第二单元 课题3 制取氧气（含解析）—2022-2023学年九年级化学上册最新命题导向假期培优

第二单元 我们周围的空气
课题3 制取氧气
一、单选题
1.下列关于催化剂的说法正确的是 ( )
A.催化剂必定加快反应速率 B.反应前后催化剂的化学性质不会发生改变
C.二氧化锰一定是催化剂 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
2.实验室用双氧水制取氧气时，忘了加二氧化锰，其后果是 ( )
A.不能产生氧气 B.生成气体的速度慢
C.产生氧气的总量减少 D.没有影响
3.下列反应中，属于分解反应的是 ( )
A. B.
C. D.
4.下列有关氧气的说法正确的是 ( )
A.氧气的化学性质很不活泼
B.氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
C.空气中含量最多的气体是氧气
D.工业上可以利用分离液态空气法制氧气
5.如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气的实验装置，下列现象正确的是 ( )
A.气球胀大，红墨水左移 B.气球缩小，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
6.加热高锰酸钾制取一瓶氧气，进行铁丝的燃烧实验，实验过程中没有看到火星四射的现象，对于产生这种结果的可能原因，分析不正确的是 ( )
A.铁丝没有用纱布打磨除锈
B.用排水法收集氧气时，收集满后，将集气瓶移出水面再盖好玻璃片，正放在实验桌上
C.实验完毕后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
D.看到导管口一有气泡冒出就立即收集氧气
7.下列是实验室用氯酸钾与二氧化锰制取氧气时所得数据分析图像，其中错误的是 ( )
A. B.
C. D.
8.小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”，其原理图如图所示。小科通过阅读说明书，了解它的工作原理。下列说法错误的是 ( )
A.加湿过滤仓利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润
B.根据加湿过滤仓中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢
C.输出的氧气可作为燃料，用于切割金属
D.夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧
9.如图像能正确反映对应变化关系的是 ( )
A.碳在盛有氧气的密闭集气瓶内燃烧
B.向一定量的二氧化锰中加入双氧水
C.在密闭装置内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
10.用如图装置进行氧气的制取、收集和验满实验，并利用传感器和数据采集器测定木条燃烧情况，记录如下表。下列说法不正确的是 ( )
集气瓶中氧气的体积分数 28.9% 36.8% 44.7% 52.6%
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃
A.采用分液漏斗可以控制药品的流速和用量，节约药品
B.若木条微亮，则瓶内体积分数最大的气体是氮气
C.当瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，收集到了纯净的氧气
D.该实验说明要收集较纯净氧气，需在木条复燃后再通入一会儿氧气
11.新冠疫苗可有效预防新型肺炎病毒，保护百姓避免遭受肺泡受损导致缺氧无法呼吸。某同学根据已学化学知识绘制氧气知识网络，下列说法正确的是 ( )
A.碳在氧气中燃烧一定会产生⑤过程
B.转化②过程中的实验现象是火星四射，剧烈燃烧，生成红棕色固体
C.转化⑨在实验室制氧气三个方法中最绿色节能
D.转化⑦只能通过一氧化碳与氧气反应来实现
12.下列装置操作图中不能用于检查气密性的是 ( )
A. B.
C. D.
二、实验题
13.如图1是化学实验中常用的几种装置：
请回答下列问题：
(1)写出编号仪器的名称：a______；b______。
(2)利用上述AC装置的组合加热高锰酸钾制取氧气需对装置进行改进的是_______，其发生的化学反应符号表达为_______。
(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(化学式为)，常温下是一种无色、密度比空气密度小，有刺激性气味的气体，极易溶于水，现欲制取一瓶氨气，应选择的制取装置是_______(从中选择)。
(4)若对B装置进行气密性检查，能说明该装置气密性良好的操作及现象_______；若采用图2所示的方法对B装置进行气密性检查，若采用向左推动右侧注射器活塞时，观察到_______的现象时，说明装置气密性良好。
(5)F装置有多种用途：
若用排空气法收集氧气时，气体应从F装置的_______(选填“左”或“右”，下同)端通入；若用排水法收集氧气时，瓶内先装满水，气体应从_______端通入；若再用水将装置中的氧气排出进行实验时，水应从 _______端通入。
14.如图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
(1)工业上常采用分离液态空气的方法获得氧气，能说明空气中存在氧气的事例有______(写一点即可)
(2)实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，可选择的装置组合是_______，该反应的符号表达式为_______。
(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℃都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是_______。
三、科学探究题
15.某研究性学习小组选择“过氧化氢溶液制取氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】过氧化氢溶液制取生成氧气的快慢与催化剂种类有关。
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入相同质量的二氧化锰和水泥块，测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。
【进行实验】如图1是他们进行实验的装置图，
①此实验中B处宜采用的气体收集方法是_______。
②有同学认为也可以用如图2装置。当向里推活塞时，如果装置气密性良好，可能观察到现象是_____。
③写出实验室用双氧水和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式_______
【实验记录】
实验编号 1 2
反应物 5%过氧化氢溶液 5%过氧化氢溶液
催化剂 _______g水泥块 1g二氧化锰
时间 165秒 46秒
【结论】根据上述实验探究过程得出的结论是_______。
【反思】在过氧化氢溶液中在加入二氧化锰或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在该反应前后的质量和_______是否改变
【拓展】你认为影响过氧化溶液分解氢速率的因素还有哪些，请设计实验验证猜想。(写出一条并设计实验验证)
影响因素_______
实验方案_______
16.小明进行溶液制的实验探究。结合下列过程，回答有关问题。
(1)作催化剂向5mL 5%的溶液中加入少量，立即产生大量气泡。
①写出用溶液制备的化学方程式：______。
②用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为______→C(干燥)→______(填标号)。为了确保实验成功，在装药品之前应该______。
③检验的方法是______，若木条复燃，则证明收集的气体为。
(2)溶液做分解的催化剂
向5mL5%的溶液中加入2滴一定浓度的溶液，立即产生大量气泡。
【已知】溶液中主要含有三种微粒：
【问题】哪种微粒对溶液的分解起催化作用？
【假设】假设一：可能是；
假设二：可能是
假设三：可能是
【分析】①假设一不可能成立，理由是______。
【实验】
操作 现象
其他条件不变，向溶液中加入溶液 无明显变化
其他条件不变，向溶液中加入溶液 无明显变化
其他条件不变，向溶液中加入溶液 立即产生大量气泡
【结论】②假设______成立，而假设一和另一种假设不成立。
(3)催化剂比较
从循环利用的角度分析，______(填化学式)更适合做该反应的催化剂。
试卷第4页，共7页
试卷第5页，共7页
【参考答案及解析】
1.B
【详解】A、由催化剂的概念可知，催化剂能够改变化学反应的速率，即有些催化剂使反应速率加快，如二氧化锰使过氧化氢分解的速率加快，有些催化剂能够使化学反应的速率减慢，如碳粉使橡胶的老化速率减慢，选项错误；
B、由催化剂的概念可知，反应前后催化剂的化学性质不会发生改变，选项正确；
C、二氧化锰不一定是化学反应的催化剂，如二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气的反应中，二氧化锰是反应物，不是催化剂，选项错误；
D、催化剂只改变反应速率，不改变反应物与生成物的质量比，即用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使氯酸钾分解的速率加快，生成氧气的质量不变，选项错误，故选B。
2.B
【详解】实验室用双氧水制取氧气时，二氧化锰起到催化作用，是否添加二氧化锰只能改变反应速率，不能改变是否产生氧气以及产生的氧气总量，因此不加二氧化锰只会导致生成氧气的速率慢。故选B。
3.B
【详解】A、该反应中反应物为两种物质，生成物为一种物质，则属于化合反应；
B、该反应中反应物为一种物质，生成物为两种物质，则属于分解反应；
C、该反应中反应物为两种物质，生成物为一种物质，则属于化合反应；
D、该反应中反应物为两种物质，生成物为两种物质，则不属于分解反应。
故选B。
4.D
【详解】A、氧气的化学性质比较活泼，错误；
B、氧气可以支持燃烧，说明氧气具有助燃性，错误；
C、空气中含量最多的气体是氮气，错误；
D、工业上可以利用分离液态空气法制氧气，根据各成分的沸点不同，制得氧气，正确。
故选D。
5.D
【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气，则瓶内的压强变大，充气的气球缩小，红墨水向左移动。
故选：D。
6.C
【详解】A、铁丝没有用纱布打磨除锈，铁丝表面有氧化铁无法被点燃，故选项分析正确；
B、用排水法收集氧气时，收集满后，将集气瓶移出水面再盖好玻璃片，正放在实验桌上，造成氧气逸出，集气瓶中氧气浓度下降，无法使得铁丝燃烧，故选项分析正确；
C、实验完毕后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面会造成水到吸入试管，使得试管炸裂，对收集的氧气无影响，无法影响铁丝在氧气中的燃烧，故选项分析错误；
D、看到导管口一有气泡冒出就立即收集氧气，造成氧气收集的纯度不够，无法使得铁丝在氧气中被点燃，故选项分析正确；
故选：C。
7.B
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氧气和氯化钾，该反应只有当加热到一定温度时，氯酸钾才会分解生成氧气，随着反应的进行，氧气的质量不断增大，当氯酸钾反应完全之后，氧气的质量不再增加，故A 正确；
B、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氧气和氯化钾，其中二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后质量保持不变，由于反应生成了氧气逸出，固体质量不断减小，所以固体中二氧化锰的质量分数不断增大，当氯酸钾反应完全之后，不再发生变化，故B错误；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氧气和氯化钾，该反应只有当加热到一定温度时，氯酸钾才会分解生成氧气，所以固体质量先保持不变，随着反应的进行，产生的氧气逸出，固体的质量不断减小，当氯酸钾反应完全之后，固体的质量保持不变，故C正确；
D、氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氧气和氯化钾，该反应只有当加热到一定温度时，氯酸钾才会分解生成氧气，所以氯酸钾的质量先保持不变，随着反应的进行，氯酸钾的质量不断减小，当氯酸钾反应完全时，氯酸钾的质量为0，故D正确；
故选B。
8.C
【详解】A、氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用氧气不易溶于水，来保持氧气湿润，故A正确；
B、氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡的多少判断氧气排出的快慢，故B正确；
C、氧气具有助燃性，没有可燃性，因此不可以作为燃料，故C错误；
D、该装置能够产生氧气，夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧，故D正确。故选C。
9.C
【详解】A、碳在盛有氧气的密闭集气瓶内燃烧，会生成二氧化碳气体，集气瓶内气体质量不能为0。故错。
B、向一定量的二氧化锰中加入双氧水，双氧水中含有溶剂水，水的质量会随之双氧水的质量而不断增加。故错。
C、在密闭装置内加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，开始时只有高锰酸钾，过程中其分解产生三种物质还有剩余的高锰酸钾，最终高锰酸钾分解完全，剩余三种物质。故对。
D、加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，氯酸钾完全分解时即为氯化钾质量最多的时刻。故错。
故选C。
10.C
【详解】A、采用分液漏斗可以控制药品的流速和用量，节约药品，从而可以控制反应速率，选项说法正确，故不符合题意；
B、由图表可知：若木条微亮，则集气瓶内氧气的体积分数达到28.9%，空气主要由氧气和氮气组成的，则氮气的体积分数为：1 28.9%=71.1%，即瓶内体积分数最大的气体是氮气，选项说法正确，故不符合题意；
C、由图表可知：当氧气体积分数达到52.6%时，带火星的木条就会复燃，所以当瓶口的木条复燃，不能说明氧气已经集满，也不能说明收集到了纯净的氧气，选项说法错误，故符合题意；
D、由图表可知：该实验说明要收集较纯净氧气，需在木条复燃后再通入一会儿氧气，选项说法正确，故不符合题意。
故选C。
11.C
【详解】A、碳在氧气中燃烧，分为两种情况，充分燃烧时产生二氧化碳，不充分燃烧时产生一氧化碳，故选项说法错误；
B、铁在氧气中燃烧时的现象是有黑色固体生成不是红棕色固体，故选项说法错误；
C、实验室制取氧气有三种方法，高锰酸钾、氯酸钾制取氧气时都需要加热，过氧化氢分解制取氧气时不需要加热，所以最绿色节能，故选项说法正确；
D、转化⑦还能通过一氧化碳与金属氧化物反应来实现，故选项说法错误。
故选C。
12.B
【详解】A、检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该选项正确；
B、该装置中即使漏气，当拉注射器时，液柱也会上升，该选项不正确；
C、检查该装置气密性时，当向内推注射器时，由于装置中气体变多，压强变大，则长颈漏斗中液柱会上升，该选项正确；
D、关闭止水夹往长颈漏斗中加水至形成一段稳定的水柱，若气密性良好，则长颈漏斗中的液面不会下降，该选项正确。
故选B。
13.(1) 长颈漏斗 水槽
(2) 试管口应塞一团棉花
(3)AE##EA
(4) 关闭止水夹，向长颈漏斗中注水，若形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好 长颈漏斗中形成一段水柱
(5) 左 右 左
【详解】(1)由图可知，仪器a为长颈漏斗，仪器b为水槽。
(2)高锰酸钾制取氧气时，试管口应塞一团棉花，防止固体粉末进入导管，堵塞导管；
反应的符号表达式为。
(3)实验室制取氨气的反应为加热固体的反应，则发生装置选A，由于氨气极易溶于水，密度比空气密度小，则收集装置选E，故选AE。
(4)检查B装置的气密性时，关闭止水夹，向长颈漏斗中注水，若形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；
若用采用图2所示的方法对B装置进行气密性检查，若采用向左推动右侧注射器活塞时，由于装置中气体变多，压强变大，则长颈漏斗中会形成一段水柱。
(5)①由于氧气密度比空气大，则用E装置收集时，氧气应从长管通入，即气体应从F装置的左端通入；
②由于氧气密度比水小，则氧气应从短管通入，即气体应从F装置的右端通入；
③若再用水将装置中的氧气排出进行实验时，水应从F装置的左端通入，则氧气会从右端逸出。
14.(1)动物可在空气中呼吸(或食物在空气中腐败)
(2) BE或BF或CE或CF
(3) 气密性 防止冷水倒吸、炸裂试管 正
(4)可以控制化学反应的速率
【解析】(1)
氧气能供给呼吸，动物可在空气中呼吸，说明空气中存在氧气；空气中的食物能与氧气发生缓慢氧化，使食物腐败，说明空气中存在氧气；
(2)
双氧水和二氧化锰是液体和固体，反应不需要加热，发生装置选用固液常温型，即装置B或C；氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，氧气不易溶于水，又可用排水法收集，即装置E或F，因此实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气，可选择的装置组合是BE或BF或CE或CF；过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的符号表达式为：；
(3)
实验室用高锰酸钾制取氧气时，为保证实验顺利进行，连接好仪器后，在装入药品前要检查装置的气密性；用排水法收集氧气，为防止冷水倒吸、炸裂试管，实验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯；由于氧气密度比空气大，收集满氧气的集气瓶应该正放在桌面上；
(4)
装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是可以通过控制液体药品加入的速率，来控制化学反应的速率。
15. 排水集气法 长颈漏斗内液面上升，形成水柱 过氧化氢水+氧气 1 氧化氢溶液制取生成氧气的快慢与催化剂种类有关 化学性质 催化剂的质量 常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入不同质量的二氧化锰，测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间
【详解】[进行实验]
①氧气的密度比空气大，且不易溶于水，则可用向上排空气法或排水法收集，又由于想测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间，则宜采用的气体收集方法是排水法，便于观察是否集满。
②若装置气密性良好，当向里推活塞时，由于装置中气体增大，压强增大，则长颈漏斗内液面上升，形成水柱。
③双氧水为过氧化氢溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为。
[实验记录]
做对比实验时，应控制变量，则加入的水泥块质量也为1g。
[结论]
由于收集等体积的气体时，加入不同的催化剂，所需时间不同，说明氧化氢溶液制取生成氧气的快慢与催化剂种类有关。
[反思]
催化剂是指能改变反应速率，且质量和化学性质不变，则若想证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在该反应前后的质量和化学性质是否改变。
[拓展]
影响反应速率的因素除了催化剂种类外，催化剂的质量、温度、反应物浓度等也可能会影响反应速率，若想探究催化剂种类对反应速率的影响，则实验方案为：常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入不同质量的二氧化锰，测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。(合理即可)
16. B E 检查装置的气密性 将带火星的木条伸入集气瓶中 过氧化氢溶液中有水分子 二
【详解】(1)MnO2作催化剂向5mL5%的H2O2溶液中加入少量MnO2，立即产生大量气泡；
①过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；
②用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的O2，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为B、C、E，为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装置的气密性；
③氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气；
故答案为①2H2O22H2O+O2↑；②B、E；检查装置的气密性；③将带火星的木条伸入集气瓶中；
(2)FeCl3溶液做催化剂
[分析]①假设一不可能成立，理由是：过氧化氢溶液中有水分子；
[结论]②假设二成立，而假设一和另一种假设不成立；
故答案为①过氧化氢溶液中有水分子；②二；
(3)催化剂比较，从循环利用的角度分析，二氧化锰更适合做该反应的催化剂，好回收；故答案为MnO2；