九年级化学上册同步解析与测评上制取氧气（附答案新人教版） 13页

2020-2021学年初三化学上册同步解析与测评：制取氧气 一、氧气的实验室制法 1．加热高锰酸钾或氯酸钾 （1）反应原理： 。 （2）实验装置：（若药品为氯酸钾，则试管口不用放棉花） （3）收集方法：由于氧气不易溶于水，制取较纯净的氧气，可采用 收集。又因氧气的 密度比空气的密度大，故制取较干燥的氧气，可用 收集。 （4）操作步骤：①查——组装仪器，检查装置的气密性；②装——向试管中装入药品；③定——将试 管固定在铁架台上；④点——点燃酒精灯，进行加热；⑤收——收集氧气；⑥离——将导气管撤离水槽； ⑦熄——熄灭酒精灯，冷却后拆除装置。 妙 语 巧 记 ：以上制氧的实验步骤可概括为“ 查 ”“ 装 ”“ 定 ”“ 点 ”“ 收 ”“ 离 ”“ 熄 ” ，谐音记忆为 “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。 （5）检验方法：将 伸入集气瓶中，若木条立即 ，证明是氧气。 （6）验满方法： ①用向上排空气法收集氧气时：把一根带火星的木条放在 ，如果木条复燃，证明氧气已 集满了。 ②用排水法收集氧气时：如果集气瓶口有大量 逸出，证明瓶中没有水了，即氧气已集满。 2．分解过氧化氢 （1）反应原理： 。 （2）实验装置： （3）实验步骤：“组、查、装、塞、滴、收”。①组→组装仪器；②查→检查装置的气密性；③装→向 反应容器中装入固体药品(二氧化锰)；④塞→塞紧双孔胶塞；⑤滴→向反应容器中滴加过氧化氢溶液；(因 过氧化氢和二氧化锰反应较剧烈，常将长颈漏斗换为分液漏斗，并注意滴加过氧化氢溶液的速率)；⑥ 收→收集气体。 二、催化剂及催化作用 在化学反应中能改变其他物质的 ，而本身的 和 在化学反应 前后没有改变的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫 。 三、分解反应 1．分解反应：由 物质生成 或 以上其他物质的反应。 2．特点： 。 四、氧气的工业制法——分离液态空气法 1．原理：利用液态空气中液氮(-196℃)和液氧(-183℃) 的不同，采用 的方法将二者分离开 来。 2．过程： 注意：实验室制取氧气，有新物质生成，属于化学变化；工业上制取氧气，将空气成分分离，不产生新 物质，属于物理变化。 【答案】一、1．（ 1）高锰酸钾 加热 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气（或氯酸钾 二氧化锰 加热 氯化钾+氧 气） （3）排水法 向上排空气法 （5）带火星的木条 复燃 （6）①集气瓶口 ② 气泡 2．（ 1）过氧化氢 二氧化锰 水+氧气 二、化学反应速率 质量 化学性质 催化作用 三、1．一种 两种 两种 2．一变多 四、1．沸点 蒸发 一、实验室制氧气实验中的注意事项 1．加热高锰酸钾（或氯酸钾）制氧气注意事项： ①药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。 ②铁夹要在距离试管口 1/3 处。 ③导管不宜伸入试管过长，不利于气体导出。 ④试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管。 ⑤如果实验所用药品为高锰酸钾，通常要在试管口塞上一团棉花，以防止加热时高锰酸钾随氧气进入导 气管。 ⑥排水法集气时，当气泡连续且均匀放出时再收集，否则收集的气体混有空气；氧气收集后，集气瓶应 正放在桌面上。 ⑦排水法集气时，实验结束后，应先移出导气管，后撤离酒精灯，以防止水倒流造成试管炸裂。 2．分解过氧化氢制氧气注意事项： ①反应容器口的导管应刚过橡胶塞。 ②若用长颈漏斗添加过氧化氢溶液，其下端管口应伸到液面以下，以防止制得的氧气沿长颈漏斗逸出。 ③用向上排空气法收集氧气时，导管要伸入集气瓶的底部，有利于把里面的空气排干净。 ④用排水法收集氧气时，导管口刚有气泡放出不宜立即收集，因为刚开始放出的气体中混有空气，要等 气泡连续且均匀地放出时再收集。 用氯酸钾与二氧化锰混合物制取氧气，实验操作错误的是 A．检查装置气密性 B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品集中加热 C．水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集气体 D．实验结束时，先从水槽中移出导管再熄灭酒精灯 【解析】A、制取气体前，一定要先检查装置的气密性，故正确；B、加入药品后，先给试管均匀预热，然 后再将酒精灯火焰对准药品集中加热，故错误；C、水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集气体，应等到导管 口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故正确；D、实验结束时，先从水槽中移出导管再熄灭酒精灯，以防冷 水倒吸、炸裂试管，故正确。故选B。 【答案】B 二、催化剂的理解及注意事项 1．催化剂的特点：“一变两不变”。“一变”是指“能改变化学反应速率”；包括加快和减慢两个方面。“两不变” 是指“催化剂的质量和化学性质”在化学变化前后不发生改变；是“化学性质”而不是“性质”。 2．催化作用的结果只影响反应速率，并不能增加或减少生成物的质量，生成物的质量只与反应物的质量有 关。 3．催化剂是参加化学反应的，催化剂的质量和化学性质在化学变化前后不发生改变，但在化学反应过程中 可能会改变。催化剂虽然可以参加化学反应过程，但催化剂不是反应物。 4．催化剂是针对某反应而言的。如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中，能够起催化作用；但二氧 化锰不是所有化学反应的催化剂。 5．催化剂不是万能的，也不是唯一的。对某一反应，可以选择不同的物质作为催化剂。如过氧化氢分解制 取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁等做催化剂。 下列关于催化剂的说法正确的是 A．催化剂不能改变生成物的质量 B．催化剂只能加快化学反应速率，其本身的化学性质不变 C．二氧化锰可作任何反应的催化剂 D．没有催化剂就不能进行化学反应 【解析】A、生成物的质量是由参加反应的反应物的质量决定的，催化剂不能改变生成物的质量，选项正确； B、催化剂能加快化学反应速率，也可能减慢反应速率，其本身的化学性质在反应前后不变，选项错误；C、 二氧化锰不可作任何反应的催化剂，如不能做水分解的催化剂，选项错误；D、没有催化剂也能进行化学反 应，只是加入催化剂后反应速率会改变，选项错误。故选A。 【答案】A 三、分解反应与化合反应的区别与联系。 反应类型 分解反应 化合反应 定义 由一种反应物生成两种或两种以上其他 有两种或两种以上物质生成另一种物质的 物质的反应 反应物种类 一种 两种或两种以上 生成物种类 两种或两种以上 一种 通式 A→B+C+…… A+ B+……→C 举例 过氧化氢  二氧化锰 水+氧气 铁+氧气 四氧化三铁 下列反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是（ ） A．甲烷+氧气 二氧化碳+水 B．碳酸钙 氧化钙+二氧化碳 C．氯气+氢气 氯化氢 D．氧化钙+水→氢氧化钙 【解析】A、该反应物和生成物均是两种，不符合“多变一”的特征，也不符合“一变多”的特征，既不属于化 合反应也不属于分解反应，故选项正确。 B、该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误。 C、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 D、氧化钙+水→氢氧化钙，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。 【答案】A 1．下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是 A．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应 B．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化 C．液氧是无色的 D．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中 2．（ 2020•扬州）氧气是空气的主要成分之一。下列说法不正确的是（ ） A．通常状况下，O2 是无色气体 B．相同条件下，O2 的密度大于 CO2 的 C．分离液态空气可获得 O2 D．O2 能够支持可燃物的燃烧 3．下列反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．碱式碳酸铜 氧化铜+二氧化碳+水 B．酒精+氧气 二氧化碳+水 C．镁+氧气 氧化镁 D．铁+氧气 四氧化三铁 4．用向上排空气法收集氧气时，验满的方法是 A．看集气瓶周围是否有气泡冒出 B．用带火星的木条伸入集气瓶中 C．用燃烧的木条伸入集气瓶中 D．用带火星的木条放在集气瓶口 5．（ 2020•东莞市）实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是（ ） A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂 B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量 D．二氧化锰能加快过氧化氢分解 6．（2019•永州）在进行实验室制取和收集 O2 的过程中，有关做法不正确的是（ ） A．选择装置①或②作为 O2 的发生装置 B．选择装置③或④作为 O2 的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下 7．（2020•抚顺）下列有关催化剂的说法正确的是（ ） A．在化学反应后其质量减小 B．催化剂只能加快化学反应速率 C．在化学反应后其化学性质不变 D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂 8．（2020•广东）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（ ） A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④ 9．（2019•江西）下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（ ） 10．下列是实验室制取氧气并验证其化学性质的操作示意图，其中不正确的是（ ） 11．某中学化学兴趣小组的同学们知道二氧化锰能作双氧水分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧 化铁粉末是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你参与他们的探究过程。 【问题】氧化铁粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？ 【猜想】氧化铁粉末能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 __________________________ 木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解缓慢 二 装有过氧化氢溶液的试管中加 入少量氧化铁粉末，然后将带 火星的木条伸入试管中 木条复燃 ___________________________ 【结论】氧化铁粉末能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂。 【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铁粉末能作过氧化氢分解的 催化剂，还要补充一个探究实验： 【实验目的】探究_______________________________________。 【实验步骤】①准确称量氧化铁粉末（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二中试管 里的物质进行_____、洗涤、干燥、称量；④对比反应前后氧化铁粉末的质量。 【讨论】如果氧化铁粉末_____不变，则说明氧化铁粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。但小华认为， 要证明猜想，上述三个实验还不够，还需要再增加一个探究实验：探究___________________________。 12．根据下列实验装置图回答 （1）写出标号仪器的名称：①_______________，②_______________。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是_______________（填序号，下同），收集装置 可选用___________或____________；制取氧气时的主要步骤包括：①装入药品固定试管、②熄灭 酒精灯、③检查气密性、④将导管移出水面、⑤加热、⑥连接仪器、⑦用排水法收集时待气泡连 续均匀冒出才开始收集，等等。正确的操作顺序是_______________（填序号）。 （3）加热高锰酸钾时应在试管口塞一团棉花，其作用是______________________________；用排水法 集气时，当出现_______________时表明气体已集满，此时应在水下_______________，然后取出 集气瓶_____（填“正”或“倒”）放在桌面上。 （4）实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，应选用的发生装置是_____（填序号）；同时应加入少量的二 氧化锰作_______________剂，写出用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式____________________ _________________________。 13. （2020•衡阳）下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。 （1）装置 A 中的一种仪器名称___________。 （2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是______（填字母序号），反应的 文字表达式是_________。 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的________；实验结束时 要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是________，收集满氧气的集气瓶应该_____（填“正”或“倒”） 放在桌面上。 （4）装置 B 和 C 都能用作实验室制取二氧化碳的发生装置，装置 C 相对装置 B 的优点是____。 1．【答案】B 【解析】A、工业上利用分离液化空气法制取氧气是根据液氧和液氮的沸点不同，将氧气和氮气分离的过程， 该过程中没有新物质的生成，是物理变化，错误；B、液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化，正确； C、液氧是淡蓝色的液体，错误；D、液化蒸发空气所得的氧气贮存在蓝色钢瓶中，错误。故选 B。 2．【答案】B 【解析】A、氧气的物理性质: 无色无味气体，因此通常状况下，O2 是无色气体 B、相同条件下， CO2 的密度大于 O2 的密度，错误，符合题意； C、O2 和其他空气组分的沸点不同因此可以分离液态空气可获得 O2； D、O2 的化学性质是能够支持可燃物的燃烧，因此 O2 能够支持可燃物的燃烧。 3．【答案】B 【解析】A、碱式碳酸铜 氧化铜+二氧化碳+水，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，此选项 不符合题意；B、酒精+氧气 二氧化碳+水，该反应物和生成物均是两种，不符合“多变一”的特征，也 不符合“一变多”的特征，既不属于化合反应也不属于分解反应，此选项符合题意；C、镁+氧气 氧化 镁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，此选项不符合题意；D、铁+氧气 四氧化三铁，该 反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，此选项不符合题意。故选 B。 4．【答案】D 【解析】氧气能使带火星的木条复燃，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气 瓶口。故选 D。 5．【答案】D 【解析】A、二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂，催化剂不一定就是二氧化锰，其它的物质也可以 作催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误。 B、二氧化锰也可以作其它物质反应的催化剂，如氯酸钾分解制取氧气，故选项说法错误。 C、催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧 化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量，故选项说法错误。 D、用过氧化氢制氧气的实验中二氧化锰作催化剂，二氧化锰加快过氧化氢分解的化学反应速率，故选项说 法正确。 6．【答案】C 【解析】A．用过氧化氢制取氧气可选用装置①制取；用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气可用装置②制取，故 A 正确； B．因为氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法和排水法收集，故 B 正确； C．用排水法收集气体时，防止收集的气体不纯，要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集，故 C 错误； D．为了防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，要把长颈漏斗下端伸入液面以下，故 D 正确。 7．【答案】C 【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项说法错误。 B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项说法错误。 C、催化剂在化学反应前后化学性质不变，故选项说法正确。 D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项说法错误。 8．【答案】A 【解析】实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固、固加热型，适合用装置①作发生 装置；氧气的密度比空气略大，不易溶于水，可用装置③或④收集氧气。 9．【答案】A 【解析】A．检查装置气密性：组装好仪器，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，水中的导管口有气泡 冒出，证明装置的气密性良好，故 A 正确； B．为了防止收集到的气体不纯，当导管口有气泡均匀连续冒出时再收集。故 B 错误； C．收集满氧气后要先用玻璃片把瓶口盖住，再拿出水面，故 C 错误； D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故 D 错误。 10．【答案】D 【解析】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧握试管，若导管口有气泡冒出，移 开手一段时间后导管内形成一段水柱，装置不漏气；图中所示操作正确。 B、取用粉末状药品，试管横放，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，图中所示操作正确。 C、氧气的密度比空气的大，可以长进短处，图中所示操作正确。 D、为防止铁丝燃烧时融化物炸裂瓶底，集气瓶底预先放些水或细沙；图中所示操作错误。 11．【答案】【实验验证】装有过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条 氧化铁能加快过氧化氢的分解 速率 【实验目的】化学反应前后质量是否发生改变 【实验步骤】过滤 【讨论】质量 在反应前后氧化铁粉末的化学性质是否相同 【解析】【实验验证】过氧化氢在常温下分解产生氧气的速率很慢，因此向装有过氧化氢溶液的试管中伸入 带火星的木条，木条不复燃；在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铁粉末，然后将带火星的木条伸 入试管中，带火星的木条复燃，说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率。 要探究氧化铁是否是过氧化氢的催化剂，需要证明其化学性质和质量在化学反应前后不变，根据实验三的 内容可以知道该实验探究的是化学反应前后氧化铁的质量是否发生改变，需要将回收的固体的质量进行称 量；上述三个实验没有证明氧化铁的化学性质没有发生改变，故需要证明反应前后氧化铁的化学性质没有 发生改变。 12．【答案】（1）长颈漏斗 铁架台 （2）B C E ⑥③①⑤⑦④② （3）防止高锰酸钾粉末进入导管 大量气泡从集气瓶口冒出 盖上玻璃片 正 （4）A 催化 过氧化氢 水+氧气 【解析】（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，①是长颈漏斗，②是铁架台。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，所 以应选用的发生装置是 B，收集装置可选用 C 或 E，实验室制取氧气时，先组装仪器，然后检验装置气密 性，装药加热制取，收集氧气，实验结束先撤导管，然后熄灭酒精灯，所以正确的操作顺序是：⑥③①⑤ ⑦④②。 （3）加热高锰酸钾时应在试管口塞一团棉花，作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。密度比水小，当大量气 泡从集气瓶口冒出时表明气体已集满，此时应在水下盖上玻璃片，氧气密度比空气大，然后取出集气瓶正 放在桌面上。 （4）实验室过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以应选用的发生装置是 A，二 氧化锰是该反应的催化剂，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：过氧化 氢 水+氧气。 13. 【答案】（1）酒精灯（或试管、铁架台） （2）A ； 氯酸钾 二氧化锰 加热 氯化钾+氧气 （3）气密性；防止水倒流，炸裂试管；正 （4）可以控制反应速率 【解析】（1）装置 A 中的仪器有：铁架台、酒精灯、试管；（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取 氧气，该反应属于固体加热反应，发生装置应选 A；氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解为氯化钾和氧气， 该反应的文字表达式为：氯酸钾  二氧化锰 加热 氯化钾+氧气 ；（ 3）连接好仪器，装入药品前，要检查装置的 气密性，防止制取过程中，收集不到气体；实验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是：防 止水倒流、炸裂试管；氧气的密度比空气大，故收集满氧气的集气瓶应该正放在桌面上；相对于装置 B，装 置 C 可通过注射器控制药品的滴加速率，从而控制反应速率。