2.3制取氧气 课课练（含解析）

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氧气的制备
1．工业上制备大量的氧气是根据空气中氧气（-183℃）和氮气（-196℃）沸点不同而采用分离液态空气的方法。首先将空气除尘净化，除去其中的二氧化碳和水蒸气，然后加压降温使空气___________，通过控制温度蒸发液态空气，最后_________先蒸发出来。
2．下列关于实验室制取氧气的实验过程中，操作”先"、“后"顺序不合理的是（
）
A．实验室用高锰酸钾制取氧气的实验过程中，先固定试管，后调整酒精灯的高度
B．制取氧气实验中，先检查装置的气密性，后再装入药品
C．用排水法收集氧气时，先在集气瓶内装满水，后将导管伸入取出集气瓶口内
D．加热氯酸钾用排水法制氧气实验结束时，应先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯
3．如图所示装置可用于收集氧气，请回答下列问题。
（1）用向上排空气法收集氧气，则氧气应从_________端导管通入。若要检查已收集满氧气，可将带火星的木条放在__________端导管口处。
（2）若用排水法收集氧气，可使集气瓶中装满水，氧气从__________端导管通入，水从__________端导管排出。
4．四种制取氧气的方法如图所示，下列有关四种氧气制取方法的说法，错误的是（
）
A．四种方法都是利用含氧化合物分解来制取O2
B．H2O2制备氧气需要加入二氧化锰，因此不属于分解反应
C．反应时加入的MnO2不能增加产生氧气的质量
D．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，最佳方法是H2O2分解制取O2
5．资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H2O2溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%H2O2溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短。
（1）小陈按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡岀现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中木条未复燃的原因是________________________________________。
（2）小柯利用催化剂使H2O2溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出其中的一处错误________________________________________。
6．下图是实验室常见的制取和收集气体的装置图，请回答下列问题：
（1）小飞同学用A、C装置制取并收集一瓶氧气，写出制取氧气的文字表达式__________________________。
（2）实验中，试管突然炸裂了，试分析发生这种情况的可能原因：____________________________________________________（写出两种原因即可）。
（3）当观察到E中刚有气泡冒岀时就立即收集，待集气瓶中充满气体后，将集气瓶从水槽中取出，并用带火星的木条伸入瓶中未见木条复燃，其原因可能是：__________________________________________________。
（4）小飞同学取一段纱窗上的细铁丝，在用自己收集的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧”实验，结果没有看到“火星四射”的现象。造成此次实验失败的原因不可能是________。
A．收集到的氧气量太少或纯度不高
B．铁经锈
C．集气瓶底部没有铺一层细沙
D．铁丝的温度没有达到着火点
7．下图能正确反映其对应操作中各种量的变化关系是（
）
A．①加热一定质量的氯酸钾和二氧化锰的混合固体，生成氧气（符号为O2）的质量与反应时间的关系
B．②一定质量的硫粉在含有足量氧气的密闭容器中燃烧，容器中固体的质量随反应时间的变化关系
C．③用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气（符号为O2）
D．④加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，试管中剩余固体的质量随反应时间的变化关系
8．小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃。为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下探究：
【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25mL水的目的是________________________________________。
【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡_______放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排岀。将相同的3
支带火星竹签分别插入①-③号瓶中，记录下实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得岀上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是________%。
【实验结论】再经过数次实验后，小君发现瓶内装水体积分数为35%时，木条恰好复燃，此时瓶内氧气的体积分数为________（精确至0.1%）。
【继续探究】小君认为该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进措施是________________________________________________。
9．关于催化剂的正确说法是（
）
A．使用催化剂可增加生成物的质量
B．使用催化剂反应速率一定加快
C．不用催化剂就不能发生化学反应
D．使用催化剂能改变物质化学反应速率
10．关于实验室用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应，相同之处是（
）
A．都需要加热
B．都需要催化剂
C．都有氧化物生成
D．都属于分解反应
11．下图是创新实验小组对“MnO2催化H2O2分解实验装置的创新设计”，实验过程如下：
①一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3mLH2O2溶液加入干燥管的球泡内，再用药匙取0.2gMnO2粉末，加在干燥的进气管的管壁上。
②点燃橡胶塞上固定的棒香后，塞紧干燥管并将其竖立，观察现象。
（1）可观察带到火星的棒香立即__________________；
（2）MnO2催化H2O2分解的文字表达式是________________________；
（3）下列各项是同学们对该创新实验的评价，为评价不合理的是___________(填序号)。
A．实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B．实验使用的药品用量太大
C．反应速率太慢，耽误时间
D．实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强
12．利用图示仪器测量氧气气体体积，实验步骤如下：
（1）检查气密性：连好发生装置后，将导管口的下端浸入水中，__________________。如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气。
（2）组装装置：连好的装置如甲图，其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下，需要调节___________(选填字母)螺母改正错误。
（3）进行实验：用正确的反应装置和图乙中的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是_________。
A．加热时间过短，会使测量结果不准
B．反应一段时间，排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体，会使结果更准确
13．下列图像能正确反映实验室制取氧气有关量变化的是（
）
A．高锰酸钾制取氧气时固体剩余物质量与加热时间的关系
B．高锰酸钾制取氧气时二氧化锰质量与反应时间的关系
C．一定量的双氧水制取氧气时氧气质量与反应时间的关系
D．双氧水制氧气时氧气质量与双氧水用量的关系
14．某同学做了“用双氧水和二氧化锰制氧气”的实验后，探究H2O2的质量分数对H2O2分解反应速率的影响。可选试剂与仪器：质量分数为15%的H2O2、二氧化猛、蒸僧水、锥形瓶、双孔塞、水槽、
胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器、集气瓶。
（1）设计实验方案：在不同质量分数的H2O2下，测定_____________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
（2）设计实验装置。如下图是未完成的实验装置示意图，在虚线框中可以选择下列哪些装置？
_____________。
为什么要把锥形瓶浸在恒温水浴槽中？__________________________。
（3）拟定实验表格：完整体现实验方案，要列出所选试剂体积或质量、需记录的待测量和所拟定的数据，数据用字母表示。请将下表补充完整：
15．下图虚线是采用质量分数为5%的H2O2溶液加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出添加催化剂制取氧气的大致曲线。
16．下列说法中，不正确的是（
）
A．在氯酸钾的分解反应中，二氧化锰起催化作用
B．要使过氧化氢分解放出氧气，必须加入二氧化锰，否则反应就不能发生
C．细铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
D．制取气体时，要先检查装置的气密性，然后再装药品
17．从事科学实验的重要环节是进行科学实验的设计。请你按照以下科学实验的正确步骤和装置图，完成实验室常用“双氧水和二氧化锰制取氧气“的实验设计：
【步骤1】明确实验目的：在实验室里用双氧水和二氧化锰制取氧气。
【步骤2】收集有关资料：过氧化氢（H2O2）是一种无色液体，二氧化锰（MnO2）是一种黑色固体；
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，不需要加热，就能迅速分解出氧气，同时生成水：所以实验室常用这种方法来制取氧气。氧气的密度_____于（选填"大"或"小"）空气的密度，且不易溶于水。
【步骤3】设计合理方案：应选用的发生装置是______________；应选用的收集装置是
______________。（选填装置图的序号）
【步骤4】进行科学实验：过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式为________________属于______________反应。
【步骤5】用收集的氧气做铁丝在氧气中燃烧的实验：
请描述燃烧现象_________________________；文字表达式为：_____________________。
18．下图是某同学用高锰酸钾制取氧气的装置。
（1）此装置的错误有（至少说出3处）：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________。
（2）检验氧气是否已收集满的方法_________________________________。
19．如图表示一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物受热过程中，随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（
）
A．固体中氧元素的质量
B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数
D．固体中钾元素的质量
20．某班化学兴趣小组对催化剂的问题做了以下两类探究，请你一起参与他们的探究活动，并填空：
（1）甲同学探究“催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响”，设计了两组对比实验：
I．将3.0g氯酸钾和0.5g二氧化锰粉末均匀混合加热
II．将3.0g氯酸钾和X
g氧化铜粉末均匀混合加热
①在相同条件下比较上述两组实验产生氧气的快慢，实验II中X的值应为____________。
②若氧化铜可以催化氯酸钾分解，写出反应的文字表达式_________________________。
（2）乙同学探究“红砖粉末是否也可以作为过氧化氢分解的催化剂”。
【提出问题】红砖粉末能不能做“过氧化氢分解”的催化剂呢？
【做出猜想】红砖粉末能做“过氧化氢分解”的催化剂。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
实验结论
①将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中
木条不复燃
常温下过氧化氢分解速率很慢
②在上述试管中加入0.2g红砖粉末，然后将带火
星的木条伸入试管中
木条复燃
①______________
③待上述试管反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管
在化学反应前后，红砖粉末的②__________没有改变。
【实验讨论】
有同学认为：仅凭上述实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂，还需要增加一个实验________________________________，则说明红砖粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【实验拓展】查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、土豆等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化齐啲说法中正确的是________________(填字母)。
A．催化剂能增加生成物的量
B．在工业生产中催化剂起到极大的作用
C．催化剂只能加快化学反应的速率
D．同一个化学反应可以有多种催化剂
21．某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定生成氧气的体积。装置气密性良好，图I中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰（CaO和NaOH的混合物，可以干燥氧气）。下列说法正确的是（
）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．装置I反应可以控制反应的进程，并且可以得到干燥的氧气
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
22．如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下迅速分解放出大量氧气，下列想象正确的是（
）
A．出胀大，红墨水左移
B．床缩小，红墨水右移
C．气球胀大，红墨水右移
D．气球缩小，红墨水左移
23．小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置（夹持装置略去），进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：
下列有关实验中的说法错误的是（
）
A．实验2中应加入5%H2O2
40毫升
B．可通过相同的时间内注射器内气体的体积来比较H2O2分解反应速率的大小
C．实验2中因为水浴温度控制在80℃，所以测定的反应速率会比真实值偏大
D．实验结束后若要将MnO2从混合物中分离出来，可采取的方法是过滤、蒸发、结晶
24．小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，井使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。
收集方法
向上排空气法
排水法
氧气浓度％
79.6
79.7
79.9
90.9
89.8
89.3
氧气平均浓度％
79.7
89.7
（1）小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到__________________为氧气集满的标准。
（2）以上两种方法中，__________________法收集到的氧气更纯净。
（3）向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右原因有__________________。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B
．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
答案：
1．液化；液态氮
2．A
3．（1）A；B。
（2）B；A。
4．B
5．（1）加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气与氧气一同逸出，氧气含量小；
（2）长颈漏斗下端没有伸入液面
6．（1）高锰酸钾=加热=锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（2）试管底部与灯芯接触，试管外壁有水珠、没有先预热；
（3）氧气不纯；
（4）C
7．B
8．稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；
连续、均匀；36；
48.7%；
收集氧气前增加气体的干燥装置，在用排油法收集氧气。
9．D
10．D
11．（1）复燃；
（2）过氧化氢=二氧化锰=水+氧气
（3）BC
12．（1）用手紧握试管；
（2）AB；
（3）A。
13．D
14．（1）收集相同体积的氧气所需的时间或者相同时间所收集氧气的体积；
（2）BCD；排除温度对实验的影响；
（3）氧气体积/ml；时间/s；
a；b；
15．
16．B
17．大；
A;
D或者E；
过氧化氢=二氧化锰=水+氧气；
分解；
剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；
铁+氧气=点燃=四氧化三铁。
18．试管口向下倾斜；
试管口没有塞棉花；
导管深入试管过长；
将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃则说明已收集满。
19．C
20．（1）①0.5；②氯酸钾=氧化铜/加热=氯化钾+氧气；
（2）①红砖粉末加速了过氧化氢的分解；②化学性质
【实验结论】将红砖粉末过滤洗涤烘干后，称得其质量仍为0.2g
【实验拓展】BD
21．B
22．D
23．D
24．（1）当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时；
（2）排水；
（3）ACD。
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