资源简介

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2.3 氧气的制备（专项练习）
题型01 工业制取氧气
题型02 过氧化氢制取氧气实验
题型03 高锰酸钾制取氧气实验
题型04 实验室制取氧气实验题
题型05 制氧机相关问题
题型06 制取氧气实验的图像问题
题型07 氧气的检验和验满
题型08 固液不加热型装置气密性的检查
题型09 催化剂的概念和特点
题型10 和催化剂有关的探究题
题型11 分解反应
▌题型01 工业制取氧气
从空气中分离出氧气
分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的 。该方法是 变化。 具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的 先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态 ，将其加压贮存在钢瓶中备用即可
膜分离制氧（ 变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。
分子筛制氧（ 变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
【典例1】（25-26九年级上·湖南衡阳·期末）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：
请据图回答：
(1)步骤②剩余液体为______（填“有色”或“无色”）；
(2)从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点_______（填“高”或“低”）；
(3)蓝色钢瓶中的液氧的用途________（举一例）。
【变式1-1】变压吸附法制氧气如下图，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
【变式1-2】阅读下列材料，完成下列小题。
利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如下：
2．根据上述示意图判断下列说法错误的是
A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D．分子筛吸附法制取的氧气的过程类似于过滤操作
3．一次性鉴别空气、氧气、氮气三瓶气体最合理的方法是
A．观察气体颜色 B．插入带火星的木条
C．闻气体的气味 D．插入燃着的木条
【变式1-3】【查阅资料】常温下，氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。
请按要求回答相关问题：
(1)空气属于混合物，A是空气中体积分数为78%的气体，该气体是_____。
(2)图中分离空气的过程属于______变化（填“物理”或“化学”）。此方法是利用各物质的______不同将它们分离的。
(3)液体B是_____（填“纯净物”或“混合物”）。
(4)氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是_______（填下列字母）。
A．气焊 B．作燃料 C．潜水 D．保护气
▌题型02 过氧化氢制取氧气实验
分解过氧化氢制氧气
药品： （主要成分H2O2）和 （黑色粉末 MnO2）
原理：
文字表达式为
符号表达式为
装置：
（1）发生装置： 型装置
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气 溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的 。
主要实验步骤：
（1）检查装置的气密性：
（2）装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。
（3）收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将 木条放在 ，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法： 在桌子上，并盖上 。
【典例2】（2026·江苏苏州·二模）实验室用过氧化氢溶液制取氧气并研究氧气的性质。下列操作不规范的是
A．检查气密性 B．量取液体
C．收集氧气 D．木炭燃烧
【变式2-1】用双氧水和制取并回收，下列操作不正确的是
A．装固体 B．制氧气
C．收集氧气 D．过滤回收
【变式2-2】下图是实验室用过氧化氢溶液制取并收集氧气的装置图。下列说法正确的是
A．过氧化氢溶液不需要条件即可快速分解制得大量氧气
B．可以将长颈漏斗口换成漏斗
C．集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放在实验桌上
D．观察到导气管口有气泡冒出时立即开始收集氧气
【变式2-3】有关实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气的说法，正确的是
A．无需检查装置的气密性 B．反应后二氧化锰质量增加
C．反应时需要用酒精灯加热 D．可用带火星的木条检验氧气
▌题型03 高锰酸钾制取氧气实验
加热高锰酸钾制氧气
1．药品：高锰酸钾（ 色固体）
2．原理：
文字表达式：
符号表达式：
3．装置：
（1）发生装置：加热固体制气体（ 型装置）
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气 溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的 。
【易错提醒】
排水法收集的氧气较纯，但不干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但不纯。
4．主要实验步骤：
（1）查：组装仪器，检查 ；
（2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口；
（3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；
（4）点：点燃酒精灯加热（记得先 ，防止试管受热不均破裂）；
（5）收：用排水法收集氧气；
（6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止 ）；
（7）熄：熄灭酒精灯。
可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。
【易错提醒】
（1）试管口 ，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管破裂。
（2）插入试管内的导管只能微露出橡皮塞，不能伸入太长，便于 。
（3）试管口放一团棉花，防止 。
（4）等气泡 放出时再开始收集。
（5）实验结束，先 ，再 。（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）（6）排水法收集气体时导管伸入 即可，排空气法收集时导管要伸至 ，以便将瓶内空气全部排出。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将 木条放在 ，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法： 在桌子上，并盖上 。
【典例3】（2026·陕西榆林·三模）在用KMnO4制取氧气的实验中，部分实验操作如下，其中正确的是
A．加入KMnO4粉末 B．加热KMnO4
C．点燃酒精灯 D．收集O2
【变式3-1】下图是某同学在实验室利用高锰酸钾制取氧气的相关操作，其中正确的是
A．检查气密性 B．点燃酒精灯
C．制取氧气 D．收集氧气
【变式3-2】如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是
A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性 B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气
C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色 D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热
【变式3-3】实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下，正确的顺序是
①点燃酒精灯给试管加热
②将药品装入试管
③用排水法收集氧气
④检查装置的气密性
⑤熄灭酒精灯，停止加热
⑥将导管从水槽中取出
⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台上
A．④②③⑦⑥①⑤ B．①②⑦④③⑤⑥
C．④②⑦①③⑥⑤ D．④②⑥①③⑦⑤
▌题型04 实验室制取氧气实验题
实验室制取氧气方法对比总结
观察思考：过氧化氢分解制备氧气 基础实验：加热高锰酸钾制氧气 学以致用：加热氯酸钾和二氧化锰的固体制氧气
实验药品 （主要成分H2O2）和 （黑色粉末 MnO2） （ 色固体） （白色固体）与 （黑色粉末）
实验原理 文字表达式为 ，符号表达式为 文字表达式为 ,符号表达式为 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气；符号表达式：KClO3 KCl + O2
实验装置
实验步骤 ①检查装置的气密性： ②装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液 ）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。 ③收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若 ，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团 ，目的是 。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是 。试管口略向下倾斜的目的是 。 ④ 点燃酒精灯加热：先 ，再用 对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡 开始收集， ，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出 。 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯
收集方法 排水法：氧气 。 若用排水法收集气体，当 时开始收集（原因是 ，会使得收集的氧气不纯）；当 ，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。
向上排空法：氧气 。 向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时 （目的是 ），验满时，将 ，若复燃，则氧气已集满。
检验和验满 检验：将 ，若 ，说明是氧气。
验满： 排水法：当 ，证明已满。 向上排空气法：将 ，若 ，证明已满。
【典例4】（25-26九年级上·广东东莞·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。
Ⅰ．下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：①______；②______。
(2)小安同学想用一定质量的过氧化氢溶液制取氧气，并通过排水量测定所收集到的氧气体积，请你帮她完成下列分析过程：
①若用过氧化氢溶液制取氧气，选择的发生装置是______；写出实验室用过氧化氢制氧气的文字表达式或符号表达式__________________。
②若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，那么F装置内导管(“b”或“c”)应该怎样延伸？请在图中画出______。
③若忽略氧气在水中的溶解性当小安开始做实验时未将装置F装满水，则他最终测得的氧气体积将会______。(填偏小、偏大或不变)
(3)若用C装置收集氧气，写出检验氧气是否收集满的方法__________________。
(4)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体。实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的装置组合是(在A~E中选)______。
【变式4-1】按要求回答下列有关氧气制取和性质实验的问题。
Ⅰ.下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：①________；
(2)同学们用一定质量的高锰酸钾制取氧气，并通过排水量测定所收集到的氧气体积，请你完成下列分析过程：
①小德在实验过程中发现F中的水变成了红色，原因是_________。
②若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，那么F装置内导管(“b”或“c”)应该怎样延伸__________(选“A”或“B”)。
③若忽略氧气在水中的溶解性及压强变化的影响，当小德开始做实验时未将装置F 装满水，但是所装水的体积一定大于生成氧气的体积，则最终测得的氧气体积将会_________。(填“偏小”、“偏大”或“不变”)
Ⅱ.同学们接下来利用了传感器进行了有关氧气的实验。
(3)同学们细心地记录白磷燃烧的过程中的温度变化情况并绘制了相关图像。通过图像可知，将注射器中的过氧化氢溶液推进试管中的时间最接近t1-t4的哪个时间：_________。
Ⅲ.认识和了解与实验有关的图标，对安全进行化学实验具有重要意义。
(4)图标①的目的是________，做硫燃烧实验时，需要图标④的理由是______________________。
【变式4-2】氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。
(1)写出图中仪器a的名称：________________。
(2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是：_____________________；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是_____________________________。
(3)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从______（选填“b”或“c”）口通入。
(4)若用过氧化氢溶液制取氧气，还需要用到___________（填试剂名称），起___________作用，__________（选填“能”或“不能”）用高锰酸钾制取氧气后的剩余物代替该物质。
【变式4-3】如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：
(1)图中标号①仪器名称是___________。
(2)写出用装置A制取氧气的反应文字表达式___________。
(3)装置B中，当反应开始后，锥形瓶内气体增多，气压增大，大于外界大气压，导致长颈漏斗内液面___________(填“高于”或“低于”)锥形瓶内液面。若将装置B和装置F连接制备并收集氧气，氧气应从___________端进入(填“a”或“b”)。
(4)写出检验装置B气密性的实验方法___________(简述操作、现象和结论)。
▌题型05 制氧机相关问题
两类制氧机原理区分
分子筛家用制氧机：分离空气获取氧气，属于物理变化，无新物质生成，不涉及分解反应。
化学制氧机（核心制氧剂：过碳酸钠）：过碳酸钠遇水反应生成过氧化氢，过氧化氢在催化剂作用下分解产生氧气，属于化学变化。
2.常见问题
（1）化学制氧机加水的作用：溶解过碳酸钠，使其反应生成过氧化氢，为制氧提供反应物。
（2）制氧机产出氧气特点：含有少量水蒸气，气体湿润，区别于向上排空气法收集的干燥氧气。
（3）出气口氧气无法使带火星木条复燃：制氧机产出氧气为富氧空气，氧气浓度未达到纯氧标准。
【典例5】（25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测）科学的家庭氧疗可使人身心放松，因此家用制氧机逐渐成为受欢迎的家庭医疗设备。
某校化学兴趣小组的同学对家用制氧机展开如下探究。
【家庭制氧】
目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
方法一：分子筛制氧法
(1)图1是某品牌分子筛制氧机的微观原理图，该制氧机制得的“氧气”属于_______（填“纯净物”或“混合物”）。
方法二：化学试剂法
(2)市售家用制氧机内部结构如图2所示。制氧剂为过碳酸钠固体（溶于水产生）与混合。与制氧气相比，该方法更适宜家庭制氧的理由是_______。
(3)图3为反应速率与反应物浓度、温度的关系。为使制氧机出氧流量保持平稳，在使用规定量制氧剂的情况下，图2中的夏季和冬季水位线需设置不同，其原因是相同的反应物浓度下，温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率_______（填“越快”或“越慢”）。
【鱼塘增氧】
10 g的和10 g的固体分别与水反应，生成氧气的质量与时间的关系如图4。
(4)若给鱼塘增氧，选择_______（填化学式）更合适，理由是_______（答一点）。
【变式5-1】当空间站空气循环系统出现故障或遇到紧急情况时，航天员会启动紧急供氧器设备，同学们开展了设计和制作“太空紧急状态下的供氧器”的实践活动。
活动一：制氧方案的选择
【查阅资料】①过氧化氢的稳定性较差，浓度较大时具有腐蚀性；
②过碳酸钠遇水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。
【进行实验】同学们设计如下装置进行实验。
(1)指出仪器名称：①__________，②__________。
(2)方案一：选择用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式为__________，可选用的发生装置是__________（填字母）。你认为该装置中还缺少__________。
(3)方案二：使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，选择的发生装置是__________（填序号），用D装置收集氧气时，当__________时开始收集。若用装置F收集氧气，则与发生装置导管连接的是__________（填“b”或“c”）端。
【方案评价】
(4)小组同学经过讨论认为方案一和方案二均不适用于在太空中制取氧气请任选一种分析原因：__________（可从原料操作等角度进行分析），最终他们选择了方案三中的试剂作制氧剂。
活动二：设计“太空紧急状态下的供氧器”
(5)下图装置是实践小组同学在老师指导下设计的家用简易制氧机原理图。
①验证甲仓导出的气体是氧气的方法：__________。
②甲仓中水的主要作用__________（答一点即可）。
【变式5-2】某款家用制氧机工作原理如图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。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。
为探究家用制氧机在使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响，小龙设计了如下探究实验：20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如表所示。
序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s
实验① 240 2.5 350 500 15.0
实验② 240 x 500 500 33.3
实验③ 240 0 800 500 待测
(1)实验②中x应为_____。
(2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变_____（填“快”或“慢”）。
(3)加湿过滤仓中的水除了有加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是_____。（写一条）
(4)在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，请分析原因_____。
【变式5-3】随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理
【查阅资料】某款家用制氧机工作原理如上图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。
【提出问题】使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响？
【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。
序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s
实验① 240 2.5 350 500 15.0
实验② x 2.5 500 500 33.3
实验③ 240 0 800 500 待测
【解释与结论】
(1)实验②中x应为________。
(2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变________（填“快”或“慢”）。
(3)若实验③测得所用时间大于35 s，_______（填“能”或“不能”）证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。
【反思与评价】
(4)加湿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________（填字母）。
A．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成
活动二：选择制氧试剂
【查阅资料】已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如下图所示。
【讨论分析】
(5)结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是________。
活动三：自制制氧机
(6)同学们利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图甲-丁4套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品。其中不合理的装置有__________（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。
▌题型06 制取氧气实验的图像问题
一、三种制氧反应原理
二、常见图像类型 + 判断要点（重点考题）
1. 生成氧气质量 — 时间图像（m (O )-t）
（1）过氧化氢分解（有无催化剂）
起点：原点（一开始就产生氧气）
催化剂：只加快反应，最终氧气质量相等；曲线先平
（2）加热
起点：不从原点出发，需要加热一段时间温度达到分解温度才出氧气
等质量固体：产氧＞
易错：反应物质量不足，氧气最后保持水平；水平线代表反应结束
2. 固体总质量 — 时间图像（m 固体 - t）
加热：固体质量不断减小，反应结束保持不变
原理：生成逸出；不会降到0（剩余固体产物）
制氧：二氧化锰是催化剂，固体（）质量全程不变
3. 二氧化锰相关图像
（1）作催化剂（、）
质量：反应前后不变
质量分数：随反应进行增加（固体总质量减少），反应结束恒定
（2）加热：是生成物，质量从0开始逐渐增大，反应停止不变
4. 氧元素质量分数图像
加热高锰酸钾：固体中氧元素质量分数持续下降，反应结束不变；
注意：固体中仍含有氧元素（锰酸钾、二氧化锰含氧），不会降至 0。
三、高频易错判断题
易错点1：催化剂增加生成氧气总量
纠正：催化剂只改变速率，不改变生成物质量
易错点2：加热氯酸钾图像起点在原点
纠正：需要预热，加热片刻后才产生氧气
易错点3：高锰酸钾完全反应后固体质量为 0
纠正：剩余锰酸钾、二氧化锰，固体不为零
易错点4：向过氧化氢溶液不断加 MnO ，氧气无限增多
纠正：过氧化氢耗尽，氧气质量不再上升
四、图像答题通用解题步骤
1.看横纵坐标含义
2.找起点：原点 / 延时起点
3.看拐点：反应结束时刻
4.比较斜率：斜率越大，反应速率越快
5.看终点水平线：判断反应物是否耗尽
【典例6】（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）如图表示一定质量的过氧化氢和二氧化锰混合物采用排空气法制取氧气过程，某变量y随反应时间的变化趋势，纵坐标y表示的是
A．反应物过氧化氢的质量 B．发生装置中二氧化锰的质量
C．集气瓶中氧气的质量 D．反应过程中生成水的质量
【变式6-1】下列图像能正确反映其对应操作中各量变化关系的是
A．加热高锰酸钾制氧气
B．向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
C．用等体积等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D．加热高锰酸钾制取氧气
【变式6-2】下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
B．在盛有一定量过氧化氢溶液的烧杯中加入二氧化锰
C．加热一定量高锰酸钾固体
D．加热高锰酸钾固体至质量不再减轻
【变式6-3】在高锰酸钾制氧气的实验过程中，下列图像正确的个数是
A．4 B．3 C．2 D．1
▌题型07 氧气的检验和验满
氧气的检验方法：将带火星的小木条 ，若带火星的小木条复燃，则该瓶气体是氧气。
氧气的验满方法：将带火星的小木条 ，若带火星的小木条复燃，则该瓶氧气已满。
【典例7】（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）实验室用制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是
A．检查装置气密性 B．加热制
C．验证已集满 D．硫在中燃烧
【变式7-1】下列图示中，实验操作不正确的是
A．证明是氧气 B．取用粉末药品
C．读取液体体积 D．检查装置气密性
【变式7-2】某校化学兴趣小组围绕“氧气的制备”为主题开展了基础实验与跨学科实践。
【基础实验】
实验室制取氧气
(1)写出上述仪器的名称：b_____。
(2)加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是_____(填字母序号)，要收集一瓶干燥的氧气，最好选用的收集装置是_____(填字母序号)，选择此装置收集氧气的验满方法为_____。
【变式7-3】化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用下图仪器和装置制取气体。
(1)B装置中作为反应容器的___________(写仪器名称)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集，反应的文字表达式为___________；A装置中酒精灯应加热Y形管内___________(填“a”或“b”)处的高锰酸钾。
(3)若改用D装置收集氧气，检验氧气是否集满的方法是___________。
(4)实验室还可用其他方法制备少量氧气。
①若利用图甲装置，混合试剂开始反应的正确操作是___________。(填字母)
a．将固体粉末转移至液体中 b．将液体转移至固体粉末中
②对比B装置，使用Y形管的优点是___________。(任写一点)
▌题型08 固液不加热型装置气密性的检查
各种装 置气密 性检查
将导管伸入 中，手紧握容器外壁，观察导管口有 　 冒出，松手后 ，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入 ，若长颈漏斗下端形成　 ，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到 ，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到 ，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后， ，说明装置气密性良好
【典例8】（25-26九年级上·全国·课后作业）实验室用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
【变式8-1】在“实验室用高锰酸钾制取氧气”的实验中，下列操作正确的是
A．检查气密性 B．取用高锰酸钾
C．发生装置 D．收集装置
【变式8-2】下列基本实验操作正确的是
A．检查装置气密性 B．取用少量液体
C．倾倒液体 D．过滤
【变式8-3】如图是初中化学实验室中常见的仪器及装置，据图回答下列问题。
(1)图中仪器甲的名称是___________。
(2)检查B装置气密性的方法：___________。
(3)利用高锰酸钾制取氧气时应选择的发生装置是___________(填字母序号)，发生反应的文字表达式为：___________。棉花团的作用是___________。
(4)发生装置G和B相比，G装置的优点是___________。
(5)若用F装置排水法收集氧气，正确的操作是___________(填序号)。
A．先在瓶中装满水，然后氧气从a导管进入
B．先在瓶中装满水，然后氧气从b导管进入
(6)用A、D装置来制取氧气时，收集氧气的浓度仍较低，其可能的原因是___________。实验结束时，为了防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂，应采取的操作是___________。
▌题型09 催化剂的概念和特点
催化剂和催化作用
1．催化剂概念
在化学反应中,能 其他物质的化学反应的 ，而本身的 , 在反应前后都 的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫
2．催化剂特点
（1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（ ），本身的 和 不变。
（2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。
（3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有 。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。
3．对催化剂的理解
（1）催化剂 改变生成物的质量
（2）催化剂不是 也不是 （写在 上）
（3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能 ，某一反应的催化剂可能
4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）：
（1）证明 ：相同条件下，加或者不加药品对比实验；
（2）证明 是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；
（3）证明 是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。
5．影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。
【易错提醒】①催化剂不能改变 ；②催化剂不是 也不是 （写在 ）；③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能 ，某一反应的催化剂可能 。
【典例9】（2026·湖南益阳·二模）2025年，中科院天津工业生物所人工合成淀粉技术实现万吨级中试，核心反应中催化剂起到关键作用。下列关于催化剂的说法正确的是
A．催化剂只能加快化学反应速率 B．催化剂能增加生成物的最终质量
C．同一个化学反应可以有多种催化剂 D．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
【变式9-1】下列关于催化剂的说法正确的是
A．二氧化锰可以作任何反应的催化剂
B．化学反应前后，催化剂的性质保持不变
C．不加入二氧化锰，过氧化氢也能分解产生氧气
D．用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加
【变式9-2】2025年新上市的国七标准汽车，其尾气净化系统中使用了更高效的催化剂，能将有害气体转化为无害物质。关于催化剂在该反应中的作用，下列说法正确的是
A．能增加反应最终生成物的质量
B．能改变化学反应的速率
C．反应前后自身的性质不变
D．没有催化剂，反应就无法发生
【变式9-3】某实验小组探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解反应的催化剂，设计了如下实验并进行探究。下列实验步骤、现象和结论均对的是
实验步骤 现象 结论
A ①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管 木条不复燃 常温下过氧化氢分解得很慢或不分解
B ②向上述试管中加入红砖粉末，然后将带有火星的木条插入试管 木条复燃 红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂
C ③待上述试管中的反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管 木条复燃 在化学反应前后，红砖粉末的质量没有改变，进一步说明红砖粉末是催化剂
D ④取第③步反应后的红砖粉末，直接放入蒸馏水中搅拌 红砖粉末不溶解 红砖粉末不溶于水，因此可作为过氧化氢分解的催化剂
A．A B．B C．C D．D
▌题型10 和催化剂有关的探究题
1．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）：
（1）证明 ：相同条件下，加或者不加药品对比实验；
（2）证明 是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；
（3）证明 是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。
2．影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。
【典例10】（24-25九年级上·四川南充·阶段检测）化学实验小组在课外进行了有关过氧化氢分解速率的再探究。
【提出猜想】红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验 实验步骤 实验现象 实验结论
一 在试管中加入10mL5%的溶液，然后将带火星的木条伸入试管 有少量气泡产生，木条不复燃 溶液分解速率较慢
二 将10mL5%的溶液加入装有0.5g红砖粉末的试管，然后将带火星的木条伸入试管中 有较多气泡产生，木条复燃 ___________
(1)实验二可得出的实验结论是：___________。有同学认为上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂，是因为___________。
同学们查阅资料得知，氧化铜也可作为过氧化氢分解的催化剂。那么与二氧化锰相比，氧化铜的催化效果如何？同学们决定继续进行实验探究。
【实验探究】在两支试管中分别加入5mL5%的双氧水，然后再分别加入1g氧化铜和1g二氧化锰。利用量筒收集产生的氧气，得到气体体积和时间的关系如图所示。
【解释与结论】
(2)①由图可知，二氧化锰的催化效果比氧化铜更好，理由是___________。
②由图可知，除了能比较催化效果外，从催化剂的角度分析，还能得出的结论是___________。
【变式10-1】催化剂在化工生产中有重要的作用：
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是________。(填字母)
A．不加入催化剂化学反应就不能发生
B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C．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
化学兴趣小组的同学为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图所示的装置先后进行了两次实验。
(2)实验1：取10 mL、4%过氧化氢溶液与0.2 g粉末状二氧化锰反应。实验2：取10 mL、4%过氧化氢溶液与________g粉末状氧化铁反应。
(3)在检查装置的气密性后，为确保过氧化氢溶液能全部注入盛有催化剂的小试管中，注入双氧水的方法应该是________(填序号)。
A．快速推注射器活塞 B．缓慢推注射器活塞
(4)该实验可以依据相同时间________(填实验现象)，得出结论：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铁好。
(5)写出二氧化锰作为催化剂加速过氧化氢分解的符号表达式________。
(6)实验过程中发现U形管内左侧液面下降，右侧液面上升，原因是该反应________(填“放热”或“吸热”)。
(7)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解快慢的不同影响，用装置进行实验；启动传感器，注入过氧化氢溶液，氧气体积分数随时间变情况如下：
①初始时氧气的体积分数不为0，原因是________。
②使过氧化氢分解较快的催化剂是________(填“二氧化锰”或“氧化铁”)。判断依据是________。
【变式10-2】同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铁固体(Fe2O3，难溶于水)，在双氧水制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？
【提出猜想】
(1)猜想一：Fe2O3既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变；
猜想二：Fe2O3是反应物，会生成O2，反应前后质量和化学性质都改变；
猜想三：Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后__________________；
【进行实验】用天平称量1g Fe2O3固体，取10mL 10%的双氧水于试管中，进行7个步骤的实验探究：
步骤⑦：步骤⑥后，将所得固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。
【寻找证据】
(2)
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 得出结论
溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃 溶液中______，带火星的木条复燃 固体质量为______g 溶液中快速放出气泡，带火星木条复燃 猜想______成立
【实验分析】
(3)对比步骤①③的现象可知，氧化铁______(“能”或“不能”)加快过氧化氢分解的速率：步骤⑦中的重复实验，目的是证明__________________。
【表达与交流】
(4)步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是______(填字母)。
A． B．
C． D．
【实验拓展】
(5)人体肝脏中的过氧化氢酶(酶在37℃左右催化效率最高)也能催化过氧化氢分解。通过测定，肝脏中的过氧化氢酶和Fe2O3固体催化过氧化氢分解催化效率与温度关系如图。图中表示肝脏中的过氧化氢酶催化效率的是曲线______(填“甲”或“乙”)。
【变式10-3】关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是________（填字母）。
A．不加入催化剂化学反应就不能发生
B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
D．催化剂只能加快反应速率
【任务二】探究催化剂
查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究：称量0.2 g氧化铜，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图1所示实验。
(2)填写下表：
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
(3)步骤①、③对比可以说明__________________________。
【任务三】探究催化剂的催化效果
分别取10 mL 5%过氧化氢溶液、1 g二氧化锰、1 g氧化铜，按下图2所示装置进行实验，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的变化如下图3所示。
(4)对比分析图3中的_________（填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
【任务四】探究制取氧气的适宜催化剂
将二氧化锰（）、氧化铜（）、氧化铁（）三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球，采用图4装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见下图5。
(5)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是______________。
【任务五】拓展探究：深刻理解催化剂的催化原理
(6)在化学反应中，分子分解为原子需要吸收能量，根据图6，你认为催化剂能加速反应的原因是___________________。
▌题型11 分解反应
分解反应：由 生成 的反应。（“ 变 ”）
注意：分解反应与化合反应均属于基本反应类型，氧化反应不属于基本反应类型。
【典例11】（25-26九年级下·甘肃·阶段检测）下列反应属于分解反应的是
A．碳+氧气二氧化碳
B．酒精+氧气水+二氧化碳
C．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
D．硫酸铜+氢氧化钠氢氧化铜+硫酸钠
【变式11-1】下列反应中，不属于分解反应也不属于化合反应的是
A．碳酸钙氧化钙 + 二氧化碳 B．木炭 + 氧气二氧化碳
C．甲烷 + 氧气二氧化碳 + 水 D．水氢气 + 氧气
【变式11-2】下列既不属于化合反应也不属于分解反应，而属于氧化反应的是
A． B．
C． D．
【变式11-3】化学概念在逻辑上存在如图所示关系，对下列概念的说法正确的是
A．物理性质与化学性质属于并列关系 B．纯净物与混合物属于交叉关系
C．氧化反应与化合反应属于并列关系 D．化合反应与分解反应属于交叉关系
答案与解析
▌题型01 工业制取氧气
从空气中分离出氧气
分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。该方法是物理变化。 具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可
膜分离制氧（物理变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。
分子筛制氧（物理变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
【典例1】（25-26九年级上·湖南衡阳·期末）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：
请据图回答：
(1)步骤②剩余液体为______（填“有色”或“无色”）；
(2)从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点_______（填“高”或“低”）；
(3)蓝色钢瓶中的液氧的用途________（举一例）。
【答案】(1)有色
(2)低
(3)医疗急救（合理即可）
【详解】（1）液态空气中蒸发出氮气后，剩下的液体主要是液氧，液氧是淡蓝色的；故填：有色。
（2）从步骤②可知，氮气先从液态空中分离出去，可以得出氮气的沸点比氧气的沸点低；故填：低。
（3）氧气能够供给呼吸、支持燃烧，所以液氧可以用于医疗急救、炼钢、气焊等；故填：医疗急救（合理即可）。
【变式1-1】变压吸附法制氧气如下图，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
【答案】A
【详解】 A、结合吸附曲线和变压吸附制氧的工作原理分析：从右侧吸附曲线可知，在相同压强下，氮气（）的吸附量远大于氧气（），说明分子筛对氮气（）的吸附能力更强，说法错误。
B、空气中主要含有氮气和氧气，过程1中被大量吸附，剩余未被吸附的等气体被排出，所以排出的气体主要是，说法正确。
C、过程2中，吸附量随压强降低而减少，因此降低压强时，被吸附的气体会解吸并释放出来，说法正确。
D、过程2中气体解吸后，分子筛可以重新吸附，吸附能力得以恢复，从而进入下一个循环，说法正确。
故选：A。
【变式1-2】阅读下列材料，完成下列小题。
利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如下：
2．根据上述示意图判断下列说法错误的是
A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体
B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳
C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关
D．分子筛吸附法制取的氧气的过程类似于过滤操作
3．一次性鉴别空气、氧气、氮气三瓶气体最合理的方法是
A．观察气体颜色 B．插入带火星的木条
C．闻气体的气味 D．插入燃着的木条
【答案】2．B 3．D
【详解】2．A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，故A项正确；
B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，故B项错误；
C、在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，使分子筛重复使用，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，故C项正确；
D、分子筛吸附法制取的氧气是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，类似于过滤操作，故D项正确。
故选B。
3．A、空气、氧气、氮气都是无色无味气体，观察气体颜色无法鉴别，故A项错误；
B、氧气具有助燃性，氮气不能燃烧且不支持燃烧，插入带火星的木条，在氧气中可以复燃，在空气、氮气中均不会复燃，无法区分，故B项错误；
C、空气、氧气、氮气都是无色无味气体，闻气体的气味无法鉴别，故C项错误；
D、氧气具有助燃性，氮气不能燃烧且不支持燃烧，插入燃着的木条在氧气中会燃烧更旺，在空气中正常燃烧，在氮气中会熄灭，现象不同，可以区分三者，故D项正确。
故选D。
【变式1-3】【查阅资料】常温下，氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。
请按要求回答相关问题：
(1)空气属于混合物，A是空气中体积分数为78%的气体，该气体是_____。
(2)图中分离空气的过程属于______变化（填“物理”或“化学”）。此方法是利用各物质的______不同将它们分离的。
(3)液体B是_____（填“纯净物”或“混合物”）。
(4)氧气有广泛的用途，下列属于氧气用途的是_______（填下列字母）。
A．气焊 B．作燃料 C．潜水 D．保护气
【答案】(1)氮气
(2) 物理 沸点
(3)混合物
(4)AC
【详解】（1）氮气约占空气体积的78%，则该气体为氮气；
（2）根据流程可知，分离空气的过程中没有新物质生成，属于物理变化；该方法是利用氮气和氧气的沸点不同，可将它们进行分离；
（3）空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，该流程只分离出氮气（气体A），则得到的液体B中仍含有氧气、稀有气体等，属于混合物；
（4）A、氧气具有助燃性，则可用于气焊，该选项符合题意；
B、氧气具有助燃性，但不具有可燃性，不能作燃料，该选项不符合题意；
C、氧气能供给呼吸，可用于潜水，该选项符合题意；
D、氧气化学性质比较活泼，不能作保护气，该选项不符合题意；
故选AC。
▌题型02 过氧化氢制取氧气实验
分解过氧化氢制氧气
药品：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）
原理：
文字表达式为过氧化氢水+氧气
符号表达式为H2O2 2H2O+O2↑
装置：
（1）发生装置：固液不加热型装置
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。
主要实验步骤：
（1）检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。
（2）装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。
（3）收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。
【典例2】（2026·江苏苏州·二模）实验室用过氧化氢溶液制取氧气并研究氧气的性质。下列操作不规范的是
A．检查气密性 B．量取液体
C．收集氧气 D．木炭燃烧
【答案】B
【详解】A.关闭分液漏斗活塞后用手捂住锥形瓶，瓶内气体受热膨胀，若导管口有气泡冒出则证明气密性良好，A操作规范。
B.倾倒液体试剂时，试剂瓶瓶塞应倒放在桌面上避免污染试剂，标签应对准手心避免残留药液腐蚀标签，瓶口应紧挨量筒口，防止药液洒出，图中操作错误，B操作不规范。
C.氧气不易溶于水，可采用排水法收集，图示导管放置、集气瓶倒置的操作符合排水法收集要求，C操作规范。
D.用坩埚钳夹持红热木炭，缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，可使木炭与氧气充分反应，D操作规范。
【变式2-1】用双氧水和制取并回收，下列操作不正确的是
A．装固体 B．制氧气
C．收集氧气 D．过滤回收
【答案】C
【详解】A.取用粉末状固体时，用纸槽将药品送到试管底部，可避免药品沾在试管内壁，操作正确。
B.双氧水和制氧气是固液不加热型反应，图中长颈漏斗下端浸入液面下形成液封，可防止生成的氧气从漏斗逸出，装置正确。
C.氧气密度大于空气，用空广口瓶采用排空气法收集时，应“长进短出”，即氧气从长管通入，聚集在瓶底，将空气从短管排出。图中氧气从短管通入，氧气会直接从长管逸出，无法收集到氧气，操作错误。
D.难溶于水，过滤可实现回收，图中操作符合“一贴二低三靠”要求，有玻璃棒引流、漏斗下端紧贴烧杯内壁，操作正确。
【变式2-2】下图是实验室用过氧化氢溶液制取并收集氧气的装置图。下列说法正确的是
A．过氧化氢溶液不需要条件即可快速分解制得大量氧气
B．可以将长颈漏斗口换成漏斗
C．集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放在实验桌上
D．观察到导气管口有气泡冒出时立即开始收集氧气
【答案】C
【详解】A. 过氧化氢在常温下分解速率极慢，需要二氧化锰等催化剂才能快速分解产生大量氧气，A错误。
B. 实验时长颈漏斗下端需伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从漏斗逸出；普通漏斗颈部过短，无法实现液封，不能替换长颈漏斗，B错误。
C. 氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放，C正确。
D. 反应刚开始时导管口冒出的气泡是装置内原有的空气，立即收集会导致所得氧气不纯净，需要等气泡连续、均匀冒出时再开始收集，D错误。
【变式2-3】有关实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气的说法，正确的是
A．无需检查装置的气密性 B．反应后二氧化锰质量增加
C．反应时需要用酒精灯加热 D．可用带火星的木条检验氧气
【答案】D
【详解】A．实验室制取任何气体，组装装置后都需要先检查气密性，避免装置漏气无法收集到气体，A错误。
B．二氧化锰是该反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质均不发生改变，B错误。
C．双氧水在二氧化锰的催化作用下常温即可分解产生氧气，不需要酒精灯加热，C错误。
D．氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，因此能用带火星的木条检验氧气，D正确。
▌题型03 高锰酸钾制取氧气实验
加热高锰酸钾制氧气
1．药品：高锰酸钾（暗紫色固体）
2．原理：
文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
3．装置：
（1）发生装置：加热固体制气体（固体加热型装置）
（2）收集装置：
①排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。
【易错提醒】
排水法收集的氧气较纯，但不干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但不纯。
4．主要实验步骤：
（1）查：组装仪器，检查装置的气密性；
（2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口；
（3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；
（4）点：点燃酒精灯加热（记得先预热，防止试管受热不均破裂）；
（5）收：用排水法收集氧气；
（6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）；
（7）熄：熄灭酒精灯。
可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。
【易错提醒】
（1）试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管破裂。
（2）插入试管内的导管只能微露出橡皮塞，不能伸入太长，便于气体的导出。
（3）试管口放一团棉花，防止试管内粉末进入导管。
（4）等气泡连续均匀放出时再开始收集。
（5）实验结束，先把导气管从水槽中移出水面，再熄灭酒精灯。（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）（6）排水法收集气体时导管伸入集气瓶口即可，排空气法收集时导管要伸至集气瓶底部，以便将瓶内空气全部排出。
5．验满方法
（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。
（2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
6．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。
【典例3】（2026·陕西榆林·三模）在用KMnO4制取氧气的实验中，部分实验操作如下，其中正确的是
A．加入KMnO4粉末 B．加热KMnO4
C．点燃酒精灯 D．收集O2
【答案】C
【详解】A.取用粉末状试剂时，为避免试剂沾在试管壁上，先将试管横放，用药匙或纸槽将试剂送到试管底部，然后把试管竖立起来，错误；
B.加热固体时试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管，错误；
C.点燃酒精灯需用火柴，正确；
D.氧气密度大于空气，应采用向上排空气法收集，错误。
【变式3-1】下图是某同学在实验室利用高锰酸钾制取氧气的相关操作，其中正确的是
A．检查气密性 B．点燃酒精灯
C．制取氧气 D．收集氧气
【答案】A
【详解】A. 检查装置气密性时，手捂试管使管内气体受热膨胀，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好，操作正确。
B. 禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯，易导致酒精洒出引发火灾，操作错误。
C. 加热高锰酸钾制氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管，图中试管口向上倾斜，操作错误。
D. 氧气密度大于空气，应采用向上排空气法收集，且导管需伸到集气瓶底部，图中为向下排空气法，操作错误。
【变式3-2】如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是
A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性 B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气
C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色 D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热
【答案】C
【详解】A.制取气体的操作顺序是先检查装置气密性，确认气密性良好后再装入药品，A操作顺序错误。
B.排水法收集氧气时，导管口刚开始冒出的气泡是装置内的空气，需等气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯，B错误。
C.图示装置试管口没有放置棉花，加热时高锰酸钾粉末会随气流通过导管进入水槽，高锰酸钾溶于水呈紫红色，因此水槽中的水会变为紫红色，C正确。
D.加热试管时需先对试管整体预热，再对准试剂部位加热，直接局部加热会导致试管受热不均发生炸裂，D错误。
【变式3-3】实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下，正确的顺序是
①点燃酒精灯给试管加热
②将药品装入试管
③用排水法收集氧气
④检查装置的气密性
⑤熄灭酒精灯，停止加热
⑥将导管从水槽中取出
⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台上
A．④②③⑦⑥①⑤ B．①②⑦④③⑤⑥
C．④②⑦①③⑥⑤ D．④②⑥①③⑦⑤
【答案】C
【详解】加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤可通过谐音口诀「茶庄定点收利息」快速记忆，对应逻辑如下：
查：先④检查装置气密性，避免装置漏气影响实验；
装：再②将高锰酸钾装入试管；
定：之后⑦塞好带导管的胶塞，将试管固定在铁架台上；
点：完成准备后①点燃酒精灯给试管加热；
收：待导管口气泡连续均匀冒出时，③用排水法收集氧气；
移：实验结束先⑥将导管从水槽中取出，防止水倒吸炸裂热试管；
熄：最后⑤熄灭酒精灯停止加热。
因此正确顺序为，对应选项C。
▌题型04 实验室制取氧气实验题
实验室制取氧气方法对比总结
观察思考：过氧化氢分解制备氧气 基础实验：加热高锰酸钾制氧气 学以致用：加热氯酸钾和二氧化锰的固体制氧气
实验药品 过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） 高锰酸钾（暗紫色固体） 氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）
实验原理 文字表达式为过氧化氢水+氧气 ，符号表达式为H2O2 2H2O+O2 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ,符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气；符号表达式：KClO3 KCl + O2
实验装置
实验步骤 ①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。 ②装药品：利用图示的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（ 约 5% 的过氧化氢溶液 ）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象。 ③收集气体：收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放。 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯
收集方法 排水法：氧气不易溶于水。 若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。
向上排空法：氧气密度比空气大。 向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。
检验和验满 检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。
验满： 排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已满。 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。
【典例4】（25-26九年级上·广东东莞·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。
Ⅰ．下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：①______；②______。
(2)小安同学想用一定质量的过氧化氢溶液制取氧气，并通过排水量测定所收集到的氧气体积，请你帮她完成下列分析过程：
①若用过氧化氢溶液制取氧气，选择的发生装置是______；写出实验室用过氧化氢制氧气的文字表达式或符号表达式__________________。
②若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，那么F装置内导管(“b”或“c”)应该怎样延伸？请在图中画出______。
③若忽略氧气在水中的溶解性当小安开始做实验时未将装置F装满水，则他最终测得的氧气体积将会______。(填偏小、偏大或不变)
(3)若用C装置收集氧气，写出检验氧气是否收集满的方法__________________。
(4)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体。实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的装置组合是(在A~E中选)______。
【答案】(1) 长颈漏斗 集气瓶
(2) B / 不变
(3)用带火星的木条置于集气瓶口，若木条复燃则已收集满
(4)BE
【详解】（1）略。
（2）①过氧化氢制氧气是固液常温型反应，应选用装置B。文字表达式略。
②使用F装置测定氧气体积，是通过测量排水量得到氧气的体积；万能瓶中充水，氧气的密度小于水，应“短进长出”。
③进入装置F中气体的体积与排出水的体积相同，F是否装满水不会影响最终测得的氧气体积，因此最终测得的氧气体积将不变。
（3）氧气具有助燃性，若用C装置收集氧气，氧气验满的方法是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。
（4）实验室用电石固体与水反应制取乙炔，属于固液常温型，应选取的发生装置为B，乙炔密度比空气略小，不溶于水，若采用排气法收集难以保证纯度，最好采用排水法收集，选择的收集装置为E。
【变式4-1】按要求回答下列有关氧气制取和性质实验的问题。
Ⅰ.下图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称：①________；
(2)同学们用一定质量的高锰酸钾制取氧气，并通过排水量测定所收集到的氧气体积，请你完成下列分析过程：
①小德在实验过程中发现F中的水变成了红色，原因是_________。
②若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，那么F装置内导管(“b”或“c”)应该怎样延伸__________(选“A”或“B”)。
③若忽略氧气在水中的溶解性及压强变化的影响，当小德开始做实验时未将装置F 装满水，但是所装水的体积一定大于生成氧气的体积，则最终测得的氧气体积将会_________。(填“偏小”、“偏大”或“不变”)
Ⅱ.同学们接下来利用了传感器进行了有关氧气的实验。
(3)同学们细心地记录白磷燃烧的过程中的温度变化情况并绘制了相关图像。通过图像可知，将注射器中的过氧化氢溶液推进试管中的时间最接近t1-t4的哪个时间：_________。
Ⅲ.认识和了解与实验有关的图标，对安全进行化学实验具有重要意义。
(4)图标①的目的是________，做硫燃烧实验时，需要图标④的理由是______________________。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 未在试管口塞一团棉花 A 不变
(3)
(4) 保护眼睛，防止有害物质进入眼睛 排出有毒的二氧化硫气体，防止污染空气、危害人体健康
【详解】（1）略；
（2）装置F中的水变成了红色，原因是未在试管口塞一团棉花，加热时试管内高锰酸钾粉末进入导管，使水变成紫红色。
若各装置的连接顺序是：a→b→c→d，用F装置收集氧气，氧气的密度比水小，应“短进长出”。故选A；
用F装置测定收集氧气的体积，原理是反应生成氧气，装置内压强增大，将水排出，排出水的体积就是生成氧气的体积，忽略氧气在水中的溶解性及压强变化的影响，小德开始做实验时未将装置F装满水，但是所装水的体积一定大于生成氧气的体积，则最终测得的氧气体积将会不变；
（3） t1-t2时间段，温度升高，此时应是白磷在空气中燃烧，与t1-t2时间段相比，t3-t4时间段，温度上升得快，此时应是白磷在氧气中燃烧，则t3时刻将注射器中的过氧化氢溶液推进试管中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，白磷在氧气中燃烧更剧烈，单位时间内放出的热量更多，温度上升更快；
（4）图标①为护目镜，实验时戴护目镜的目的是保护眼睛，防止有害物质进入眼睛；
硫燃烧实验时，生成有毒的二氧化硫气体，故应打开排风（图标④）及时排出有毒气体，防止污染空气、危害人体健康。
【变式4-2】氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。
(1)写出图中仪器a的名称：________________。
(2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是：_____________________；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是_____________________________。
(3)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从______（选填“b”或“c”）口通入。
(4)若用过氧化氢溶液制取氧气，还需要用到___________（填试剂名称），起___________作用，__________（选填“能”或“不能”）用高锰酸钾制取氧气后的剩余物代替该物质。
【答案】(1)铁架台
(2) 避免冷凝水回流到高温试管底部导致试管炸裂
(3)b
(4) 二氧化锰 催化 能
【详解】（1）略。
（2）装置A试管口放置棉花，是高锰酸钾受热分解制氧气的特征装置，对应文字表达式为：；
固体药品中含有水分，加热后变成水蒸气，在试管口遇冷液化成冷凝水；试管口略向下倾斜，可避免冷凝水回流到高温试管底部，冷热不均导致试管炸裂。
（3）氧气密度比空气大，采用长管（b）进、短管（c）出的方式收集。
（4）过氧化氢常温下分解速率极慢，需要加入二氧化锰作催化剂加快反应速率；
高锰酸钾受热分解的剩余固体中含有二氧化锰，二氧化锰可重复催化过氧化氢分解，因此可以替代。
【变式4-3】如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：
(1)图中标号①仪器名称是___________。
(2)写出用装置A制取氧气的反应文字表达式___________。
(3)装置B中，当反应开始后，锥形瓶内气体增多，气压增大，大于外界大气压，导致长颈漏斗内液面___________(填“高于”或“低于”)锥形瓶内液面。若将装置B和装置F连接制备并收集氧气，氧气应从___________端进入(填“a”或“b”)。
(4)写出检验装置B气密性的实验方法___________(简述操作、现象和结论)。
【答案】(1)酒精灯
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3) 高于 b
(4)夹紧右侧导管，向长颈漏斗中加水，形成一段稳定的液柱，且液面高于锥形瓶中液面，证明该装置不漏气/向长颈漏斗中加水形成液封，将BC连接，捂住锥形瓶壁一段时间，水槽中导气管口有气泡产生，证明该装置不漏气
【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是酒精灯；故填：酒精灯。
（2）装置A适用于固体加热反应制取氧气，且试管口有一团棉花，故适用于高锰酸钾加热制取氧气，即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；故填：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
（3）装置B中，当反应开始后，锥形瓶内气体增多，气压增大，大于外界大气压，导致长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面；氧气的密度比空气大，先在集气瓶下方聚集，若用装置F收集氧气，氧气应从b端通入，故填：高于；b。
（4）检验装置B气密性的实验方法是夹紧右侧导管，向长颈漏斗中加水，形成一段稳定的液柱，且液面高于锥形瓶中液面，证明该装置不漏气或向长颈漏斗中加水形成液封，将BC连接，捂住锥形瓶壁一段时间，水槽中导气管口有气泡产生，证明该装置不漏气。
故填：夹紧右侧导管，向长颈漏斗中加水，形成一段稳定的液柱，且液面高于锥形瓶中液面，证明该装置不漏气或向长颈漏斗中加水形成液封，将BC连接，捂住锥形瓶壁一段时间，水槽中导气管口有气泡产生，证明该装置不漏气。
▌题型05 制氧机相关问题
两类制氧机原理区分
分子筛家用制氧机：分离空气获取氧气，属于物理变化，无新物质生成，不涉及分解反应。
化学制氧机（核心制氧剂：过碳酸钠）：过碳酸钠遇水反应生成过氧化氢，过氧化氢在催化剂作用下分解产生氧气，属于化学变化。
2.常见问题
（1）化学制氧机加水的作用：溶解过碳酸钠，使其反应生成过氧化氢，为制氧提供反应物。
（2）制氧机产出氧气特点：含有少量水蒸气，气体湿润，区别于向上排空气法收集的干燥氧气。
（3）出气口氧气无法使带火星木条复燃：制氧机产出氧气为富氧空气，氧气浓度未达到纯氧标准。
【典例5】（25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测）科学的家庭氧疗可使人身心放松，因此家用制氧机逐渐成为受欢迎的家庭医疗设备。
某校化学兴趣小组的同学对家用制氧机展开如下探究。
【家庭制氧】
目前市场上常见的家用制氧机的工作原理有两种：分子筛制氧法和化学试剂法。
方法一：分子筛制氧法
(1)图1是某品牌分子筛制氧机的微观原理图，该制氧机制得的“氧气”属于_______（填“纯净物”或“混合物”）。
方法二：化学试剂法
(2)市售家用制氧机内部结构如图2所示。制氧剂为过碳酸钠固体（溶于水产生）与混合。与制氧气相比，该方法更适宜家庭制氧的理由是_______。
(3)图3为反应速率与反应物浓度、温度的关系。为使制氧机出氧流量保持平稳，在使用规定量制氧剂的情况下，图2中的夏季和冬季水位线需设置不同，其原因是相同的反应物浓度下，温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率_______（填“越快”或“越慢”）。
【鱼塘增氧】
10 g的和10 g的固体分别与水反应，生成氧气的质量与时间的关系如图4。
(4)若给鱼塘增氧，选择_______（填化学式）更合适，理由是_______（答一点）。
【答案】(1)混合物
(2)反应不需要加热、操作简单（合理即可）
(3)越快
(4) 相同质量的和，产生氧气的速率相对较慢且持续时间较长，更适合给鱼塘缓慢增氧（合理即可）
【详解】（1）分子筛制氧后仍含氮分子和氧分子，因此制得的 “氧气” 属于混合物。
（2）该方法更适合家庭的理由：无需加热，操作简便、更安全；
（3）温度影响反应速率（夏季温度高，冬季温度低），通过调整水位控制反应物浓度，使反应速率平稳，从而保持出氧流量稳定，说明相同的反应物浓度下，温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率越快。
（4）选择； 理由：相同质量下，生成的氧气更多（或反应持续时间更长，能持续增氧）。
【变式5-1】当空间站空气循环系统出现故障或遇到紧急情况时，航天员会启动紧急供氧器设备，同学们开展了设计和制作“太空紧急状态下的供氧器”的实践活动。
活动一：制氧方案的选择
【查阅资料】①过氧化氢的稳定性较差，浓度较大时具有腐蚀性；
②过碳酸钠遇水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。
【进行实验】同学们设计如下装置进行实验。
(1)指出仪器名称：①__________，②__________。
(2)方案一：选择用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式为__________，可选用的发生装置是__________（填字母）。你认为该装置中还缺少__________。
(3)方案二：使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，选择的发生装置是__________（填序号），用D装置收集氧气时，当__________时开始收集。若用装置F收集氧气，则与发生装置导管连接的是__________（填“b”或“c”）端。
【方案评价】
(4)小组同学经过讨论认为方案一和方案二均不适用于在太空中制取氧气请任选一种分析原因：__________（可从原料操作等角度进行分析），最终他们选择了方案三中的试剂作制氧剂。
活动二：设计“太空紧急状态下的供氧器”
(5)下图装置是实践小组同学在老师指导下设计的家用简易制氧机原理图。
①验证甲仓导出的气体是氧气的方法：__________。
②甲仓中水的主要作用__________（答一点即可）。
【答案】(1) 铁架台 长颈漏斗
(2) A 棉花
(3) B 气泡连续均匀冒出 c
(4)方案一需加热，空间站环境中加热易引发安全隐患/方案二的过氧化氢溶液不方便携带，且稳定性较差（合理即可）
(5) 将带火星的木条放在甲仓导管口，若木条复燃，说明导出的气体是氧气 湿润氧气（合理即可）
【详解】（1）仪器①为铁架台，仪器②为长颈漏斗
（2）加热高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：；
高锰酸钾需选择固体加热型的发生装置，故选A；
该装置还缺少在试管口塞一团棉花，防止粉末进入导管。
（3）过氧化氢制氧气需选择固液不加热型的发生装置，故选B；
用排水法收集气体需等到气体连续均匀冒出时才收集；
用F装置收集气体时，气体通入c端，水从b端排出。
（4）方案一需加热，空间站环境中加热易引发安全隐患；方案二的过氧化氢溶液不方便携带，且稳定性较差。
（5）①氧气具有助燃性，验证甲仓导出的气体是氧气的方法是将带火星的木条放在甲仓导管口，若木条复燃，说明导出的气体是氧气；
②甲仓的主要作用是湿润氧气，通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率等。
【变式5-2】某款家用制氧机工作原理如图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。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。
为探究家用制氧机在使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响，小龙设计了如下探究实验：20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如表所示。
序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s
实验① 240 2.5 350 500 15.0
实验② 240 x 500 500 33.3
实验③ 240 0 800 500 待测
(1)实验②中x应为_____。
(2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变_____（填“快”或“慢”）。
(3)加湿过滤仓中的水除了有加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是_____。（写一条）
(4)在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，请分析原因_____。
【答案】(1)2.5
(2)慢
(3)通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率
(4)夏季和冬季温度不同，夏季温度高，反应速率快，需要加更多的水以降低反应物浓度，使反应平缓；冬季温度低，反应速率慢，需要加较少水以增大反应物浓度，加快反应速率
【详解】（1）实验①和实验②目的应是探究加水体积对制氧速率的影响，根据控制变量法，加水体积不同，其他因素相同，则实验①和实验②中二氧化锰的质量应该相同，则实验②中x应为2.5；
（2）实验①和实验②中加水体积不同，其他因素相同，且相同条件下，加水体积越小，收集等体积氧气所需时间越短，故对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变慢；
（3）加湿过滤仓中的水除了有加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是：通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率；
（4）在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，是因为夏季和冬季温度不同，夏季温度高，反应速率快，需要加更多的水以降低反应物浓度，使反应平缓；冬季温度低，反应速率慢，需要加较少水以增大反应物浓度，加快反应速率。
【变式5-3】随着科技的进步，家用制氧机逐步走进千家万户。某化学项目式学习小组开展了“自制简易家庭制氧机”的跨学科实践活动。
活动一：探秘制氧原理
【查阅资料】某款家用制氧机工作原理如上图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。
【提出问题】使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响？
【设计实验】20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如下表所示。
序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s
实验① 240 2.5 350 500 15.0
实验② x 2.5 500 500 33.3
实验③ 240 0 800 500 待测
【解释与结论】
(1)实验②中x应为________。
(2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变________（填“快”或“慢”）。
(3)若实验③测得所用时间大于35 s，_______（填“能”或“不能”）证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。
【反思与评价】
(4)加湿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________（填字母）。
A．使氧气具有一定湿度 B．观察氧气产生速率 C．加快氧气的生成
活动二：选择制氧试剂
【查阅资料】已知过氧化氢也能做供氧剂，用9.1 mL 5%的过氧化氢溶液、1.41 g过碳酸钠分别加入0.2 g二氧化锰充分反应，常温常压下均生成150 mL氧气，测得反应过程中生成氧气的体积随时间变化关系如下图所示。
【讨论分析】
(5)结合图像，选择过碳酸钠作制氧剂更合适的依据是________。
活动三：自制制氧机
(6)同学们利用饮料瓶、注射器、吸管、输液管等日常用品，模仿市售制氧机，自制如图甲-丁4套简易制氧机，瓶中所装液体为水，向左侧瓶中加入制氧药品。其中不合理的装置有__________（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。
【答案】(1)240
(2)慢
(3)不能
(4)AB
(5)相同时间内，过碳酸钠产生氧气的速率更快
(6)乙、丁
【详解】（1）该实验的目的是探究使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率有何影响，根据控制变量法，过碳酸钠的质量应相同，故实验②中x应为240；
（2）实验①②中，加水体积不同，其他因素相同，且加水体积越大，收集等体积氧气所需时间越长，说明相同条件下，适当增加水量，产氧速率变慢；
（3）若实验③测得所用时间大于35s，不能证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂，因为与实验①②相比，实验③中未加二氧化锰，加水体积不同，变量不唯一，且要想证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂，除了证明二氧化锰能加快其反应速率，还需证明化学反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变；
（4）加湿过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以湿润氧气，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，不能加快氧气的生成，故选AB；
（5）由图可知，相同时间内，过碳酸钠产生氧气的速率更快，故选择过碳酸钠作制氧剂更合适；
（6）乙装置中，右侧瓶中导管在液面以下，反应生成的氧气无法导出，该装置不合理，丁装置中，左侧瓶中导管在液面以下，气体无法导出，无法得到氧气，故不合理的是乙、丁。
▌题型06 制取氧气实验的图像问题
一、三种制氧反应原理
二、常见图像类型 + 判断要点（重点考题）
1. 生成氧气质量 — 时间图像（m (O )-t）
（1）过氧化氢分解（有无催化剂）
起点：原点（一开始就产生氧气）
催化剂：只加快反应，最终氧气质量相等；曲线先平
（2）加热
起点：不从原点出发，需要加热一段时间温度达到分解温度才出氧气
等质量固体：产氧＞
易错：反应物质量不足，氧气最后保持水平；水平线代表反应结束
2. 固体总质量 — 时间图像（m 固体 - t）
加热：固体质量不断减小，反应结束保持不变
原理：生成逸出；不会降到0（剩余固体产物）
制氧：二氧化锰是催化剂，固体（）质量全程不变
3. 二氧化锰相关图像
（1）作催化剂（、）
质量：反应前后不变
质量分数：随反应进行增加（固体总质量减少），反应结束恒定
（2）加热：是生成物，质量从0开始逐渐增大，反应停止不变
4. 氧元素质量分数图像
加热高锰酸钾：固体中氧元素质量分数持续下降，反应结束不变；
注意：固体中仍含有氧元素（锰酸钾、二氧化锰含氧），不会降至 0。
三、高频易错判断题
易错点1：催化剂增加生成氧气总量
纠正：催化剂只改变速率，不改变生成物质量
易错点2：加热氯酸钾图像起点在原点
纠正：需要预热，加热片刻后才产生氧气
易错点3：高锰酸钾完全反应后固体质量为 0
纠正：剩余锰酸钾、二氧化锰，固体不为零
易错点4：向过氧化氢溶液不断加 MnO ，氧气无限增多
纠正：过氧化氢耗尽，氧气质量不再上升
四、图像答题通用解题步骤
1.看横纵坐标含义
2.找起点：原点 / 延时起点
3.看拐点：反应结束时刻
4.比较斜率：斜率越大，反应速率越快
5.看终点水平线：判断反应物是否耗尽
【典例6】（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）如图表示一定质量的过氧化氢和二氧化锰混合物采用排空气法制取氧气过程，某变量y随反应时间的变化趋势，纵坐标y表示的是
A．反应物过氧化氢的质量 B．发生装置中二氧化锰的质量
C．集气瓶中氧气的质量 D．反应过程中生成水的质量
【答案】C
【详解】A、反应物过氧化氢的质量不为0，随着反应的进行，过氧化氢的质量逐渐减少，直到完全反应，质量变为0，故选项与图像不相符。
B、二氧化锰是该反应的催化剂，化学反应前后二氧化锰的质量不变，故选项与图像不相符。
C、用排空气法收集氧气，开始时集气瓶中充满空气，氧气的质量不为0，随着反应的进行，氧气不断生成并被收集到集气瓶中，氧气的质量逐渐增加。当过氧化氢完全分解后，集气瓶中氧气的质量不再变化，故选项与图像相符。
D、水是反应产物之一，随着反应的进行，反应生成水的质量从0开始逐渐增加，直到反应结束，水的质量不再变化，故选项与图像不相符。
故选C。
【变式6-1】下列图像能正确反映其对应操作中各量变化关系的是
A．加热高锰酸钾制氧气
B．向一定量的过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
C．用等体积等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D．加热高锰酸钾制取氧气
【答案】C
【详解】A、高锰酸钾分解需要达到一定温度，所以开始加热的一段时间内不产生氧气，反应开始后，高锰酸钾受热分解生成氧气，氧气质量从0逐渐增加，直至高锰酸钾完全分解后氧气质量不再发生变化，选项错误；
B、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应过程中二氧化锰的质量始终保持不变，选项错误；
C、用等体积等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气，催化剂可以加快过氧化氢分解，有催化剂情况下，过氧化氢分解速率较快，相同时间内产生氧气的质量较大，对应曲线斜率较大。但催化剂不能增加产物的最终质量，不论有无催化剂，氧气的最终质量相等，选项正确；
D、加热高锰酸钾制取氧气，一开始未达到高锰酸钾的分解温度，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，高锰酸钾部分分解时，含高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种固体，高锰酸钾完全反应后，含锰酸钾和二氧化锰两种固体，选项错误；
故选C。
【变式6-2】下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
B．在盛有一定量过氧化氢溶液的烧杯中加入二氧化锰
C．加热一定量高锰酸钾固体
D．加热高锰酸钾固体至质量不再减轻
【答案】A
【详解】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液，过氧化氢不断分解产生氧气，随着过氧化氢溶液加入，氧气质量不断增加，该图像能正确反映变化关系；
B、在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰，过氧化氢分解产生氧气， 但过氧化氢溶液量一定，反应结束后氧气质量不再增加，而不是随着二氧化锰质量增加氧气一直增加，该图像不能正确反映变化关系；
C、加热一定量高锰酸钾固体，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰是生成物，其质量开始为0，反应开始后逐渐增加，反应结束后不再变化，该图像不能正确反映变化关系；
D、加热高锰酸钾固体至质量不再减轻，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，剩余固体质量会减少，但不会减少至0（剩余锰酸钾和二氧化锰），该图像不能正确反映变化关系。
故选A。
【变式6-3】在高锰酸钾制氧气的实验过程中，下列图像正确的个数是
A．4 B．3 C．2 D．1
【答案】C
【详解】图1. 氧气的质量随加热时间变化的图像，高锰酸钾受热分解生成氧气，加热到一定温度才开始反应，氧气质量从 0 开始增加；反应结束后，氧气质量不再变化。该图像符合实际，正确。
图2. 二氧化锰的质量随加热时间变化的图像，高锰酸钾分解生成二氧化锰（反应前无二氧化锰），因此反应开始后二氧化锰质量才会从 0 逐渐增加，反应结束后保持不变。但该图像中二氧化锰质量 “初始不为 0 且始终不变”，错误。
图3. 固体的质量随加热时间变化的图像，反应生成氧气（气体），固体质量随反应进行逐渐减少；反应结束后，固体质量不再变化（剩余固体为锰酸钾、二氧化锰）。该图像符合实际，正确。
图4. 固体中钾元素的质量随加热时间变化的图像，根据质量守恒定律，钾元素始终在固体中（无钾元素的气体生成），因此固体中钾元素的质量 “始终不变”。但该图像中钾元素质量 “先增加后不变”，错误。
综上，正确的图像有 2 个。
故选C。
▌题型07 氧气的检验和验满
氧气的检验方法：将带火星的小木条伸入集气瓶内，若带火星的小木条复燃，则该瓶气体是氧气。
氧气的验满方法：将带火星的小木条伸到集气瓶口，若带火星的小木条复燃，则该瓶氧气已满。
【典例7】（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）实验室用制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是
A．检查装置气密性 B．加热制
C．验证已集满 D．硫在中燃烧
【答案】A
【详解】A.气密性检的操作是将导管末端浸入水中，用手紧握试管，若导管口冒气泡说明气密性良好，正确。
B.加热制时，试管口需放棉花阻挡固体粉末进入导管，错误。
C.验满需将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶内，错误。
D.硫燃烧生成有毒的，需在集气瓶底放少量水吸收防止污染空气，细沙无法吸收，错误。
【变式7-1】下列图示中，实验操作不正确的是
A．证明是氧气 B．取用粉末药品
C．读取液体体积 D．检查装置气密性
【答案】C
【详解】A.检验氧气的规范操作是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃即可证明气体为氧气，操作正确。
B.取用粉末状药品遵循“一横、二送、三慢竖”的规则，即先横放试管，用药匙/纸槽将药品送到试管底部，再直立试管，操作正确。
C.读取量筒中液体体积时，视线必须与液体凹液面的最低处保持水平，仰视会导致读数偏小，该操作不规范，操作错误。
D.检查装置气密性时，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，操作正确。
【变式7-2】某校化学兴趣小组围绕“氧气的制备”为主题开展了基础实验与跨学科实践。
【基础实验】
实验室制取氧气
(1)写出上述仪器的名称：b_____。
(2)加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是_____(填字母序号)，要收集一瓶干燥的氧气，最好选用的收集装置是_____(填字母序号)，选择此装置收集氧气的验满方法为_____。
【答案】(1)分液漏斗
(2) A C 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满
【详解】（1）由图可知，仪器b的名称为分液漏斗；
（2）高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置应使用固体加热型发生装置，故选A；
氧气的密度比空气大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法收集，又可以采用排水法收集，排空气法收集的气体比较干燥，排水法收集的气体比较纯净，故选C；
氧气具有助燃性，使用向上排空气法收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满；
【变式7-3

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