象________________。用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，实验中测出的氧气含量常常低于1/5，其原因可能是________（任写一点）。
（2）下列说法不正确的是________。
A．图1中水的作用是吸收生成物和降温
B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气
C．图3说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值
D．通过该实验可得出结论，氧气约占空气体积的21%
【优化与实验】
上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”，又设计了如图4所示实验装置。
（提示铜在加热的条件下只会与氧气反应生成黑色固体氧化铜）
实验步骤：
①如图硬质玻璃管内空气体积为50 mL，注射器中留下的空气体积为50 mL，该装置气密性良好。（小气球内气体已全部挤出）
②装入药品，按图所示连接好仪器。用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器活塞。
③实验结束后，停止加热，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出，待注射器活塞稳定后，读取注射器内剩下气体的体积。
（3）实验中，加热时不断推拉注射器的目的是________。
（4）实验完毕，注射器内剩下气体的体积是________ml。
【空气的污染和防治】
（5）利用微型空气质量“检测站”（如图）可以监测空气质量状况，下列有关说法错误的是________。
A．太阳能板可以将光能转化为电能
B．污染物传感器主要用于测定的含量
C．气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等
D．利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况
《2.4依据特定需求制取氧气》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B A A D B D C C
题号 11 12
答案 B A
1．A
【详解】A、分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不属于分解反应，符合题意；
B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
D、氧化汞受热分解生成汞和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】A、一定量过氧化氢分解制取氧气，有催化剂的反应速率快，但是最后生成氧气的质量相同，且生成氧气的质量均是从零开始逐渐增加，不符合题意；
B、加热一定量高锰酸钾，高锰酸钾需要加热到一定温度才开始分解，故一开始只含高锰酸钾一种固体，达到分解温度后，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，当高锰酸钾部分分解时，固体物质为高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种，当高锰酸钾完全分解后，固体物质为锰酸钾和二氧化锰两种，符合题意；
C、红磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，最后压强低于原来的压强，不符合题意；
D、红磷与足量氧气反应生成五氧化二磷，随着反应的进行，红磷的质量逐渐减小至零，不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】A、检查装置气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手，导管内上升一段水柱，证明装置气密性良好，不符合题意；
B、倾倒液体时瓶塞应倒放在桌面上(防止污染试剂)，且标签要朝向手心(防止腐蚀标签)，图中瓶塞正放，操作不规范，符合题意；
C、氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，导管伸到集气瓶底部能保证收集到较纯净的氧气，操作规范，不符合题意；
D、检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气，操作规范，不符合题意。
故选：B。
4．A
【详解】A、固液常温型制取氧气的发生装置，长颈漏斗末端伸入液面下形成液封，导管稍露出橡皮塞，故图示操作正确。
B、向上排空气法收集氧气时，导管需伸入集气瓶底部才能排尽瓶内空气，故图示操作不正确。
C、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，故图示操作不正确。
D、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，集气瓶底部需预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，故图示操作不正确。
5．A
【详解】A、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
C、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
D、该反应是石蜡和氧气反应，属于氧化反应。
故选A。
6．D
【详解】A、反应物两种、生成物两种，不属于化合反应，也不属于分解反应。但该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应。此选项错误。
B、反应物两种、生成物一种，属于化合反应，且该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应。此选项错误。
C、反应物一种、生成物两种，属于分解反应，此选项错误。
D、反应物两种、生成物三种，不属于化合反应，也不属于分解反应。该反应不是物质与氧发生的反应，不属于氧化反应。此选项正确。
故选D。
7．B
【详解】A、利用液态空气分离制氧，基于沸点差异，属物理性质，不符合题意。
B、酒精作燃料时发生燃烧反应，生成二氧化碳和水，利用其可燃性，属于化学性质，符合题意。
C、利用钨的高熔点，通电发光发热，属物理性质，不符合题意。
D、利用稀有气体通电发光，无新物质生成，属物理性质，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】A、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，熄灭酒精灯时，不能用嘴吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，图中所示操作错误；
B、倾倒液体时，试管要倾斜，瓶塞要倒放，标签要朝向手心，瓶口紧挨试管口，图中所示操作错误；
C、氧气具有助燃性，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，图中所示操作错误；
D、使用托盘天平称量氯化钠时，遵循“左物右码”的原则，且左右两盘均放相同的小纸片，图中所示操作正确；
故选D。
9．C
【详解】A、先检验装置的气密性，再加入药品，防止装置气密性不好，更换部分仪器时浪费药品，故选项操作正确；
B、氧气的密度比空气大，用排水法收集氧气时，先盖上玻璃片，再从水槽中取出集气瓶，正放，故选项操作正确；
C、实验完毕，先将导管从水槽中拿出，再熄灭酒精灯，防止水倒吸炸裂试管，故选项操作不正确；
D、先固定发生装置，再点燃酒精灯，故选项操作正确。
故选C。
10．C
【详解】A、红磷燃烧消耗瓶内氧气，气压减小，量筒内的水会被倒吸入集气瓶内，通过水体积变化测出氧气的体积，故A不符合题意；
B、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量，则集气瓶中水的作用是防止熔融物溅落下来炸裂集气瓶，故B不符合题意；
C、检查装置的气密性时，烧杯中的水能形成密闭系统，用于观察现象检查装置是否漏气，故C符合题意；
D、排水法收集氧气中水的作用排尽瓶中空气（使收集的氧气更纯）并便于观察O2何时集满，故D不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】A、倾倒液体，标签要朝向手心，图示中标签没有向着手心，残留液体流出，会腐蚀标签，故A后果一致，不符合题意；
B、加热高锰酸钾制取氧气，试管口要略向下倾斜，否则会引起冷凝水倒流炸裂试管，故B后果不一致，符合题意；
C、酒精灯要用灯帽盖灭，用嘴吹灭可能会点燃酒精灯内的酒精，故C后果一致，不符合题意；
D、量筒读数时，视线要与量筒内液体凹液面最低处保持水平，俯视读数，会导致读数偏大，故D后果一致，不符合题意；
故选B。
12．A
【详解】实验室加热固体制取氧气的操作步骤和注意点可概括为：连（连接仪器、组装实验装置)→查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），可得题中正确的操作顺序是：②③①④⑥⑤，故选项BCD错误，不符合题意，A正确，符合题意。
故选A。
13．
【详解】硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，文字表达式为；
铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，文字表达式为；
高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为；
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。
14．(1)锰酸钾
(2)催化作用
(3) 吸收二氧化硫，防止空气污染
(4) 能
【分析】有八种常见物质，为一黑色粉末，为液体混合物，通常状况下为无色液体，反应②前后都有D，则D为反应的催化剂，反应为过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，则E为过氧化氢溶液，F为水，B为氧气，D为二氧化锰；是暗紫色固体，能生成氧气和二氧化锰，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故A为高锰酸钾，C为锰酸钾。将答案代入原题，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，C为锰酸钾；
（2）D为二氧化锰，反应②为过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，二氧化锰是反应的催化剂，起到催化作用；
（3）若反应③火焰呈蓝紫色，则为硫在氧气中燃烧，硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，生成二氧化硫，符号表达式为：；
二氧化硫有毒，集气瓶底部放水，能吸收二氧化硫，防止空气污染；
（4）若是一种金属，是一种黑色固体，反应为铁在氧气中燃烧生成黑色固体四氧化三铁，符号表达式为：；
实验时集气瓶底部的水是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，能用细沙代替。
15．(1) 低 物理变化 不活泼
(2)④⑤
(3)大
【详解】（1）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；该过程中没有生成新物质，属于物理变化；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，可以防止月壤与其它物质发生反应；
（2）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，故填：④⑤；
（3）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。
16．(1)混合物
(2) 沸点 物理变化 作保护气（合理即可）
(3)能供给呼吸
(4)大
(5)光合作用
(6)②
【详解】（1）人造空气是将普通空气中的氮气除去后，把氧气和氦气按照1:4的比例混合起来制成，属于混合物。
（2）工业上利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化；
氮气可用于制造氮肥，且氮气化学性质稳定，可作食品保护气等。
（3）氧气能供给呼吸，则可用于潜水。
（4）气泡自下而上运动过程中，压强减小，则气体的体积变大。
（5）自然界中氧气的来源主要为光合作用。
（6）①金属锈蚀是金属和氧气发生的比较缓慢，且不易被察觉的反应，属于氧化反应；
②水分蒸发过程中没有新物质生成，属于物理变化，不属于氧化反应；
③食物腐烂变质是食物与氧气发生的比较缓慢，且不易被察觉的反应，属于氧化反应；
④呼吸作用是与氧气发生的比较缓慢，且不易被察觉的反应，属于氧化反应。
故选②。
17． C 过氧化氢水+氧气
【详解】A、该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误；
B、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误；
C、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。
故选C。
过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，文字表达式为：过氧化氢水+氧气。
18．(1)锥形瓶
(2) 分解反应 bd
(3) B a
【详解】（1）由图可知，B中的反应容器是锥形瓶；
（2）A装置为固体加热型发生装置发生装置，试管口有棉花团，应选用高锰酸钾加热来制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
a、高锰酸钾中混入了二氧化锰，不会影响收集到氧气的纯度，不符合题意；
b、收集前，集气瓶中未注满水，导致瓶内留有空气，会影响收集到氧气的纯度，符合题意；
c、收集完成时，集气瓶中仍有少量水，使收集到的气体的体积偏小，不会影响收集到氧气的纯度，不符合题意；
d、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集，会影响收集到氧气的纯度，因为开始排出的气体中含有管内的空气，符合题意；
故选bd；
（3）实验室常用固体亚硫酸钠与稀硫酸溶液在常温下反应制取二氧化硫，应选用固液常温型发生装置，故发生装置选B；
二氧化硫密度比空气大，若选择 E装置收集二氧化硫，气体应从a进入，空气会从b排出。
19．混合物 20． 燃着木条熄灭 低 21．C 22． 剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量 红磷量不足/装置漏气/未冷却至室温就打开止水夹等 D 使空气中的氧气与铜粉充分反应 30 B
【详解】19．空气是由氮气、氧气、二氧化碳等多种物质组成的，属于混合物。
20．（1）将盛于容器中的液态空气蒸发，并将一根燃着的木条置于容器口上方，氮气沸点低先汽化出来，氮气不支持燃烧，观察到的现象是木条熄灭。
21．空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，所以氮气与氧气的体积比约为4:1，故选 C。
22．（1）剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量。用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，实验中测出的氧气含量常常低于1/5，测定结果偏小是由于反应结束后集气瓶内的气压偏大，可能是氧气没有完全消耗或温度偏高或有空气进入，具体的原因可能是红磷不足或没有冷却到室温读数或装置漏气等。
（2）A、图 1 中水的作用是吸收生成物五氧化二磷（五氧化二磷有毒，能溶于水）和降温，说法正确，不符合题意。
B、 图 2 压强减小，是因为红磷燃烧消耗氧气，使装置内气体减少，压强减小，说法正确，不符合题意。
C、由图3可知，使用白磷时，氧气剩余的更少，则说明白磷消耗氧气更多，则结果更准确，说法正确，不符合题意。
D、通过该实验可得出结论，氧气约占空气体积的1/5，而不是21%，21%是通过更精确的实验测定得出的氧气在空气中的体积分数， 说法不正确，符合题意。
故选 D。
（3）实验中，加热时不断推拉注射器的目的是使空气中的氧气与铜粉充分反应。
（4）空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5，硬质玻璃管内空气体积为50mL，注射器中留下的空气体积为50mL，则空气总体积为，消耗氧气的体积为。反应后剩余气体总体积为。由于硬质玻璃管的体积为，故注射器内剩下气体的体积是。
（5）A、 太阳能板可以将光能转化为电能，为设备提供能源，说法正确，不符合题意。
B、污染物传感器主要用于测定空气中有害气体（如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等）和可吸入颗粒物等的含量，而不是CO2的含量，CO2不属于空气污染物，说法错误，符合题意。
C、 气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等，说法正确，不符合题意。
D、利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况，说法正确，不符合题意。
故选 B。

展开更多......

收起↑