课题3 制取氧气
知识点1 氧气的实验室制取
核心速填
☉制取原理:(写文字表达式)
①分解过氧化氢:过氧化氢水+氧气;
②加热高锰酸钾:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;
③加热氯酸钾:氯酸钾氯化钾+氧气。
☉用高锰酸钾制取氧气
①发生装置:
②收集方法:排水法或向上排空气法
1下列方法不能制取氧气的是(D)
A.加热氯酸钾
B.加热高锰酸钾
C.往过氧化氢溶液中加入二氧化锰
D.加热二氧化锰
解析:二氧化锰可作氯酸钾或过氧化氢分解制取氧气的催化剂,但自身在加热的条件下不发生反应,也不产生氧气。
2下列实验操作属于高锰酸钾制氧气的是(D)
解析:实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热型制取气体;氧气不易溶于水,密度比空气大,能用排水法、向上排空气法收集。D装置为固体加热型制取气体、用排水法收集气体的装置。
【加固训练】
利用下列原理制取氧气,具有反应快、操作简单、能耗少、无污染的特点的是(C)
A.氯酸钾氯化钾+氧气
B.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
C.过氧化氢水+氧气
D.氧化汞汞+氧气
解析:A.该反应操作复杂,需要加热,消耗能源,故选项不符合题意。B.该反应操作复杂,需要进行加热,需要耗能,故选项不符合题意。C.该反应属于“固液常温型”制取气体,具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的特点,故选项符合题意。D.该反应操作复杂,需要进行加热,需要耗能,生成的汞有毒,有污染,故选项不符合题意。
3实验室收集氧气,既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是(A)
①氧气不易溶于水
②氧气易溶于水
③氧气密度比空气大
④氧气密度比空气小
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
解析:本题考查氧气的性质。氧气密度比空气大,可以选向上排空气法收集;氧气不易溶于水,可以选排水法。
4下列装置常用于实验室制取气体,请回答:
(1)写出仪器①的名称 集气瓶 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选择的发生装置是 A (填字母代号),在装入药品前应先检查装置的 气密性 。
(3)用装置C收集氧气时,其验满的方法是 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,证明已集满 。
解析:(1)仪器①是集气瓶;(2)用高锰酸钾制氧气需要选择固固加热型装置。在装入药品前应先检查装置的气密性,否则容易收集不到气体;(3)氧气的验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气已集满。
知识点2 催化剂与催化作用
核心速填
☉催化剂的概念:
在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质。
5[易错题]关于催化剂的说法正确的是(D)
A.催化剂都能加快其他物质的化学反应速率
B.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
C.催化剂在化学反应前后质量和性质不变
D.在一个反应里可以有不同种物质作为催化剂
解析:A.催化剂不一定都能加快其他物质的化学反应速率,也可能是减慢化学反应的速率,故选项说法错误。B.二氧化锰不是所有化学反应的催化剂,其他物质也可以作催化剂,故选项说法错误。C.催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,故选项说法错误。D.在一个反应里可以有不同种物质作为催化剂,如氧化铜、氧化铁、二氧化锰均可以作过氧化氢分解的催化剂,故选项说法正确。
知识点3 分解反应
核心速填
☉定义:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
☉特点:“一变多”,可表示为A→B+C+……。
6下列反应属于分解反应的是(C)
A.铁+氧气四氧化三铁
B.硫+氧气二氧化硫
C.水氢气+氧气
D.甲烷+氧气二氧化碳+水
解析:A.该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,故选项错误;B.该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,故选项错误;C.该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项正确;D.该反应的反应物是两种,不符合“一变多”的特征,不属于分解反应,故选项错误。
7将混有少量高锰酸钾的氯酸钾放入试管中加热至完全反应,最后剩下的固体是(B)
A.两种 B.三种
C.四种 D.五种
解析:加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,而生成的二氧化锰能够加快氯酸钾的分解,氯酸钾分解产生氯化钾和氧气,但是二氧化锰的质量却不改变,同时由于氧气是气体会逸出,所以反应完全后剩余的固体物质有锰酸钾、二氧化锰和氯化钾三种,分析所给的选项可以知道选项B是正确的。
8(2023·合肥五十九中质检)工业制氧气采用分离液体空气法,先将空气液化,然后逐渐升温,关于这个过程的描述不正确的是(A)
A.有新物质氧气生成
B.利用空气中各气体沸点不同
C.氮气沸点低于氧气,先收集到氮气
D.属于物理变化
解析:本题考查氧气的工业制法,明确氧气工业制法的原理才能正确答题。工业制氧气采用分离液态空气法,利用的是空气中各成分沸点不同的原理,氮气沸点低于氧气,首先从液态空气中分离出来,故先收集到氮气,过程中没有新物质生成,属于物理变化,A错误,B、C、D正确。
【加固训练】
下列实验操作的先后顺序,错误的是(C)
A.制取气体时,应先装药品再固定仪器
B.加热试管中的物质时,应先预热再对准有药品的部位集中加热
C.制取氧气时,用排水法收集时,一有气泡冒出,就开始收集
D.排水法收集氧气,集满氧气后先在水下盖上玻璃片再将集气瓶取出正放在实验台上
解析:A.实验室制取气体时,为便于操作,应先装药品,再固定仪器,故选项说法正确。B.加热试管中的物质时,应先预热再对准有药品的部位集中加热,以防止试管受热不均匀造成炸裂,故选项说法正确。C.制取氧气时,用排水法收集时,一有气泡冒出,不能开始收集,因为开始排出的气体是空气,待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集,故选项说法错误。D.排水法收集氧气,为防止氧气逸散,集满氧气后先在水下盖上玻璃片,再将集气瓶取出正放在实验台上,故选项说法正确。
9(2022·锦州中考改编)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 集气瓶 。
(2)实验室用B装置制取氧气时,长颈漏斗末端应伸入液面以下,原因是 防止生成的氧气从长颈漏斗下端管口逸出 。
(3)实验室用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,应选用装置A和 E (从C~E中选填),反应的符号表达式为 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 ,装置A中试管口略向下倾斜的原因是 防止冷凝水回流,使试管炸裂 。
(4)将装置F装满水,用排水法收集氢气,气体应从 m (填“m”或“n”)导管口进入。
解析:本题考查实验室制取氧气,明确实验室制取氧气的原理及发生装置的选择是解答本题的关键。(1)仪器a的名称是集气瓶;(2)实验室用B装置制取氧气时,长颈漏斗末端应伸入液面以下,形成液封,防止生成的氧气从长颈漏斗下端管口逸出;(3)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,制取一瓶较纯净的氧气,氧气不易溶于水,用排水法收集,应选用装置A和E,反应的符号表达式为KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,装置A中试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水回流,使试管炸裂;(4)氢气密度比水小,将装置F装满水,用排水法收集氢气,氢气从短管进,水从长管排出,气体应从m导管口进入。
【加固训练】
(2022·河池都安质检)已知A~H是初中化学常见的八种不同的物质,有如图所示的关系。其中D能使带火星的木条复燃,H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,在反应②中物质B的质量和化学性质都不改变。请回答下列问题。
(1)写出物质的名称:C 锰酸钾 。
(2)写出反应①的文字表达式: 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 。该反应属于 分解 反应。
(3)物质D的用途之一是 用于医疗急救(合理即可) 。
(4)反应②中B所起的作用是 催化 作用。
解析:本题属于推断题,考查氧气的制取与性质,根据信息找出突破口是解答本题的关键。D能使带火星的木条复燃,D是氧气;H是能使澄清石灰水变浑浊的气体,H是二氧化碳,G在氧气中点燃生成二氧化碳,说明G是木炭;A加热生成B、C、氧气,说明A是高锰酸钾,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应②中物质B的质量和化学性质都不改变,说明B是二氧化锰,C是锰酸钾;E在二氧化锰催化下分解生成氧气和F,即过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解为水和氧气,所以E为过氧化氢,F是水。(1)由分析知C是锰酸钾。(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;该反应反应物为一种,生成物为三种,属于分解反应。(3)D是氧气,可供给人类呼吸,用于医疗急救。(4)在反应②中二氧化锰的质量和化学性质都不改变,只改变反应速率,起催化作用。
10(2022·无锡中考节选)化学兴趣小组对实验室制取氧气进行了如下探究。
探究二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用
实验1:在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。(如图)
实验2:向上述试管中加入二氧化锰粉末,把带火星的木条伸入试管,有大量气泡冒出,带火星的木条复燃。
实验3:待上述试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
实验4:探究催化剂的用量对过氧化氢分解速率的影响。每次实验均用30 mL 10%的H2O2溶液,采用不同质量MnO2粉末做催化剂,测定收集到500 mL氧气所用的时间,结果如下:
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
MnO2粉 末用量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
所用 时间/s 17 8 6 3 2 2 2 2
(1)实验1中,观察到有气泡产生,带火星的木条未复燃。实验结论是 过氧化氢溶液分解产生氧气的速率很慢,氧气浓度很低,无法使带火星的木条复燃 。
(2)写出实验2发生反应的符号表达式 H2O2H2O+O2 。
(3)实验3的实验目的是 证明二氧化锰没有参与化学反应,化学性质没有改变 。
(4)由实验4的实验结果可得出的结论是 催化剂的用量能影响反应的速率 。
解析:本题属于探究题,考查催化剂对双氧水制取氧气的作用,正确分析题目信息是正确答题的关键。(1)实验1:过氧化氢溶液中没有加入催化剂,观察到有气泡产生,带火星的木条无法复燃,说明过氧化氢溶液分解产生氧气的速率很慢,氧气浓度很低,无法使带火星的木条复燃;(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生氧气与水,符号表达式为H2O2H2O+O2;(3)实验3为再次向已经反应完的试管中加入过氧化氢溶液,观察到试管中有气泡产生,且能使带火星的木条复燃,证明二氧化锰仍然在试管中,没有参加化学反应,化学性质没有改变,能继续催化过氧化氢的分解;(4)根据表格数据可知,随着二氧化锰质量的增加,过氧化氢的分解速率逐渐变大,当二氧化锰质量达到一定的值后反应速率达到最大值,不再增大;则能得出结论:二氧化锰的用量对过氧化氢的分解有影响。
方法速记
催化剂的特点(化学反应前后)
能改变:化学反应速率(加快或减慢)
可能改变:催化剂的物理性质
不能改变:催化剂的质量和化学性质、生成物的质量课题3 制取氧气
知识点1 氧气的实验室制取
核心速填
☉制取原理:(写文字表达式)
①分解过氧化氢:;
②加热高锰酸钾:;
③加热氯酸钾:。
☉用高锰酸钾制取氧气
①发生装置:
②收集方法:法或法
1下列方法不能制取氧气的是( )
A.加热氯酸钾
B.加热高锰酸钾
C.往过氧化氢溶液中加入二氧化锰
D.加热二氧化锰
2下列实验操作属于高锰酸钾制氧气的是( )
【加固训练】
利用下列原理制取氧气,具有反应快、操作简单、能耗少、无污染的特点的是( )
A.氯酸钾氯化钾+氧气
B.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
C.过氧化氢水+氧气
D.氧化汞汞+氧气
3实验室收集氧气,既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是( )
①氧气不易溶于水
②氧气易溶于水
③氧气密度比空气大
④氧气密度比空气小
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4下列装置常用于实验室制取气体,请回答:
(1)写出仪器①的名称。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选择的发生装置是(填字母代号),在装入药品前应先检查装置的。
(3)用装置C收集氧气时,其验满的方法是。
知识点2 催化剂与催化作用
核心速填
☉催化剂的概念:
在化学反应里能改变其他物质的,而本身的和在化学反应前后都没有变化的物质。
5[易错题]关于催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂都能加快其他物质的化学反应速率
B.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
C.催化剂在化学反应前后质量和性质不变
D.在一个反应里可以有不同种物质作为催化剂
知识点3 分解反应
核心速填
☉定义:由物质生成其他物质的反应。
☉特点:“”,可表示为A→B+C+……。
6下列反应属于分解反应的是( )
A.铁+氧气四氧化三铁
B.硫+氧气二氧化硫
C.水氢气+氧气
D.甲烷+氧气二氧化碳+水
7将混有少量高锰酸钾的氯酸钾放入试管中加热至完全反应,最后剩下的固体是( )
A.两种 B.三种
C.四种 D.五种
8(2023·合肥五十九中质检)工业制氧气采用分离液体空气法,先将空气液化,然后逐渐升温,关于这个过程的描述不正确的是( )
A.有新物质氧气生成
B.利用空气中各气体沸点不同
C.氮气沸点低于氧气,先收集到氮气
D.属于物理变化
【加固训练】
下列实验操作的先后顺序,错误的是( )
A.制取气体时,应先装药品再固定仪器
B.加热试管中的物质时,应先预热再对准有药品的部位集中加热
C.制取氧气时,用排水法收集时,一有气泡冒出,就开始收集
D.排水法收集氧气,集满氧气后先在水下盖上玻璃片再将集气瓶取出正放在实验台上
9(2022·锦州中考改编)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是。
(2)实验室用B装置制取氧气时,长颈漏斗末端应伸入液面以下,原因是。
(3)实验室用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气,应选用装置A和(从C~E中选填),反应的符号表达式为,装置A中试管口略向下倾斜的原因是。
(4)将装置F装满水,用排水法收集氢气,气体应从(填“m”或“n”)导管口进入。
【加固训练】
(2022·河池都安质检)已知A~H是初中化学常见的八种不同的物质,有如图所示的关系。其中D能使带火星的木条复燃,H是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,在反应②中物质B的质量和化学性质都不改变。请回答下列问题。
(1)写出物质的名称:C。
(2)写出反应①的文字表达式:。该反应属于反应。
(3)物质D的用途之一是。
(4)反应②中B所起的作用是作用。
10(2022·无锡中考节选)化学兴趣小组对实验室制取氧气进行了如下探究。
探究二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用
实验1:在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。(如图)
实验2:向上述试管中加入二氧化锰粉末,把带火星的木条伸入试管,有大量气泡冒出,带火星的木条复燃。
实验3:待上述试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
实验4:探究催化剂的用量对过氧化氢分解速率的影响。每次实验均用30 mL 10%的H2O2溶液,采用不同质量MnO2粉末做催化剂,测定收集到500 mL氧气所用的时间,结果如下:
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
MnO2粉 末用量/g 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
所用 时间/s 17 8 6 3 2 2 2 2
(1)实验1中,观察到有气泡产生,带火星的木条未复燃。实验结论是。
(2)写出实验2发生反应的符号表达式。
(3)实验3的实验目的是。
(4)由实验4的实验结果可得出的结论是。
方法速记
催化剂的特点(化学反应前后)
能改变:化学反应速率(加快或减慢)
可能改变:催化剂的物理性质
不能改变:催化剂的质量和化学性质、生成物的质量
