八下科学尖子生培优第3章 第一节 空气与氧气
考点一、大气的空气成分
1.在生产和科学研究中需要用到一些保护气。当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的是( )
A.氢气、氮气 B.氮气、氧气 C.二氧化碳、一氧化碳 D.氮气、氩气
2.空气是一种宝贵的自然资源。如图所示为空气成分示意图，其中R指的是( )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
3.下列关于空气的说法正确的是 ( )
A.通常情况下，空气中氧气、氮气的体积比约为1：4
B.空气中氮气的含量为78%
C.空气中二氧化碳的体积只占0.04%，因此它的作用很小
D.空气中含量最少的是稀有气体
4.空气是人类宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存的物质，下列空气的说法正确的是( )
A.经过净化的空气是纯净物
B.氧气降温至-218℃变成一种蓝色的雪花状固体，说明降温可使氧气转化成新的物质
C.分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学反应
D.氮气化学性质稳定，但在一定条件下也能发生化学反应，工业上用于制氮肥
考点二、氧气的物理性质与化学性质
1.下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
2.（2020八下）某化学兴趣小组的同学检验氧气的化学性质实验中，实验记录或操作不正确的是( )
A.用坩埚钳将木炭从上住下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，可充分利用瓶中氧气
B.将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可増大铁丝的受热面积
C.红磷在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，并放热
D.做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙
3.如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
4.（2020·温州模拟）实验室制取氧气的过程巾，可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出
B.方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气
C.方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出
D.方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒
5.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的装置，下列说法不正确的是( )
A.使用该装置可观测是否有氧气输出
B.使用该装置可观测氧气输出的速度
C.b导管连接供给氧气的钢瓶
D.b导管连接病人吸氧气的塑料管
6.铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
(1)选用的细铁丝应先 ，这个变化是 变化。
(2)铁丝为什么要绕成螺旋状？ 。铁丝前端为什么要系一根火柴？ 。集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？ 。点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻和方法是 。为什么？ 。
(3)观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是 。
(4)写出发生反应的文字表达式： 。
考点三、常见气体检验与验满
1.（2020八上·温州期中）下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
2.（2019八下·台州期末）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
3.（2019八下·余杭月考）实验室需收集一瓶约混有1/4体积空气的氧气，下列操作正确的是( )
A B C D
集气瓶中灌1/4的水 集气瓶中灌的3/4水 导管伸入到集气瓶体积的1/4处 导管伸入到集气瓶体积的3/4处
考点四、探究空气中的氧气含量（实验探究）
1.（2020八下·青田期末）对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
A.甲图通过水体积的变化得出空气中O2体积
B.乙图中的水吸收反应放出的热量
C.丙图中的水通过冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂
D.丁图中的水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满
2.（2020八下·乐清期末）如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A. B.C.D.
3.（2020八下·青田期中）暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
4.（2019八下·丽水月考）点燃的蜡烛在如图1所示密闭装置内燃烧一段时间后会自动熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是( )
蜡烛燃烧前装置内只有氧气 B.装置内物质总质量不断减少
C.有氧气蜡烛也不一定燃烧 D.蜡烛熄灭后，瓶内只剩下二氧化碳气体
（4） （5）
5.（2020·余杭模拟）小金同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1所示），但测出的氧气的体积分数明显小于1/5。他对课本上的实验装置进行了图2所示的改进（其他仪器忽略）。小丁同学提出应把图2红磷换为白磷，理由是 。拉瓦锡测出的氧气约占空气总体积的1/5，而我们在做图1的实验时，即使红磷足量、操作正确，气体减少的体积往往小于1/5。为什么呢？小高联想到铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧的事实，分析得出原因是 。
6.（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
结合以上信息，及所学知识，对图乙中AB段与CD段气压上升原因做出简要说明。
7.（2016八下·浙江期中）某课外活动小组在学习了书本 “空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5 不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 。
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是
8.（2019八下·南浔期末）某研究性学习小组对书本探究空气中氧气的体积分数实验（图乙）装置进行了改进，设计了如图甲所示的装置，其中A是底面积为50厘米2、高20厘米的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以厘米为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。操作过程如下：
①检查装置的气密性。
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15厘米处。
③将过量的红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖。
④通电加热红磷，充分反应后，待冷却到原来的状态，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）
（1）写出该实验的原理： （用化学方程式表示）
（2）在操作④结束时，与装置A中液面最接近的刻度是 （填整数）。
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：
9.（2020八下·吴兴期末）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足 B.装置Ⅰ漏气 C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞．③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好．④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是 （填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
10.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是： 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是 。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为 （用V1、V2、V3表示）。
11.（2019八下·永嘉月考）某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的 实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装 置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40℃），并在酒精灯上把玻璃棒
下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是 c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出 大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b。
⑥根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是 。
A.一直降低 B.一直升高 C.先降低后升高 D.先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式 。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 。
A.装置气密性不好 B.实验前集气瓶里没有装适量的水C.集气瓶没有冷却到室温 D.用木炭代替红磷
考点四、氧气的制取与收集（实验探究）
1.可以鉴别出氧气和氮气两瓶气体的简单的方法是（ ）
A.闻气味 B.看颜色 C.倒入澄清的石灰水 D.用带火星的木条分别伸入瓶中
2.下列有关制取氧气的说法正确的是（ ）
A.加热二氧化锰固体可以制取氧气 B.用高锰酸钾制取氧气时要加入催化剂
C.常温下高锰酸钾能分解产生氧气 D.高锰酸钾在加热条件下分解产生氧气
3. 在使用高锰酸钾制氧气的操作过程中，先后顺序不规范的是( )
A. 先检查装置的气密性，再加入药品 B. 先盖上玻璃片，再从水中拿出集气瓶正放在桌上
C. 先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯 D. 先在铁架台上固定发生装置，再放置酒精灯
4.实验室制取氧气实验中，用排水法收集氧气可选用的仪器是（ ）
A.烧杯 B.酒精灯 C.漏斗 D.水槽
5.实验室制取氧气时，必须满足的条件是( )
A.必须使用催化剂 B.必须用含氧元素的物质作为反应物
C.必须用排水法收集 D.必须用燃着的火柴检验是否收集满
6.下列物质发生分解反应，没有氧气生成的是（ D ）
A.高锰酸钾 B.氯酸钾 C.水 D.碳酸钙
7.加热氯酸钾制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（ ）
A.不能产生氧气 B.生成氧气的速率慢 C.产生氧气的总量减少 D.没有氯化钾生成
1.（2019九上·鄞州月考）下列收集装置，可以用来收集氧气的是（ ）
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
2.实验室制取氧气的两种方法如下：
方法一：H2O2=======H2O↑+O2↑ 方法二：2KMnO4 △ K2MnO4＋MnO2＋O2
（1）两种方法涉及的化学反应都是________反应。
（2）如图是实验室制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是________，现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________。(浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂)
3.利用图示仪器通过测量氧气体积来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。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：连好的装置如图甲，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________ (填字母)螺母改正错误。
（3）进行实验：采用正确的反应装置和如图乙所示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
4.根据下列装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：① ，② ．
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，所选发生装置是 （填字母），写出此反应的化学方程式：__ ．
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端通入．
（4）用上述实验制得的氧气完成F装置所示实验，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是________ ，写出F装置中发生反应的化学方程式：________ ．
5.（2020八上·温州期中）下图中的甲、乙是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出甲装置中发生反应的化学方程式 。
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的 性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是 。
（3）若在丙装置中盛满水，用排水法收集(瓶口向上)一瓶氧气，气体从 端(填字母“a”或“b”)通入。若把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，盛氧气的集气瓶预先加少量水，水的作用是 。
（4）某同学用排水法收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不复燃，原因可能是
(答一条即可)。
（5）利用双氧水制取氧气的化学方程式为 。在用发生装置丁或戊制取氧气时，丁与戊相比，丁的优点是 。
6.（2019八下·金华期中）如图是小珂和小琦各自设计的实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图（本题的所有夹持仪器均已省略）。小珂同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气（浓硫酸具有吸水性，不溶解氧且不与氧气反应），请回答问题：
（1）小珂同学制取氧气的发生装置应选择（填装置编号） 。
（2）现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→ 。
（3）小琦同学设计了图C 的装置，并用仪器乙收集氧气。仪器甲叫 ，收集氧气的方法为 。
7.请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①、②的名称：① ；② 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为 (填字母，下同)，气体收集装置为 或_ ；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是 。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要 。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B装置来进行二氧化锰和过氧化氢制取氧气的实验，在该反应中二氧化锰是 ；该反应的文字表达式为 。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用 装置作制取氨气的发生装置，最好选用 装置来收集NH3，理由是 。
8.（2019八下·嘉兴月考）小晨和小萍同学发现：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，她们进行了如下探究：（空气中氧气含量21%）
【设计实验】：小晨设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。
【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出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。获得第一组实验现象后，小晨又做了第二组实验，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
得出上述两组实验现象后，小萍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。
【实验结论】：再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。则小晨在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是 。（保留整数）
【继续探究】：小萍认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施 。
9.（2019八下·台州期末）几位同学利用如图装置测定高锰酸钾加热制取氧气的多少。实验中发现测量值明显高于根据化学方程式计算的理论值。据此，他们展开了讨论。
（1）仪器 A 的名称为 。
（2）小科认为要重新检查装置的气密性，请写出装置气密性检查的方法： 。
（3）小妍认为可能是实验操作不当引起。以下是他记录的部分实验步骤，会引起测量值偏大的有
A.导管口一有气泡冒出就开始收集B.试管未冷却至室温后就进行读数
C.将导管移出水面后再熄灭酒精灯
（4）改进实验后重新测量仍然出现以上结果。在老师的帮助下，同学们查阅资料后确定是锰酸钾和二氧化锰两种物质中的一种或两种分解引起。二氧化锰难溶于水，锰酸钾易溶于水，溶液呈深绿色。
他们对试管内的物质充分加热，再将试管中的剩余固体溶于足量的水并过滤，发现不溶物中有二氧化锰，滤液呈无色。根据以上实验现象，两位同学提出两种观点：
小科：不溶物中有二氧化锰，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。小妍：滤液呈无色，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。
对于以上两种观点，请任选一种对其可靠性进行判断并说明理由。
考点五、氧气制取数轴图形分析（计算）
1.（2020八下·温州期末）在利用一定质量的双氧水和二氧化锰制取氧气的实验过程中，相关量的变化与时间的对应关系如图所示，则纵坐标可能表示（ ）
A.水的质量 B.氧气的质量 C.双氧水的质量 D.二氧化锰的质量
2.（2020八下·丽水期末）小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素 质量随时间变化关系正确的是（ ）
3.如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示( )
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 D.固体中钾元素的质量分数
4.（2020八下·江干期末）下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A.A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B.B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C.C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D.D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
5.（2020八下·台州开学考）下列各图是实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的关系图（横坐标为加热时间t），其中不正确的是（ ）
A.图甲：生成氧气的质量与氯酸钾和二氧化锰的混合物加 热时间的关系
B.图乙：二氧化锰在固体混合物中的质量变化情况
C.图丙：加热氯酸钾的对比情况：a添加了二氧化锰，b未添加二氧化锰
D.图丁：二氧化锰在固体混合物中质量分数的变化情况
6.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是( )
A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.反应时间较长的是高锰酸钾
7.如下图是实验室制取气体的常用装置。请回答：
（1）仪器a名称是 ，A装置中的集气装置只能收集密度比空气 的气体。
（2）过氧化氢制取氧气的文字表达式是 ；反应中，二氧化锰起 作用，加快了过氧化氢的分解。
（3）用A或B装置制备气体的反应应该是 和液体不需要加热的反应。
8.下图是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式 。
（2）甲装置试管中棉花的作用是 。
（3）用乙装置制取氧气选用的药品是 和 。
八下科学尖子生培优第3章 第一节 空气与氧气
考点目录：
考点一、大气的空气成分
考点一、氧气的物理性质与化学性质
考点二、常见气体检验与验满
考点三、探究空气中的氧气含量（实验探究）
习题训练：
考点一、大气的空气成分
1.在生产和科学研究中需要用到一些保护气。当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的是(D)
A.氢气、氮气 B.氮气、氧气 C.二氧化碳、一氧化碳 D.氮气、氩气
2.空气是一种宝贵的自然资源。如图所示为空气成分示意图，其中R指的是( B )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
3.下列关于空气的说法正确的是 ( A )
A.通常情况下，空气中氧气、氮气的体积比约为1：4
B.空气中氮气的含量为78%
C.空气中二氧化碳的体积只占0.04%，因此它的作用很小
D.空气中含量最少的是稀有气体
4.空气是人类宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存的物质，下列有关空气的说法中，正确的是 ( D )
A.经过净化的空气是纯净物
B.氧气降温至-218℃变成一种蓝色的雪花状固体，说明降温可使氧气转化成新的物质
C.分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学反应
D.氮气化学性质稳定，但在一定条件下也能发生化学反应，工业上用于制氮肥
考点二、氧气的物理性质与化学性质
1.下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】红磷在空气中燃烧产生白烟，“烟”为固态，而“雾”为液态，A不正确；.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是结论的叙述，B不正确；.木炭在氧气中燃烧生成无色气体，C不正确；硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，D正确。
2.（2020八下·拱墅期末）某化学兴趣小组的同学检验氧气的化学性质实验中，实验记录或操作不正确的是( )
A.用坩埚钳将木炭从上住下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，可充分利用瓶中氧气
B.将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可増大铁丝的受热面积
C.红磷在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，并放热
D.做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙
【答案】C
【解析】A.用坩埚钳将木炭从上住下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，可充分利用瓶中氧气，故A正确不合题意；
B.将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可増大铁丝的受热面积，使铁丝充分燃烧，故B正确不合题意；
C.红磷在氧气中燃烧发出白光，并放热，并生成白烟，故C错误符合题意；
D.做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙，防止熔融物直接接触瓶底发生炸裂，故D正确不合题意。
3.如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
【答案】C
【解析】该装置洗气除杂时不管密度大小，都是长进短出；排水法收集气体时，短进长出；排空气法收集气体时，密度大则长进短出，密度小则短进长出。
a导管连接供氧气的钢瓶，A错误；b导管连接病人吸氧气的塑胶管，B错误；若有氧气输出，瓶内水中有气泡，C正确；该装置可以通过气泡的快慢来观察输出氧气的速度，D错误。
4.（2020·温州模拟）实验室制取氧气的过程巾，可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出
B.方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气
C.方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出
D.方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒
【答案】B
【解析】A、方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出 ，气体在通过浓硫酸的过程中水蒸气被吸收，处理合理，A错误；
B、方式②：向上排空气法收集氧气，氧气进来将空气向上逐渐排出，所以应该是从b进入，处理不合理，B正确；
C、方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出。通入的水会将长导管的下部封住，所以氧气要从a排出，处理合理，C错误；
D、方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，气体在瓶内积累，气压增大将液化由b压出，所以b接量筒处理合理，D错误。
5.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的装置，下列说法不正确的是(C)
A.使用该装置可观测是否有氧气输出
B.使用该装置可观测氧气输出的速度
C.b导管连接供给氧气的钢瓶
D.b导管连接病人吸氧气的塑料管
6.铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
(1)选用的细铁丝应先用砂布擦去铁丝表面的铁锈，这个变化是物理变化。
(2)铁丝为什么要绕成螺旋状？增大铁丝的受热面积。铁丝前端为什么要系一根火柴？引燃且提高铁丝局部的温度，以利于铁丝顺利燃烧。集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？防止溅落的熔融物使瓶底炸裂。点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻和方法是待火柴临近烧完时，缓缓插入集气瓶。为什么？避免火柴梗太长而消耗过多的氧气。
(3)观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质。
(4)写出发生反应的文字表达式：铁＋氧气四氧化三铁。
考点三、常见气体检验与验满
1.（2020八上·温州期中）下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.将高锰酸钾放入试管底部，固定在铁架台上，且管口略微向下，防止冷凝水倒流导致试管炸裂；在导管口放入一团棉花，防止高锰酸钾的颗粒堵住导管口发生爆炸，并用酒精灯加热，故A正确；
B.氧气的密度大于空气，使用向上排空气法收集，注意导管要伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满时，将带火星的小木条伸到集气瓶口即可，不能伸入瓶内，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，火花四溅，如果熔融物滴落在瓶底，很容易发生炸裂，因此在瓶底放入一层细沙或少量的水，故D错误。
2.（2019八下·台州期末）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
【答案】D
【解析】A.氧气的密度大于空气，收集氧气应使用向上排空气法，故A错误；
B.利用乙装置收集氧气，气体从b通入 ，故B错误；
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条剧烈燃烧，发出白光，表明该气体是氧气，故C错误；
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满，故D正确。
3.（2019八下·余杭月考）实验室需收集一瓶约混有 体积空气的氧气，下列操作正确的是( )
A B C D
集气瓶中灌 的水 集气瓶中灌 的水 导管伸入到集气瓶体积的 处 导管伸入到集气瓶体积的 处
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】根据排水法收集气体时排出多少体积的水则收集多少体积的氧气分析。实验室需收集一瓶约混有1/4体积空气的氧气，则需用排水法收集，排出多少体积的水则收集多少体积的氧气，则集气瓶中注入３/４体积的水；
考点四、探究空气中的氧气含量（实验探究）
1.（2020八下·青田期末）对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
A.甲图通过水体积的变化得出空气中O2体积
B.乙图中的水吸收反应放出的热量
C.丙图中的水通过冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂
D.丁图中的水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满
【答案】B
【解析】A.甲图通过水体积的变化得出空气中O2体积，故A不合题意；
B.乙图中的水不但可以吸收反应放出的热量，还可以吸收反应产物二氧化硫，减小对空气的污染，故B符合题意；
C.丙图中的水通过冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂，故C不合题意；
D.丁图中的水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满，故D不合题意。
2.（2020八下·乐清期末）如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】（1）白磷燃烧会消耗氧气，同时释放出大量的热，由于温度升高而引起的压强增大量远远大于氧气消耗引起的压强减小量，所以在反应结束前，集气瓶内的气压是增大的。
（2）当反应结束后，没有热量产生，集气瓶内气体的温度开始下降，气压不断减小。
（3）当温度降低到室温时，由于其中有1/5体积的氧气被消耗，所以气压也会减小1/5，即现在的气压是标准气压的4/5=0.8.故C正确，而A、B、D错误。
3.（2020八下·青田期中）暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
【答案】B
【解析】A.物质反应消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶中气压减小，在大气压强的作用下水被吸进集气瓶，吸入水的体积就是氧气的体积。如果装置的气密性不好，那么集气瓶内气压始终与外界气压一致，就无法吸入水，进而无法完成测量，故A正确不合题意；
B.集气瓶中空气的体积为：250ml-20ml=230ml，那么空气中氧气的体积分数：，故B错误符合题意；
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，没有将氧气全部消耗完，故C正确不合题意；
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积，即在常温常压下测量才准确，故D正确不合题意。
4.（2019八下·丽水月考）点燃的蜡烛在如图1所示密闭装置内燃烧一段时间后会自动熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是( )
A.蜡烛燃烧前装置内只有氧气 B.装置内物质总质量不断减少
C.有氧气蜡烛也不一定燃烧 D.蜡烛熄灭后，瓶内只剩下二氧化碳气体
【答案】C
【解析】反应前瓶内氧气的体积分数约是19.56%，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明开始时瓶内含有其它气体，氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧。
A. 反应前氧气的体积分数约是19.56%，说明蜡烛燃烧前装置内除了含有氧气，还含有其它气体，故错误；
B. 根据质量守恒定律，密闭容器内的物质的质量总质量不会减少，故错误；
C.当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故正确；
D. 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳和水蒸气，还应含有燃烧前瓶内的其它气体，
5.（2020·余杭模拟）小金同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1所示），但测出的氧气的体积分数明显小于1/5。他对课本上的实验装置进行了图2所示的改进（其他仪器忽略）。小丁同学提出应把图2红磷换为白磷，理由是________。拉瓦锡测出的氧气约占空气总体积的1/5，而我们在做图1的实验时，即使红磷足量、操作正确，气体减少的体积往往小于1/5。为什么呢？小高联想到铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧的事实，分析得出原因是________。
【答案】白磷的着火点比红磷低；氧气浓度低于一定时燃烧停止，无法耗尽氧气
【解析】加热粗铜丝，利用粗铜丝传递的热量是无法加热红磷燃烧的，而因为白磷低粗铜丝的热量可以点燃白磷。所以小丁同学提出应把图2红磷换为白磷，理由是 白磷的着火点比红磷低 。
小高联想到铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧的事实 ，主要是因为氧气的浓度与物质的燃烧有关系，当氧气浓度降低到一定时，物质无法燃烧。分析得出原因是： 氧气浓度低于一定时燃烧停止，无法耗尽氧气 。
6.（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
结合以上信息，及所学知识，对图乙中AB段与CD段气压上升原因做出简要说明。
【答案】AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
【解析】（1）红磷燃烧消耗氧气，并放出热量，一个因素使气压减小，另一个因素使气压增大，而最终两个因素影响程度的大小决定了气压的走向；
（2）集气瓶内气压减小，烧杯里的水会被大气压强压入集气瓶；当水不再流动时，集气瓶内的气压肯定等于一个标准气压，据此分析即可。
【解答】 AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
7.（2016八下·浙江期中）某课外活动小组在学习了书本 “空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5 不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是________。
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是________
【答案】（1）10
（2）使注射器内的氧气充分与红磷反应
（3）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的合量。
【解析】只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,才能正确解答本题。
（1）氧气约占空气体积的1/5，所以理论上注射器内气体减少的体积为50ml×1/5=10ml；
（2）交替缓慢推动两个注射器,可以使注射器内的气体中的氧气与红磷充分接触并发生反应．从而提高了实验结果的精确度；
（3）该实验中氧气会与红磷反应，从而使注射器中气体的体积减小（减小的体积就是参加反应的氧气的体积），从而可以计算出空气中氧气含量。故学到的测量混合物中某成分含量的方法是：通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的合量。
8.（2019八下·南浔期末）某研究性学习小组对书本探究空气中氧气的体积分数实验（图乙）装置进行了改进，设计了如图甲所示的装置，其中A是底面积为50厘米2、高20厘米的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以厘米为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。操作过程如下：
①检查装置的气密性。
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15厘米处。
③将过量的红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖。
④通电加热红磷，充分反应后，待冷却到原来的状态，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）
（1）写出该实验的原理：________（用化学方程式表示）
（2）在操作④结束时，与装置A中液面最接近的刻度是________（填整数）。
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：________
【答案】（1）4P+5O2 △ 2P2O5（或点燃）
（2）12厘米
（3）使A容器内外气压相等或避免水压对气体体积测量的影响。
【解析】（1）红磷与氧气反应生产五氧化二磷，化学方程式为： 4P+5O2 △ 2P2O5 ；
（2）空气中的氧气约占20%，那么原来氧气的体积为：15cm×20%=3cm；当A中的氧气完全反应后，空气的体积应该减少3cm，即水面对准的刻度为;15cm-3cm=12cm;
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：使A容器内外气压相等或避免水压对气体体积测量的影响。
9.（2020八下·吴兴期末）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足 B.装置Ⅰ漏气
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞．③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好．④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是________（填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的 ，则注射器活塞最终停留在________ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是________。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是________。
【答案】（1）A,B,C
（2）①③②④；10；使装置中的氧气充分反应
（3）测量结果更准确/减少大气污染/更环保
【解析】（1）A.如果红磷量不足，那么氧气就不能充分反应，从而剩余部分氧气，造成气压偏大，故A符合题意；
B.如果装置I漏气，那么外面的空气会进入瓶内，造成瓶内气压偏大，故B符合题意；
C.如果装置内的温度偏高，那么造成瓶内气压偏大，故C符合题意；
D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，对瓶内气压的变化几乎没有影响，故D不合题意。 故选ABC。
（2）装置II中的实验步骤为：
①测定玻璃管容积V1为70mL；
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好；
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞；
④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
正确的操作顺序为：①③②④。
装置内氧气的体积为：；
那么活塞最终所对的刻度为：30ml-20ml=10ml。
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是：使装置中的氧气充分反应。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，【装置Ⅱ】的一个优点是：
①注射器上有刻度，因此测量结果更准确
②尾气用气球收集，不会排放到大气中，减少大气污染，更环保。
10.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：________ 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是________。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为________ （用V1、V2、V3表示）。
【答案】（1）试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或 绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或 往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（2）交替推动两注射器的活塞 （3）
【解析】（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或 往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作： 交替推动两注射器的活塞 ；
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为： 。
11.（2019八下·永嘉月考）某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的 实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装 置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40℃），并在酒精灯上把玻璃棒
下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是 c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出 大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b。
⑥根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是 。
A.一直降低 B.一直升高 C.先降低后升高 D.先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式________。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 。
A.装置气密性不好 B.实验前集气瓶里没有装适量的水
C.集气瓶没有冷却到室温 D.用木炭代替红磷
【答案】（1）C （2）c-a=5(b-a) （注：1/5 或者 21%都可以) （3）A,C
【解析】（1）白磷燃烧的化学方程式是：；白磷燃烧时放出大量的热，温度升高，集气瓶中的压强增大，导致集气瓶中的水通过导管进入烧杯，当白磷燃烧完并且降温至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，因此在白磷开始燃烧到最后熄灭冷却的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先降低、再上升；
（2）因为氧气约占空气总体积的五分之一，若实验成功，进入集气瓶中的水约为b-a，原集气瓶中空气的体积为：c-a．它们满足的关系式为：
（3）导致实验值小于理论值，也就是最终进入集气瓶的水不足1/5，原因可能有：气密性不好，没有冷却至室温就打开了弹簧夹。
考点五、氧气的制取与收集（实验探究）
1.可以鉴别出氧气和氮气两瓶气体的简单的方法是（ D ）
A.闻气味 B.看颜色
C.倒入澄清的石灰水 D.用带火星的木条分别伸入瓶中
【解析】氧气、氮气都没有颜色和气味；二者都不和石灰水反应；氧气可以使带火星的木条复燃，而氮气不能使带火星的木条复燃。
2.下列有关制取氧气的说法正确的是（ D ）
A.加热二氧化锰固体可以制取氧气 B.用高锰酸钾制取氧气时要加入催化剂
C.常温下高锰酸钾能分解产生氧气 D.高锰酸钾在加热条件下分解产生氧气
【解析】加热二氧化锰固体不能产生氧气；用高锰酸钾制取氧气时不需要加入催化剂。
3. 在使用高锰酸钾制氧气的操作过程中，先后顺序不规范的是( D )
A. 先检查装置的气密性，再加入药品
B. 先盖上玻璃片，再从水中拿出集气瓶正放在桌上
C. 先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯
D. 先在铁架台上固定发生装置，再放置酒精灯
4.实验室制取氧气实验中，用排水法收集氧气可选用的仪器是（ D ）
A.烧杯 B.酒精灯 C.漏斗 D.水槽
【解析】排水法收集氧气用不到烧杯、酒精灯、漏斗。
5.实验室制取氧气时，必须满足的条件是( B )
A.必须使用催化剂 B.必须用含氧元素的物质作为反应物
C.必须用排水法收集D.必须用燃着的火柴检验是否收集满
【解析】根据质量守恒定律，若反应物中没有氧元素，产物中不可能含有氧元素。
6.下列物质发生分解反应，没有氧气生成的是（ D ）
A.高锰酸钾 B.氯酸钾 C.水 D.碳酸钙
【解析】碳酸钙在高温条件下分解产生氧化钙和二氧化碳，没有氧气产生。
7.加热氯酸钾制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（ B ）
A.不能产生氧气 B.生成氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少 D.没有氯化钾生成
【解析】本题主要考查催化剂的应用和理解。氯酸钾分解时，没有使用催化剂只是反应速率慢，但加热时反应仍能发生；只要一定质量的氯酸钾完全分解，产生氧气的质量是一定值，故本题的正确答案为B1.（2019九上·鄞州月考）下列收集装置，可以用来收集氧气的是（ ）
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
【答案】D
【解析】密度小于空气的且不与空气中的气体反应的气体可以用向下排空气(如H2)，密度大小只要看该气体的相对分子质量大于29,密度就基本大于空气。因为氧气的密度比空气的密度要大，因此可以选择向上排空气法来收集，因为氧气不容易溶于水，所以可以选择排水法收集，①②其实就是排水法，可以作为收集氧气的装置；③④其实也是向上排空气法，因此也可以作为收集氧气的装置；但是⑤⑥却是向下排空气法，所以不能作为收集氧气的装置。
2.实验室制取氧气的两种方法如下：
方法一：H2O2 H2O＋O2 方法二：KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2
（1）两种方法涉及的化学反应都是________反应。
（2）如图是实验室制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是________，现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________。(浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂)
【答案】（1）分解 （2）分液漏斗；①③④⑧⑦(或①③④⑧)
【解析】由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应叫分解反应；完整的实验装置包含：反应装置、干燥（除杂）装置、收集（验证）装置、尾气处理装置；
【解答】(1)两个反应都是一种物质生成两种或两种以上物质的反应，都属于分解反应。故答案为：分解；
(2)仪器A为分液漏斗；用方法一制取一瓶干燥的氧气，不需要加热。由于过氧化氢溶液中有水，导致制得的氧气中含有水分，就要除去水分，浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，气体通入的方向是“长进短出”(否则会把瓶中的浓硫酸压出)，如果用排水法收集，则又会混入水分，只能采用向上排空气法，且应从长导管进入；故答案为：分液漏斗；①③④⑧⑦(或①③④⑧)；
3.利用图示仪器通过测量氧气体积来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。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：连好的装置如图甲，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________ (填字母)螺母改正错误。
（3）进行实验：采用正确的反应装置和如图乙所示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
【答案】（1）用手紧握试管 （2）AB （3）A
【解析】(1)检查装置的气密性：将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气。故答案为：用手紧握试管；
(2)组装仪器，给试管中的固体加热时，试管口要向下倾斜，故应该调整AB处螺母。故答案为：AB；
(3)收集并测量气体的体积时，加热时间过短，反应物反应不完全会使测量结果不准。而B的操作会导致氧气部分逸出，从而使结果产生偏差。故答案为：A；
4.根据下列装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：①________ ，②________ ．
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，所选发生装置是________（填字母），写出此反应的化学方程式：________．
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从________ （填“a”或“b”）端通入．
（4）用上述实验制得的氧气完成F装置所示实验，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是________ ，写出F装置中发生反应的化学方程式：________ ．
【答案】（1）锥形瓶；铁架台 （2）B；2KClO32KCl+3O2↑
（3）b （4）防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；3Fe+2O2Fe3O4
【解析】（1）锥形瓶是常用的反应容器，铁架台是常用的加持仪器，故答案为：锥形瓶；铁架台；
（2）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，配平即可；故答案为：B；2KClO32KCl+3O2↑；
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从b端通入，因为氧气的密度比空气的密度大，故答案为：b；
（4）铁在氧气中燃烧时，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可；故答案为：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；3Fe+2O2Fe3O4；
锥形瓶是常用的反应容器，铁架台是常用的加持仪器；制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热,，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集，铁在氧气中燃烧时，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可．
5.（2020八上·温州期中）下图中的甲、乙是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出甲装置中发生反应的化学方程式 ________。
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的________性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是________。
（3）若在丙装置中盛满水，用排水法收集(瓶口向上)一瓶氧气，气体从________端(填字母“a”或“b”)通入。若把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，盛氧气的集气瓶预先加少量水，水的作用是________。
（4）某同学用排水法收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不复燃，原因可能是________(答一条即可)。
（5）利用双氧水制取氧气的化学方程式为 ________。在用发生装置丁或戊制取氧气时，丁与戊相比，丁的优点是________ 。
【答案】（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）助燃或氧化；操作简便、节能、安全 等(答一点即可)
（3）b；防止集气瓶受热破裂
（4）装置漏气（或反应物药品的量不足或一开始收集气体时集气瓶中没有装满水）（答案合理即可）
（5）2H2O2 2H2O ＋ O2↑；可以随时补充反应所需双氧水 ，控制反应速率
【解析】（1）根据甲图可知，气体的发生装置为试管且需要加热，那么肯定是“固态加热型”，即反应物应该是氯酸钾或高锰酸钾。加热氯酸钾时，导管口不需要加棉花，防止颗粒吸入导管造成堵塞，因此肯定是加热高锰酸钾制取氧气，据此写出反应的化学方程式；
（2）氧气虽然不能燃烧，但是它可以帮助燃烧，即氧气具有助燃性。乙装置不需要加热，应该是“固液常温型”，即在二氧化锰的催化作用下分解过氧化氢制取氧气，可从操作的简易程度、是否节能和安全的角度分析这种方法的优点；
（3）使用排水法收集氧气，其实就是利用氧气的压强将水排出瓶外，因此氧气肯定不能通入水中，即氧气从短导管进入，而水从长导管排出。铁丝燃烧会火花四溅，放出大量的热，如果熔融物滴落在瓶底，很容易造成集气瓶炸裂，因此在瓶子底部放上细沙或水起到隔热的作用。
（4）带火星的木条不能复燃，说明集气瓶内的氧气不纯，可从装置漏气或集气瓶没有装满水而混用空气的角度思考；
（5）双氧水在二氧化锰的催化作用分解，生成氢气和氧气，据此写出反应的化学方程式；如果装置上有注射器，可以随时向装置内补充需要的双氧水，进而控制反应速率。
【解答】（1）在甲装置中，高锰酸钾分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为： 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ；
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的助燃或氧化性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是：操作简便、节能、安全 。
（3）若在丙装置中盛满水，用排水法收集(瓶口向上)一瓶氧气，气体从短导管b通入。若把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，盛氧气的集气瓶预先加少量水，水的作用是防止集气瓶受热破裂。
（4）某同学用排水法收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不复燃，原因可能是：装置漏气（或反应物药品的量不足或一开始收集气体时集气瓶中没有装满水）。
（5）利用双氧水制取氧气的化学方程式为： 2H2O2 2H2O ＋ O2↑ 。在用发生装置丁或戊制取氧气时，丁与戊相比，丁的优点是：可以随时补充反应所需双氧水 ，控制反应速率。
6.（2019八下·金华期中）如图是小珂和小琦各自设计的实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图（本题的所有夹持仪器均已省略）。小珂同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气（浓硫酸具有吸水性，不溶解氧且不与氧气反应），请回答问题：
（1）小珂同学制取氧气的发生装置应选择（填装置编号）________。
（2）现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→ ________。
（3）小琦同学设计了图C 的装置，并用仪器乙收集氧气。仪器甲叫________，收集氧气的方法为________。
【答案】（1）A （2）②→③→⑤（或②→③→⑤→④） （3）分液漏斗；排水法
【解析】（1）小珂同学制取氧气选择过氧化氢溶液和二氧化锰常温反应，发生装置应选择A；
（2）现要收集一瓶干燥的氧气， 则要先制取氧气，再干燥，再收集，连接顺序为 ①→②→③→⑤；
（3）仪器甲名称为分液漏斗，收集装置的方法是排水法。
7.请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①、②的名称：①________；②________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________ (填字母，下同)，气体收集装置为________或________；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是________。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要________ 。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B装置来进行二氧化锰和过氧化氢制取氧气的实验，在该反应中二氧化锰是________；该反应的文字表达式为________。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用________装置作制取氨气的发生装置，最好选用________装置来收集NH3，理由是________
【答案】（1）酒精灯；锥形瓶
（2）A；E；F；试管口要略向下倾斜
（3）放一团棉花
（4）D
（5）催化剂；过氧化氢 水＋氧气
（6）A；G；氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气
【解析】（1）对于实验器材的认识；故答案为：酒精灯，锥形瓶；
（2）选择A|G|发生装置条件应考虑反应物的状态和反应条件，如A适用于固＋固 气，B适用于固＋液 气。收集装置应考虑气体的密度、气体的溶解性等，D是向下排空气法，E是向上排空气法，根据题意氧气的收集装置应是E或F。故答案为：A,E,F，试管口向下倾斜；
（3）为了防止固体高锰酸钾粉末进入水槽中，所以要在试管口放一团棉花；故答案为：放一团棉花；
（4）实验的主要步骤是：先检查装置气密性，然后装药品、连接实验装置，开始实验，最后整理实验器材；故答案为：D；
（5）双氧水自身分解较慢，所以要加入催化剂让其分解的更快；故答案为：催化剂；过氧化氢 ---二氧化锰--->水+ 氧气；
（6）制取NH3的物质的状态和反应条件是固＋固 气，所以发生装置是选A，由于NH3具有刺激性气味，且极易溶于水，所以用G来收集较好。故答案为：A，G，氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气；
8.（2019八下·嘉兴月考）小晨和小萍同学发现：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，她们进行了如下探究：（空气中氧气含量21%）
【设计实验】：小晨设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是________。
【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出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。获得第一组实验现象后，小晨又做了第二组实验，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
得出上述两组实验现象后，小萍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。
【实验结论】：再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。则小晨在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是________。（保留整数）
【继续探究】：小萍认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施________。
【答案】稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度；连续、均匀；；35%；收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集氧气
【解析】【设计实验】如果过氧化氢的浓度太大，分解速度太快，会造成生成的氧气不易收集；
【实验研究】开始时导气管中存在空气，应该将其排出，才能收集到纯净的氧气，而气泡均匀连续是氧气纯净的标志；
【实验结论】根据实验数据以及空气的组成计算出水的分数；
【继续探究】可以从增加干燥装置，或者用油代替水完成实验方面思考。
【解答】【设计实验】该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是：稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；
【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。当气泡连续、均匀放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出；
【实验结论】设在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是x，则：
x+（1-x）×21%=48.7%
解得：x≈35%。
【继续探究】采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，实验改进的措施是：收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气。
9.（2019八下·台州期末）几位同学利用如图装置测定高锰酸钾加热制取氧气的多少。实验中发现测量值明显高于根据化学方程式计算的理论值。据此，他们展开了讨论。
（1）仪器 A 的名称为________。
（2）小科认为要重新检查装置的气密性，请写出装置气密性检查的方法：________。
（3）小妍认为可能是实验操作不当引起。以下是他记录的部分实验步骤，会引起测量值偏大的有
A.导管口一有气泡冒出就开始收集
B.试管未冷却至室温后就进行读数
C.将导管移出水面后再熄灭酒精灯
（4）改进实验后重新测量仍然出现以上结果。在老师的帮助下，同学们查阅资料后确定是锰酸钾和二氧化锰两种物质中的一种或两种分解引起。二氧化锰难溶于水，锰酸钾易溶于水，溶液呈深绿色。
他们对试管内的物质充分加热，再将试管中的剩余固体溶于足量的水并过滤，发现不溶物中有二氧化锰，滤液呈无色。根据以上实验现象，两位同学提出两种观点：
小科：不溶物中有二氧化锰，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。小妍：滤液呈无色，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。
对于以上两种观点，请任选一种对其可靠性进行判断并说明理由。________
【答案】（1）铁架台
（2）将导管放入水中，用手握住试管，若气密性良好，导管口冒气泡
（3）A,B
（4）小科观点可靠。因为有二氧化锰存在，说明二氧化锰不分解，则锰酸钾发生了分解。小妍观点不可靠。溶液无色只能证明锰酸钾已分解，但不能确定二氧化锰是否分解。
【解析】（1）根据指定的仪器名称完成填空；
（2）使用“手捂法”检验装置的气密性；
（3）导管中存有部分空气，因此开始的气泡是排出的空气，只有气泡连续稳定的冒出时，才能将导管插入集气装置；开始收集到的氧气温度高，体积比室温下大，因此只能等温度到达室温后才能读数；将导管移出水面后再熄灭酒精灯，不会对产生的氧气体积产生影响；
（4）不溶物中有二氧化锰，说明多出的氧气与二氧化锰肯定无关；溶液无颜色，说明锰酸钾完全分解，即多出氧气的产生与锰酸钾有关。
【解答】（1）仪器A的名称为：铁架台；
（2）小科认为要重新检查装置的气密性，请写出装置气密性检查的方法：将导管放入水中，用手握住试管，若气密性良好，导管口冒气泡；
（3）A.导管口一有气泡冒出就开始收集，收集到的气体里面包含空气，故A符合题意；
B.试管未冷却至室温后就进行读数，由于温度高的氧气体积大，会引起测量值偏大，故B符合题意；
C.将导管移出水面后再熄灭酒精灯，不会对测量结果产生任何影响，故C不合题意。
故选AB。
（4）小科观点可靠。因为有二氧化锰存在，说明二氧化锰不分解，则锰酸钾发生了分解。小妍观点不可靠。溶液无色只能证明锰酸钾已分解，但不能确定二氧化锰是否分解。
考点六、氧气制取数轴图形分析（计算）
1.（2020八下·温州期末）在利用一定质量的双氧水和二氧化锰制取氧气的实验过程中，相关量的变化与时间的对应关系如图所示，则纵坐标可能表示（ ）
A.水的质量 B.氧气的质量 C.双氧水的质量 D.二氧化锰的质量
【答案】D 【解析】在双氧水和二氧化锰制取氧气的实验过程中，随着反应的进行，反应物双氧水的质量不断减小，而生成物水和氧气的质量不断增大，故A、B、D错误；二氧化锰在实验中是催化剂，它的性质和质量保持不变，故D正确。
2.如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示( )
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 D.固体中钾元素的质量分数
【答案】A 【解析】固体混合物受热一段时间后开始放出氧气，故固体中氧元素的质量逐渐减少，反应停止后不变，由于二氧化锰中也有氧元素，故最后氧元素的质量不变零，A正确。反应过程中生成氧气的质量不断增加，B不符合该图像。二氧化锰在反应中为催化剂，反应前后质量不变，C不符合该图像。反应前后固体中钾元素的质量不变，但固体总质量逐渐减少，因此钾元素的质量分数应逐渐增大，D不符合该图像；故答案为A；
3.（2020八下·丽水期末）小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素 质量随时间变化关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B 【解析】加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，随着反应的进行，氯酸钾中的氧元素全部以氧气的形式释放到空气中。但是最终混合物中的氧元素不为零，因为其中的二氧化锰中的氧元素质量保持不变，故B符合题意，A、C、D不合题意。
4.（2020八下·江干期末）下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A.A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B.B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C.C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D.D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
【答案】B
【解析】A.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，不断有氧气生成，因此剩余固体的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后生成了固体氯化钾，因此剩余固体的质量保持不变但不能是零，故A错误；
B.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，由于不断有氧气产生，因此固体中氧元素的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后，氧气不再产生，氧元素的质量保持不变，故B正确；
C.双氧水分解生成水和氧气，因此溶剂的质量在不断增大；当反应结束后，溶剂水的质量保持不变，故C错误；
D.双氧水分解生成水和氧气，由于氢元素始终存在于水中，不会溢出，所以氢元素的质量保持不变。但是双氧水的质量在不断减小，因此氢元素的质量分数越来越大，故D错误。
5.（2020八下·台州开学考）下列各图是实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的关系图（横坐标为加热时间t），其中不正确的是（ ）
A.图甲：生成氧气的质量与氯酸钾和二氧化锰的混合物加 热时间的关系
B.图乙：二氧化锰在固体混合物中的质量变化情况
C.图丙：加热氯酸钾的对比情况：a添加了二氧化锰，b未添加二氧化锰
D.图丁：二氧化锰在固体混合物中质量分数的变化情况
【答案】D
【解析】A.用氯酸钾制取氧气，开始加热时并没有氧气产生，需要达到一定温度后才能开始反应，故A正确不合题意；
B.二氧化锰为催化剂，而催化剂的质量和性质在反应前后没有变化，故B正确不合题意；
C.添加二氧化锰催化剂，可以降低开始反应的温度，即缩短加热时间，故C正确不合题意；
D.由于有氧气产生，所以混合物的质量会不断减小，而二氧化锰的质量保持不变，根据公式可知，二氧化锰在混合物中的质量分数会不断增大，故D错误符合题意。
6.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是( B )
A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.反应时间较长的是高锰酸钾
7.如下图是实验室制取气体的常用装置。请回答：
（1）仪器a名称是 ，A装置中的集气装置只能收集密度比空气 的气体。
（2）过氧化氢制取氧气的文字表达式是 ；反应中，二氧化锰起 作用，加快了过氧化氢的分解。
（3）用A或B装置制备气体的反应应该是 和液体不需要加热的反应。
【答案】（1）长颈漏斗 大
（2）过氧化氢 水＋氧气 催化
（3）固体（或液体）
【解析】收集密度比空气大的气体用向上排空法；二氧化锰用作过氧化氢分解的催化剂。
8.下图是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式 。
（2）甲装置试管中棉花的作用是 。
（3）用乙装置制取氧气选用的药品是 和 。
【答案】（1）高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
（2）防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
（3）过氧化氢 二氧化锰
【解析】要熟悉实验室制取氧气的原理、装置及操作方法。
MnO2八下科学尖子生培优第3章 第一节 空气与氧气
考点目录：
考点一、大气的空气成分
考点一、氧气的物理性质与化学性质
考点二、常见气体检验与验满
考点三、探究空气中的氧气含量（实验探究）
习题训练：
考点一、大气的空气成分
1.在生产和科学研究中需要用到一些保护气。当焊接金属时，为了隔绝空气，能作为保护气的是(D)
A.氢气、氮气 B.氮气、氧气 C.二氧化碳、一氧化碳 D.氮气、氩气
2.空气是一种宝贵的自然资源。如图所示为空气成分示意图，其中R指的是( B )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
3.下列关于空气的说法正确的是 ( A )
A.通常情况下，空气中氧气、氮气的体积比约为1：4
B.空气中氮气的含量为78%
C.空气中二氧化碳的体积只占0.04%，因此它的作用很小
D.空气中含量最少的是稀有气体
4.空气是人类宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存的物质，下列有关空气的说法中，正确的是 ( D )
A.经过净化的空气是纯净物
B.氧气降温至-218℃变成一种蓝色的雪花状固体，说明降温可使氧气转化成新的物质
C.分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学反应
D.氮气化学性质稳定，但在一定条件下也能发生化学反应，工业上用于制氮肥
考点二、氧气的物理性质与化学性质
1.下列关于实验现象的描述，正确的是 （ ）
A.红磷在空气中燃烧产生白色的烟雾 B.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C.木炭在氧气中燃烧生成黑色固体 D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰
【答案】D
【解析】红磷在空气中燃烧产生白烟，“烟”为固态，而“雾”为液态，A不正确；.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是结论的叙述，B不正确；.木炭在氧气中燃烧生成无色气体，C不正确；硫在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰，D正确。
2.（2020八下·拱墅期末）某化学兴趣小组的同学检验氧气的化学性质实验中，实验记录或操作不正确的是( )
A.用坩埚钳将木炭从上住下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，可充分利用瓶中氧气
B.将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可増大铁丝的受热面积
C.红磷在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，并放热
D.做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙
【答案】C
【解析】A.用坩埚钳将木炭从上住下缓慢伸入集满氧气的集气瓶中，可充分利用瓶中氧气，故A正确不合题意；
B.将打磨后的铁丝盘成螺旋状，可増大铁丝的受热面积，使铁丝充分燃烧，故B正确不合题意；
C.红磷在氧气中燃烧发出白光，并放热，并生成白烟，故C错误符合题意；
D.做铁丝在氧气中的燃烧实验时，集气瓶应预先装有少量水或铺上一层细沙，防止熔融物直接接触瓶底发生炸裂，故D正确不合题意。
3.如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A.b导管连接供给氧气的钢瓶 B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.该装置可用来观察是否有氧气输出 D.该装置不能用来观察输出氧气的速度
【答案】C
【解析】该装置洗气除杂时不管密度大小，都是长进短出；排水法收集气体时，短进长出；排空气法收集气体时，密度大则长进短出，密度小则短进长出。
a导管连接供氧气的钢瓶，A错误；b导管连接病人吸氧气的塑胶管，B错误；若有氧气输出，瓶内水中有气泡，C正确；该装置可以通过气泡的快慢来观察输出氧气的速度，D错误。
4.（2020·温州模拟）实验室制取氧气的过程巾，可以利用右图装置进行干燥、收集、测量等操作。下列对应的处理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出
B.方式②：向上排空气法收集氧气，由a进气收集氧气
C.方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出
D.方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，b接量筒
【答案】B
【解析】A、方式①：瓶内装浓硫酸干燥氧气，氧气由b进a出 ，气体在通过浓硫酸的过程中水蒸气被吸收，处理合理，A错误；
B、方式②：向上排空气法收集氧气，氧气进来将空气向上逐渐排出，所以应该是从b进入，处理不合理，B正确；
C、方式③：排出瓶中原来储存的氧气，由b通入水，氧气从a排出。通入的水会将长导管的下部封住，所以氧气要从a排出，处理合理，C错误；
D、方式④：瓶内装满水后用排水法测量通入氧气的体积，由a进氧气，气体在瓶内积累，气压增大将液化由b压出，所以b接量筒处理合理，D错误。
5.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的装置，下列说法不正确的是(C)
A.使用该装置可观测是否有氧气输出
B.使用该装置可观测氧气输出的速度
C.b导管连接供给氧气的钢瓶
D.b导管连接病人吸氧气的塑料管
6.铁丝在氧气中燃烧的全过程如图所示，试回答下列问题：
(1)选用的细铁丝应先用砂布擦去铁丝表面的铁锈，这个变化是物理变化。
(2)铁丝为什么要绕成螺旋状？增大铁丝的受热面积。铁丝前端为什么要系一根火柴？引燃且提高铁丝局部的温度，以利于铁丝顺利燃烧。集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？防止溅落的熔融物使瓶底炸裂。点燃火柴后，铁丝插入集气瓶内的适宜时刻和方法是待火柴临近烧完时，缓缓插入集气瓶。为什么？避免火柴梗太长而消耗过多的氧气。
(3)观察到铁丝在氧气中燃烧时的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质。
(4)写出发生反应的文字表达式：铁＋氧气四氧化三铁。
考点三、常见气体检验与验满
1.（2020八上·温州期中）下图是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.将高锰酸钾放入试管底部，固定在铁架台上，且管口略微向下，防止冷凝水倒流导致试管炸裂；在导管口放入一团棉花，防止高锰酸钾的颗粒堵住导管口发生爆炸，并用酒精灯加热，故A正确；
B.氧气的密度大于空气，使用向上排空气法收集，注意导管要伸到集气瓶底部，故B错误；
C.验满时，将带火星的小木条伸到集气瓶口即可，不能伸入瓶内，故C错误；
D.铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，火花四溅，如果熔融物滴落在瓶底，很容易发生炸裂，因此在瓶底放入一层细沙或少量的水，故D错误。
2.（2019八下·台州期末）有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（ ）
A.甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气
B.利用乙装置收集氧气，气体从a通入
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满
【答案】D
【解析】A.氧气的密度大于空气，收集氧气应使用向上排空气法，故A错误；
B.利用乙装置收集氧气，气体从b通入 ，故B错误；
C.用燃着的木条伸入丙中，若木条剧烈燃烧，发出白光，表明该气体是氧气，故C错误；
D.将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否集满，故D正确。
3.（2019八下·余杭月考）实验室需收集一瓶约混有 体积空气的氧气，下列操作正确的是( )
A B C D
集气瓶中灌 的水 集气瓶中灌 的水 导管伸入到集气瓶体积的 处 导管伸入到集气瓶体积的 处
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】根据排水法收集气体时排出多少体积的水则收集多少体积的氧气分析。实验室需收集一瓶约混有1/4体积空气的氧气，则需用排水法收集，排出多少体积的水则收集多少体积的氧气，则集气瓶中注入３/４体积的水；
考点四、探究空气中的氧气含量（实验探究）
1.（2020八下·青田期末）对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
A.甲图通过水体积的变化得出空气中O2体积
B.乙图中的水吸收反应放出的热量
C.丙图中的水通过冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂
D.丁图中的水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满
【答案】B
【解析】A.甲图通过水体积的变化得出空气中O2体积，故A不合题意；
B.乙图中的水不但可以吸收反应放出的热量，还可以吸收反应产物二氧化硫，减小对空气的污染，故B符合题意；
C.丙图中的水通过冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂，故C不合题意；
D.丁图中的水先将集气瓶内的空气排净，后便于观察H2何时收集满，故D不合题意。
2.（2020八下·乐清期末）如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】（1）白磷燃烧会消耗氧气，同时释放出大量的热，由于温度升高而引起的压强增大量远远大于氧气消耗引起的压强减小量，所以在反应结束前，集气瓶内的气压是增大的。
（2）当反应结束后，没有热量产生，集气瓶内气体的温度开始下降，气压不断减小。
（3）当温度降低到室温时，由于其中有1/5体积的氧气被消耗，所以气压也会减小1/5，即现在的气压是标准气压的4/5=0.8.故C正确，而A、B、D错误。
3.（2020八下·青田期中）暖宝宝贴(主要成分为铁粉、木炭、食盐)的热量来源于发热剂(铁粉)与氧气的反应，小涛同学设计了利用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量的实验。实验开始前，装置如图所示，实验后从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)中的水的体积为45mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.实验前必须检查装置的气密性
B.通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18%
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积
【答案】B
【解析】A.物质反应消耗集气瓶中的氧气，使集气瓶中气压减小，在大气压强的作用下水被吸进集气瓶，吸入水的体积就是氧气的体积。如果装置的气密性不好，那么集气瓶内气压始终与外界气压一致，就无法吸入水，进而无法完成测量，故A正确不合题意；
B.集气瓶中空气的体积为：250ml-20ml=230ml，那么空气中氧气的体积分数：，故B错误符合题意；
C.若实验测得的空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，没有将氧气全部消耗完，故C正确不合题意；
D.必须等温度计的读数恢复至实验前的数值后才能记录量筒内剩余水的体积，即在常温常压下测量才准确，故D正确不合题意。
4.（2019八下·丽水月考）点燃的蜡烛在如图1所示密闭装置内燃烧一段时间后会自动熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是( )
A.蜡烛燃烧前装置内只有氧气 B.装置内物质总质量不断减少
C.有氧气蜡烛也不一定燃烧 D.蜡烛熄灭后，瓶内只剩下二氧化碳气体
【答案】C
【解析】反应前瓶内氧气的体积分数约是19.56%，当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明开始时瓶内含有其它气体，氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧。
A. 反应前氧气的体积分数约是19.56%，说明蜡烛燃烧前装置内除了含有氧气，还含有其它气体，故错误；
B. 根据质量守恒定律，密闭容器内的物质的质量总质量不会减少，故错误；
C.当氧气的体积分数达到15.96%时，蜡烛熄灭，说明氧气的浓度低于一定值时，蜡烛无法燃烧，故正确；
D. 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，瓶内不会只剩下二氧化碳和水蒸气，还应含有燃烧前瓶内的其它气体，
5.（2020·余杭模拟）小金同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图1所示），但测出的氧气的体积分数明显小于1/5。他对课本上的实验装置进行了图2所示的改进（其他仪器忽略）。小丁同学提出应把图2红磷换为白磷，理由是________。拉瓦锡测出的氧气约占空气总体积的1/5，而我们在做图1的实验时，即使红磷足量、操作正确，气体减少的体积往往小于1/5。为什么呢？小高联想到铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧的事实，分析得出原因是________。
【答案】白磷的着火点比红磷低；氧气浓度低于一定时燃烧停止，无法耗尽氧气
【解析】加热粗铜丝，利用粗铜丝传递的热量是无法加热红磷燃烧的，而因为白磷低粗铜丝的热量可以点燃白磷。所以小丁同学提出应把图2红磷换为白磷，理由是 白磷的着火点比红磷低 。
小高联想到铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧的事实 ，主要是因为氧气的浓度与物质的燃烧有关系，当氧气浓度降低到一定时，物质无法燃烧。分析得出原因是： 氧气浓度低于一定时燃烧停止，无法耗尽氧气 。
6.（2020八下·温州期中）学习空气中氧气含量测定实验后，小明将课本中的实验装置改进为如图甲实验装置。用加热的电烙铁点燃红磷后，立刻拔掉插头，无线气压计实时记录瓶内的气压变化。实验过程中气压变化如图乙。
资料：一个密闭容器内气压受温度和气体量的影响，温度越高，气体质量越大，气体气压越大。
结合以上信息，及所学知识，对图乙中AB段与CD段气压上升原因做出简要说明。
【答案】AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
【解析】（1）红磷燃烧消耗氧气，并放出热量，一个因素使气压减小，另一个因素使气压增大，而最终两个因素影响程度的大小决定了气压的走向；
（2）集气瓶内气压减小，烧杯里的水会被大气压强压入集气瓶；当水不再流动时，集气瓶内的气压肯定等于一个标准气压，据此分析即可。
【解答】 AB段：白磷燃烧放出热量，瓶内气温升高使气压变大。同时瓶内氧气被消耗，气体质量减少使气压变小。但气温对对气压的影响大于气体质量对气压的影响，所以气压升高；
CD段：C点时打开止水夹，烧杯内的水倒流入容器内，水填充了消耗的氧气的体积，所以气压升高。
7.（2016八下·浙江期中）某课外活动小组在学习了书本 “空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5 不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是________。
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是________
【答案】（1）10
（2）使注射器内的氧气充分与红磷反应
（3）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的合量。
【解析】只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项,才能正确解答本题。
（1）氧气约占空气体积的1/5，所以理论上注射器内气体减少的体积为50ml×1/5=10ml；
（2）交替缓慢推动两个注射器,可以使注射器内的气体中的氧气与红磷充分接触并发生反应．从而提高了实验结果的精确度；
（3）该实验中氧气会与红磷反应，从而使注射器中气体的体积减小（减小的体积就是参加反应的氧气的体积），从而可以计算出空气中氧气含量。故学到的测量混合物中某成分含量的方法是：通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的合量。
8.（2019八下·南浔期末）某研究性学习小组对书本探究空气中氧气的体积分数实验（图乙）装置进行了改进，设计了如图甲所示的装置，其中A是底面积为50厘米2、高20厘米的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以厘米为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。操作过程如下：
①检查装置的气密性。
②加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15厘米处。
③将过量的红磷平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖。
④通电加热红磷，充分反应后，待冷却到原来的状态，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）
（1）写出该实验的原理：________（用化学方程式表示）
（2）在操作④结束时，与装置A中液面最接近的刻度是________（填整数）。
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：________
【答案】（1）4P+5O2 △ 2P2O5（或点燃）
（2）12厘米
（3）使A容器内外气压相等或避免水压对气体体积测量的影响。
【解析】（1）红磷与氧气反应生产五氧化二磷，化学方程式为： 4P+5O2 △ 2P2O5 ；
（2）空气中的氧气约占20%，那么原来氧气的体积为：15cm×20%=3cm；当A中的氧气完全反应后，空气的体积应该减少3cm，即水面对准的刻度为;15cm-3cm=12cm;
（3）操作④中，调整B的高度使容器A、B中的液面保持相平的目的是：使A容器内外气压相等或避免水压对气体体积测量的影响。
9.（2020八下·吴兴期末）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足 B.装置Ⅰ漏气
C.未等装置冷却就松开止水夹 D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞．③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好．④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是________（填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的 ，则注射器活塞最终停留在________ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是________。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是________。
【答案】（1）A,B,C
（2）①③②④；10；使装置中的氧气充分反应
（3）测量结果更准确/减少大气污染/更环保
【解析】（1）A.如果红磷量不足，那么氧气就不能充分反应，从而剩余部分氧气，造成气压偏大，故A符合题意；
B.如果装置I漏气，那么外面的空气会进入瓶内，造成瓶内气压偏大，故B符合题意；
C.如果装置内的温度偏高，那么造成瓶内气压偏大，故C符合题意；
D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，对瓶内气压的变化几乎没有影响，故D不合题意。 故选ABC。
（2）装置II中的实验步骤为：
①测定玻璃管容积V1为70mL；
③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好；
②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞；
④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
正确的操作顺序为：①③②④。
装置内氧气的体积为：；
那么活塞最终所对的刻度为：30ml-20ml=10ml。
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是：使装置中的氧气充分反应。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，【装置Ⅱ】的一个优点是：
①注射器上有刻度，因此测量结果更准确
②尾气用气球收集，不会排放到大气中，减少大气污染，更环保。
10.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：在具支试管中加入足量的试剂X，塞上橡胶塞，记录注射器Ⅱ中气体体积（记为V1）
步骤三：用酒精灯加热，使试剂X与氧气反应充分。
步骤四：停止加热，冷却至室温，将注射器Ⅰ中的气体全部挤入具支试管，待注射器Ⅱ的活塞稳定后，读取并记录气体体积（记为V2）
步骤五：实验结束后，清洗仪器，将具支试管装满水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均无气体或液体残留，将试管中的水倒入量筒，测定体积（记为V3）
（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：________ 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作是________。
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为________ （用V1、V2、V3表示）。
【答案】（1）试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或 绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或 往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。
（2）交替推动两注射器的活塞 （3）
【解析】（1）步骤一中检查装置气密性的方法是：试管加热，活塞向外推，等试管冷却后活塞恢复到原位。或绑住注射器1活塞固定不动，向里推或向外抽注射器2活塞，放手后回到活塞原位置。或 往里推进（抽拉）注射器1活塞时注射器2活塞向外移动（向里移动），且两者移动的体积相同。 。
（2）步骤三中，为使试剂X与氧气反应充分，可以采取的操作： 交替推动两注射器的活塞 ；
（3）根据测得数据可以计算空气中氧气的体积分数为： 。
11.（2019八下·永嘉月考）某校科学小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的 实验装置。实验步骤如下：
①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性。发现装 置的气密性良好。
②在集气瓶里装进适量 a 体积的水，燃烧匙里放一块白磷（其着火点是 40℃），并在酒精灯上把玻璃棒
下端加热，按图示装置把集气瓶中（整个集气瓶的体积是 c）的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）。
③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出 大量的热。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）。
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。
⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是 b。
⑥根据 a、b、c 三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息，回答下列问题。
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面位置的变化情况是 。
A.一直降低 B.一直升高 C.先降低后升高 D.先升高后降低
（2）若实验非常成功，请写出 a、b、c 三个数据应满足的一个等式关系式________。
（3）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值小于理论值的是 。
A.装置气密性不好 B.实验前集气瓶里没有装适量的水
C.集气瓶没有冷却到室温 D.用木炭代替红磷
【答案】（1）C （2）c-a=5(b-a) （注：1/5 或者 21%都可以) （3）A,C
【解析】（1）白磷燃烧的化学方程式是：；白磷燃烧时放出大量的热，温度升高，集气瓶中的压强增大，导致集气瓶中的水通过导管进入烧杯，当白磷燃烧完并且降温至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，因此在白磷开始燃烧到最后熄灭冷却的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先降低、再上升；
（2）因为氧气约占空气总体积的五分之一，若实验成功，进入集气瓶中的水约为b-a，原集气瓶中空气的体积为：c-a．它们满足的关系式为：
（3）导致实验值小于理论值，也就是最终进入集气瓶的水不足1/5，原因可能有：气密性不好，没有冷却至室温就打开了弹簧夹。
考点五、氧气的制取与收集（实验探究）
1.可以鉴别出氧气和氮气两瓶气体的简单的方法是（ D ）
A.闻气味 B.看颜色
C.倒入澄清的石灰水 D.用带火星的木条分别伸入瓶中
【解析】氧气、氮气都没有颜色和气味；二者都不和石灰水反应；氧气可以使带火星的木条复燃，而氮气不能使带火星的木条复燃。
2.下列有关制取氧气的说法正确的是（ D ）
A.加热二氧化锰固体可以制取氧气 B.用高锰酸钾制取氧气时要加入催化剂
C.常温下高锰酸钾能分解产生氧气 D.高锰酸钾在加热条件下分解产生氧气
【解析】加热二氧化锰固体不能产生氧气；用高锰酸钾制取氧气时不需要加入催化剂。
3. 在使用高锰酸钾制氧气的操作过程中，先后顺序不规范的是( D )
A. 先检查装置的气密性，再加入药品
B. 先盖上玻璃片，再从水中拿出集气瓶正放在桌上
C. 先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯
D. 先在铁架台上固定发生装置，再放置酒精灯
4.实验室制取氧气实验中，用排水法收集氧气可选用的仪器是（ D ）
A.烧杯 B.酒精灯 C.漏斗 D.水槽
【解析】排水法收集氧气用不到烧杯、酒精灯、漏斗。
5.实验室制取氧气时，必须满足的条件是( B )
A.必须使用催化剂 B.必须用含氧元素的物质作为反应物
C.必须用排水法收集D.必须用燃着的火柴检验是否收集满
【解析】根据质量守恒定律，若反应物中没有氧元素，产物中不可能含有氧元素。
6.下列物质发生分解反应，没有氧气生成的是（ D ）
A.高锰酸钾 B.氯酸钾 C.水 D.碳酸钙
【解析】碳酸钙在高温条件下分解产生氧化钙和二氧化碳，没有氧气产生。
7.加热氯酸钾制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（ B ）
A.不能产生氧气 B.生成氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少 D.没有氯化钾生成
【解析】本题主要考查催化剂的应用和理解。氯酸钾分解时，没有使用催化剂只是反应速率慢，但加热时反应仍能发生；只要一定质量的氯酸钾完全分解，产生氧气的质量是一定值，故本题的正确答案为B1.（2019九上·鄞州月考）下列收集装置，可以用来收集氧气的是（ ）
A.①③ B.①②③⑥ C.①⑤⑥ D.①②③④
【答案】D
【解析】密度小于空气的且不与空气中的气体反应的气体可以用向下排空气(如H2)，密度大小只要看该气体的相对分子质量大于29,密度就基本大于空气。因为氧气的密度比空气的密度要大，因此可以选择向上排空气法来收集，因为氧气不容易溶于水，所以可以选择排水法收集，①②其实就是排水法，可以作为收集氧气的装置；③④其实也是向上排空气法，因此也可以作为收集氧气的装置；但是⑤⑥却是向下排空气法，所以不能作为收集氧气的装置。
2.实验室制取氧气的两种方法如下：
方法一：H2O2 H2O＋O2 方法二：KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2
（1）两种方法涉及的化学反应都是________反应。
（2）如图是实验室制取、干燥和收集气体的装置图。仪器A的名称是________，现用方法一制取一瓶干燥的氧气，请按气体流向，用导管的编号将装置连接好________。(浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂)
【答案】（1）分解 （2）分液漏斗；①③④⑧⑦(或①③④⑧)
【解析】由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应叫分解反应；完整的实验装置包含：反应装置、干燥（除杂）装置、收集（验证）装置、尾气处理装置；
【解答】(1)两个反应都是一种物质生成两种或两种以上物质的反应，都属于分解反应。故答案为：分解；
(2)仪器A为分液漏斗；用方法一制取一瓶干燥的氧气，不需要加热。由于过氧化氢溶液中有水，导致制得的氧气中含有水分，就要除去水分，浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，气体通入的方向是“长进短出”(否则会把瓶中的浓硫酸压出)，如果用排水法收集，则又会混入水分，只能采用向上排空气法，且应从长导管进入；故答案为：分液漏斗；①③④⑧⑦(或①③④⑧)；
3.利用图示仪器通过测量氧气体积来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。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：连好的装置如图甲，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________ (填字母)螺母改正错误。
（3）进行实验：采用正确的反应装置和如图乙所示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
【答案】（1）用手紧握试管 （2）AB （3）A
【解析】(1)检查装置的气密性：将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气。故答案为：用手紧握试管；
(2)组装仪器，给试管中的固体加热时，试管口要向下倾斜，故应该调整AB处螺母。故答案为：AB；
(3)收集并测量气体的体积时，加热时间过短，反应物反应不完全会使测量结果不准。而B的操作会导致氧气部分逸出，从而使结果产生偏差。故答案为：A；
4.根据下列装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：①________ ，②________ ．
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，所选发生装置是________（填字母），写出此反应的化学方程式：________．
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从________ （填“a”或“b”）端通入．
（4）用上述实验制得的氧气完成F装置所示实验，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是________ ，写出F装置中发生反应的化学方程式：________ ．
【答案】（1）锥形瓶；铁架台 （2）B；2KClO32KCl+3O2↑
（3）b （4）防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；3Fe+2O2Fe3O4
【解析】（1）锥形瓶是常用的反应容器，铁架台是常用的加持仪器，故答案为：锥形瓶；铁架台；
（2）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，配平即可；故答案为：B；2KClO32KCl+3O2↑；
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从b端通入，因为氧气的密度比空气的密度大，故答案为：b；
（4）铁在氧气中燃烧时，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可；故答案为：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；3Fe+2O2Fe3O4；
锥形瓶是常用的反应容器，铁架台是常用的加持仪器；制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热,，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集，铁在氧气中燃烧时，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是：防止高温熔化物溅落下来，炸裂瓶底；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可．
5.（2020八上·温州期中）下图中的甲、乙是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出甲装置中发生反应的化学方程式 ________。
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的________性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是________。
（3）若在丙装置中盛满水，用排水法收集(瓶口向上)一瓶氧气，气体从________端(填字母“a”或“b”)通入。若把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，盛氧气的集气瓶预先加少量水，水的作用是________。
（4）某同学用排水法收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不复燃，原因可能是________(答一条即可)。
（5）利用双氧水制取氧气的化学方程式为 ________。在用发生装置丁或戊制取氧气时，丁与戊相比，丁的优点是________ 。
【答案】（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）助燃或氧化；操作简便、节能、安全 等(答一点即可)
（3）b；防止集气瓶受热破裂
（4）装置漏气（或反应物药品的量不足或一开始收集气体时集气瓶中没有装满水）（答案合理即可）
（5）2H2O2 2H2O ＋ O2↑；可以随时补充反应所需双氧水 ，控制反应速率
【解析】（1）根据甲图可知，气体的发生装置为试管且需要加热，那么肯定是“固态加热型”，即反应物应该是氯酸钾或高锰酸钾。加热氯酸钾时，导管口不需要加棉花，防止颗粒吸入导管造成堵塞，因此肯定是加热高锰酸钾制取氧气，据此写出反应的化学方程式；
（2）氧气虽然不能燃烧，但是它可以帮助燃烧，即氧气具有助燃性。乙装置不需要加热，应该是“固液常温型”，即在二氧化锰的催化作用下分解过氧化氢制取氧气，可从操作的简易程度、是否节能和安全的角度分析这种方法的优点；
（3）使用排水法收集氧气，其实就是利用氧气的压强将水排出瓶外，因此氧气肯定不能通入水中，即氧气从短导管进入，而水从长导管排出。铁丝燃烧会火花四溅，放出大量的热，如果熔融物滴落在瓶底，很容易造成集气瓶炸裂，因此在瓶子底部放上细沙或水起到隔热的作用。
（4）带火星的木条不能复燃，说明集气瓶内的氧气不纯，可从装置漏气或集气瓶没有装满水而混用空气的角度思考；
（5）双氧水在二氧化锰的催化作用分解，生成氢气和氧气，据此写出反应的化学方程式；如果装置上有注射器，可以随时向装置内补充需要的双氧水，进而控制反应速率。
【解答】（1）在甲装置中，高锰酸钾分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为： 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ；
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的助燃或氧化性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是：操作简便、节能、安全 。
（3）若在丙装置中盛满水，用排水法收集(瓶口向上)一瓶氧气，气体从短导管b通入。若把红热的铁丝伸入装有氧气的集气瓶里，盛氧气的集气瓶预先加少量水，水的作用是防止集气瓶受热破裂。
（4）某同学用排水法收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入集气瓶中，木条不复燃，原因可能是：装置漏气（或反应物药品的量不足或一开始收集气体时集气瓶中没有装满水）。
（5）利用双氧水制取氧气的化学方程式为： 2H2O2 2H2O ＋ O2↑ 。在用发生装置丁或戊制取氧气时，丁与戊相比，丁的优点是：可以随时补充反应所需双氧水 ，控制反应速率。
6.（2019八下·金华期中）如图是小珂和小琦各自设计的实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图（本题的所有夹持仪器均已省略）。小珂同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气（浓硫酸具有吸水性，不溶解氧且不与氧气反应），请回答问题：
（1）小珂同学制取氧气的发生装置应选择（填装置编号）________。
（2）现要收集一瓶干燥的氧气，请按气体的流向，用装置导管的编号将装置连接好：①→ ________。
（3）小琦同学设计了图C 的装置，并用仪器乙收集氧气。仪器甲叫________，收集氧气的方法为________。
【答案】（1）A （2）②→③→⑤（或②→③→⑤→④） （3）分液漏斗；排水法
【解析】（1）小珂同学制取氧气选择过氧化氢溶液和二氧化锰常温反应，发生装置应选择A；
（2）现要收集一瓶干燥的氧气， 则要先制取氧气，再干燥，再收集，连接顺序为 ①→②→③→⑤；
（3）仪器甲名称为分液漏斗，收集装置的方法是排水法。
7.请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①、②的名称：①________；②________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的气体发生装置为________ (填字母，下同)，气体收集装置为________或________；该装置中，固定仪器时的一条主要注意事项是________。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要________ 。
（4）实验室加热高锰酸钾制取氧气(用排水法收集)的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B装置来进行二氧化锰和过氧化氢制取氧气的实验，在该反应中二氧化锰是________；该反应的文字表达式为________。
（6）经查资料可知，NH3的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取NH3，选用________装置作制取氨气的发生装置，最好选用________装置来收集NH3，理由是________
【答案】（1）酒精灯；锥形瓶
（2）A；E；F；试管口要略向下倾斜
（3）放一团棉花
（4）D
（5）催化剂；过氧化氢 水＋氧气
（6）A；G；氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气
【解析】（1）对于实验器材的认识；故答案为：酒精灯，锥形瓶；
（2）选择A|G|发生装置条件应考虑反应物的状态和反应条件，如A适用于固＋固 气，B适用于固＋液 气。收集装置应考虑气体的密度、气体的溶解性等，D是向下排空气法，E是向上排空气法，根据题意氧气的收集装置应是E或F。故答案为：A,E,F，试管口向下倾斜；
（3）为了防止固体高锰酸钾粉末进入水槽中，所以要在试管口放一团棉花；故答案为：放一团棉花；
（4）实验的主要步骤是：先检查装置气密性，然后装药品、连接实验装置，开始实验，最后整理实验器材；故答案为：D；
（5）双氧水自身分解较慢，所以要加入催化剂让其分解的更快；故答案为：催化剂；过氧化氢 ---二氧化锰--->水+ 氧气；
（6）制取NH3的物质的状态和反应条件是固＋固 气，所以发生装置是选A，由于NH3具有刺激性气味，且极易溶于水，所以用G来收集较好。故答案为：A，G，氨气有刺激性气味，会污染空气，且极易溶于水，G装置可处理尾气；
8.（2019八下·嘉兴月考）小晨和小萍同学发现：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，她们进行了如下探究：（空气中氧气含量21%）
【设计实验】：小晨设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是________。
【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出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。获得第一组实验现象后，小晨又做了第二组实验，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
得出上述两组实验现象后，小萍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。
【实验结论】：再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。则小晨在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是________。（保留整数）
【继续探究】：小萍认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施________。
【答案】稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速度；连续、均匀；；35%；收集氧气前增加气体的干燥装置，再用排油法收集氧气
【解析】【设计实验】如果过氧化氢的浓度太大，分解速度太快，会造成生成的氧气不易收集；
【实验研究】开始时导气管中存在空气，应该将其排出，才能收集到纯净的氧气，而气泡均匀连续是氧气纯净的标志；
【实验结论】根据实验数据以及空气的组成计算出水的分数；
【继续探究】可以从增加干燥装置，或者用油代替水完成实验方面思考。
【解答】【设计实验】该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是：稀释过氧化氢溶液，减缓过氧化氢的分解速率；
【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。当气泡连续、均匀放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出；
【实验结论】设在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是x，则：
x+（1-x）×21%=48.7%
解得：x≈35%。
【继续探究】采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，实验改进的措施是：收集氧气前增加气体的干燥装置，再用抽气法收集氧气。
9.（2019八下·台州期末）几位同学利用如图装置测定高锰酸钾加热制取氧气的多少。实验中发现测量值明显高于根据化学方程式计算的理论值。据此，他们展开了讨论。
（1）仪器 A 的名称为________。
（2）小科认为要重新检查装置的气密性，请写出装置气密性检查的方法：________。
（3）小妍认为可能是实验操作不当引起。以下是他记录的部分实验步骤，会引起测量值偏大的有
A.导管口一有气泡冒出就开始收集
B.试管未冷却至室温后就进行读数
C.将导管移出水面后再熄灭酒精灯
（4）改进实验后重新测量仍然出现以上结果。在老师的帮助下，同学们查阅资料后确定是锰酸钾和二氧化锰两种物质中的一种或两种分解引起。二氧化锰难溶于水，锰酸钾易溶于水，溶液呈深绿色。
他们对试管内的物质充分加热，再将试管中的剩余固体溶于足量的水并过滤，发现不溶物中有二氧化锰，滤液呈无色。根据以上实验现象，两位同学提出两种观点：
小科：不溶物中有二氧化锰，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。小妍：滤液呈无色，说明超出部分的氧气全部由锰酸钾分解的。
对于以上两种观点，请任选一种对其可靠性进行判断并说明理由。________
【答案】（1）铁架台
（2）将导管放入水中，用手握住试管，若气密性良好，导管口冒气泡
（3）A,B
（4）小科观点可靠。因为有二氧化锰存在，说明二氧化锰不分解，则锰酸钾发生了分解。小妍观点不可靠。溶液无色只能证明锰酸钾已分解，但不能确定二氧化锰是否分解。
【解析】（1）根据指定的仪器名称完成填空；
（2）使用“手捂法”检验装置的气密性；
（3）导管中存有部分空气，因此开始的气泡是排出的空气，只有气泡连续稳定的冒出时，才能将导管插入集气装置；开始收集到的氧气温度高，体积比室温下大，因此只能等温度到达室温后才能读数；将导管移出水面后再熄灭酒精灯，不会对产生的氧气体积产生影响；
（4）不溶物中有二氧化锰，说明多出的氧气与二氧化锰肯定无关；溶液无颜色，说明锰酸钾完全分解，即多出氧气的产生与锰酸钾有关。
【解答】（1）仪器A的名称为：铁架台；
（2）小科认为要重新检查装置的气密性，请写出装置气密性检查的方法：将导管放入水中，用手握住试管，若气密性良好，导管口冒气泡；
（3）A.导管口一有气泡冒出就开始收集，收集到的气体里面包含空气，故A符合题意；
B.试管未冷却至室温后就进行读数，由于温度高的氧气体积大，会引起测量值偏大，故B符合题意；
C.将导管移出水面后再熄灭酒精灯，不会对测量结果产生任何影响，故C不合题意。
故选AB。
（4）小科观点可靠。因为有二氧化锰存在，说明二氧化锰不分解，则锰酸钾发生了分解。小妍观点不可靠。溶液无色只能证明锰酸钾已分解，但不能确定二氧化锰是否分解。
考点六、氧气制取数轴图形分析（计算）
1.（2020八下·温州期末）在利用一定质量的双氧水和二氧化锰制取氧气的实验过程中，相关量的变化与时间的对应关系如图所示，则纵坐标可能表示（ ）
A.水的质量 B.氧气的质量 C.双氧水的质量 D.二氧化锰的质量
【答案】D 【解析】在双氧水和二氧化锰制取氧气的实验过程中，随着反应的进行，反应物双氧水的质量不断减小，而生成物水和氧气的质量不断增大，故A、B、D错误；二氧化锰在实验中是催化剂，它的性质和质量保持不变，故D正确。
2.如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示( )
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 D.固体中钾元素的质量分数
【答案】A 【解析】固体混合物受热一段时间后开始放出氧气，故固体中氧元素的质量逐渐减少，反应停止后不变，由于二氧化锰中也有氧元素，故最后氧元素的质量不变零，A正确。反应过程中生成氧气的质量不断增加，B不符合该图像。二氧化锰在反应中为催化剂，反应前后质量不变，C不符合该图像。反应前后固体中钾元素的质量不变，但固体总质量逐渐减少，因此钾元素的质量分数应逐渐增大，D不符合该图像；故答案为A；
3.（2020八下·丽水期末）小科加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气。在加热过程中，该混合物中氧元素 质量随时间变化关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B 【解析】加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，随着反应的进行，氯酸钾中的氧元素全部以氧气的形式释放到空气中。但是最终混合物中的氧元素不为零，因为其中的二氧化锰中的氧元素质量保持不变，故B符合题意，A、C、D不合题意。
4.（2020八下·江干期末）下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）
A.A图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时剩余固体的质量
B.B图表示加热KClO3（含少量MnO2）固体制取氧气时固体中氧元素的质量
C.C图表示双氧水（含少量MnO2）分解时溶剂的质量
D.D图表示双氧水（含少量MnO2）分解时氢元素的质量分数
【答案】B
【解析】A.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，不断有氧气生成，因此剩余固体的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后生成了固体氯化钾，因此剩余固体的质量保持不变但不能是零，故A错误；
B.在加热氯酸钾制取氧气的过程中，由于不断有氧气产生，因此固体中氧元素的质量不断减小。当氯酸钾完全反应后，氧气不再产生，氧元素的质量保持不变，故B正确；
C.双氧水分解生成水和氧气，因此溶剂的质量在不断增大；当反应结束后，溶剂水的质量保持不变，故C错误；
D.双氧水分解生成水和氧气，由于氢元素始终存在于水中，不会溢出，所以氢元素的质量保持不变。但是双氧水的质量在不断减小，因此氢元素的质量分数越来越大，故D错误。
5.（2020八下·台州开学考）下列各图是实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的关系图（横坐标为加热时间t），其中不正确的是（ ）
A.图甲：生成氧气的质量与氯酸钾和二氧化锰的混合物加 热时间的关系
B.图乙：二氧化锰在固体混合物中的质量变化情况
C.图丙：加热氯酸钾的对比情况：a添加了二氧化锰，b未添加二氧化锰
D.图丁：二氧化锰在固体混合物中质量分数的变化情况
【答案】D
【解析】A.用氯酸钾制取氧气，开始加热时并没有氧气产生，需要达到一定温度后才能开始反应，故A正确不合题意；
B.二氧化锰为催化剂，而催化剂的质量和性质在反应前后没有变化，故B正确不合题意；
C.添加二氧化锰催化剂，可以降低开始反应的温度，即缩短加热时间，故C正确不合题意；
D.由于有氧气产生，所以混合物的质量会不断减小，而二氧化锰的质量保持不变，根据公式可知，二氧化锰在混合物中的质量分数会不断增大，故D错误符合题意。
6.如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是( B )
A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D.反应时间较长的是高锰酸钾
7.如下图是实验室制取气体的常用装置。请回答：
（1）仪器a名称是 ，A装置中的集气装置只能收集密度比空气 的气体。
（2）过氧化氢制取氧气的文字表达式是 ；反应中，二氧化锰起 作用，加快了过氧化氢的分解。
（3）用A或B装置制备气体的反应应该是 和液体不需要加热的反应。
【答案】（1）长颈漏斗 大
（2）过氧化氢 水＋氧气 催化
（3）固体（或液体）
【解析】收集密度比空气大的气体用向上排空法；二氧化锰用作过氧化氢分解的催化剂。
8.下图是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式 。
（2）甲装置试管中棉花的作用是 。
（3）用乙装置制取氧气选用的药品是 和 。
【答案】（1）高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
（2）防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
（3）过氧化氢 二氧化锰
【解析】要熟悉实验室制取氧气的原理、装置及操作方法。
