3.1空气与氧气（第3课时） 同步练习（含解析）

3.1空气与氧气（第三课时）
一、选择题
1．从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（　　）
A．通电使水分解 B．高锰酸钾受热分解
C．氯酸钾加热分解 D．过氧化氢分解
2．下列有关氧气的说法中，正确的是（　　）
A．通常情况下氧气极易溶于水，但冷开水里养的鱼会因缺氧而死亡
B．把带火星的木条伸入集气瓶中验满
C．氧气具有可燃性，可用作燃料
D．用高锰酸钾制取氧气属于分解反应
3．下列反应中，属于化合反应的是（　　）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
4．催化剂在化学反应时以及反应前后：①不参加化学反应；②质量不变；③化学性质改变；④化学性质不变；⑤只能加快反应速度；⑥若用双氧水制氧气时忘了添加二氧化锰，则会使氧气的产量减少；⑦二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂。在上述说法中正确的是（ ）
A．①②④ B．②④⑤⑥ C．②④ D．②③⑤⑦
5．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
6．用过氧化氢与二氧化锰混合制取氧气实验中，学习小组同学所选的实验装置与操作方法不能达到实验目的是（　　）
选项 A B C D
实验装置
操作方法 选择固液不加热型 向下排空气收集氧气 用带火星木条验满 排水法收集氧气
A．A B．B C．C D．D
7．小科在做氯酸钾和二氧化锰按一定的比例混合制取氧气实验时，绘制了试管中固体物质质量随时间变化的图像（如图），下列相关说法正确的是（　　）
A．a点表示氯酸钾的质量
B．b点表示氯酸钾和二氧化锰的质量
C．c点表示氯酸钾、氯化钾和二氧化锰的质量
D．d点表示氯化钾和二氧化锰的质量
8．用高锰酸钾制取氧气实验时，发现试管破裂，可能原因有：①实验结束时，先熄灭了酒精灯后将导管移出水槽；②加热时试管底部触及灯芯；③加热前试管内外壁有水珠；④试管口向上倾斜；⑤实验前忘记检查装置的气密性；⑥没有进行预热，直接对准试管里固体进行加热。其中与之相关的是（　　）
A．只有①③⑥ B．只有②④ C．全部 D．除了⑤外其余均是
9．实验室用加热高锰酸钾和排水法制取氧气的实验中，下列操作说法正确的是（　　）
A．应向试管中加入大量药品，以产生更多氧气 B．应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热
C．导管冒出气泡时应立即收集，以免氧气浪费 D．结束时应先熄灭酒精灯，后将导管移出水面
10．下列实验的先后顺序关系不正确的是（　　）
A．双氧水制取氧气时，先加固体二氧化锰，再加液体双氧水
B．排水法收集氧气，先等导管口出现均匀气泡，再将导管伸入瓶口收集气体
C．高锰酸钾制取氧气实验结束时，先熄灭酒精灯，再把导管从水中取出
D．排水法收集满氧气后，应先在水中盖上玻璃片，再将集气瓶拿出水槽
11．某同学加热氯酸钾制取氧气，在盛有氯酸钾的试管a中错将高锰酸钾当作二氧化锰加入其中，与只加热相同质量氯酸钾的试管b相比，正确的是（　　）
A．高锰酸钾是氯酸钾分解反应的催化剂 B．a试管中生成氧气质量更多
C．两试管中生成氧气的质量一样 D．反应结束后试管a中剩余固体种类更少
12．实验室用右图所示装置制取和收集O2 ，下列操作不正确的是（ ）
A．将KMnO4用纸槽装入试管中
B．连接好装置，然后加热，出现气泡时立即收集O2
C．待集气瓶充满O2，盖好玻璃片后，再移出水面，正放在桌面
D．实验结束时，要先将导管移出水槽，后熄灭酒精灯
13．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　）
A． B．
C． D．
14．如图所示，①为制取氧气的发生装置（气密性良好），其中的燃烧匙可以上下移动。②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条伸入瓶内进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
15．如图是工业上分离液态空气制取氧气的微观示意图，分析图示并结合有关知识，判断下列说法中正确的是（　　）
A．空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子体积比液态空气中相应的分子体积大
B．液态空气和空气中各分子都在不断运动且运动速度相同
C．工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧气
D．分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类发生改变，而原子种类不发生改变
二、填空题
16．实验室制取氧气是通过 反应，分解含氧化合物制得，加热分解_________或__________。也可以在二氧化锰作用下分解液体物体 ，在反应中二氧化锰的作用是__________，它在反应前后_______和____________没有变化，只是改变了化学反应的 。氧气的收集可以采用___________和____________方法收集。
17．工业上制取氧气是用____________和___________方法，是属于_______变化。由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应，叫_______反应；一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，叫_______反应。
18．有六种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）途径A、B、C、E、F的基本反应类型都属于 反应。
（2） （填序号）途径发生的是物理变化；
（3）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入 。
（4）实验室制取氧气，收集完毕，先从水槽中取出导管，然后再熄灭酒精灯的原因是什么？
19．工业上制取氧气主要有下列步骤．
（1）从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点 （填“高”或“低”）；
（2）贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。
20．小科利用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，如图所示为混合物中氧元素质量随加热时间的变化情况。
（1）二氧化锰在该反应中的作用是 。
（2）利用图中信息计算混合物中二氧化锰质量。
（3）已知氯酸钾分解后，所有的氧元素都转化为氧气，请在图中画出生成氧气质量随时间变化图像。
21．小明对和制取的实验进行探究。
【资料卡】氯酸钾的化学式为，晶体为无色或白色结晶性粉末，熔点336℃。常温下稳定，在400℃以上，用二氧化锰做催化剂则分解并放出氧气。当与有机物混合会形成爆炸性混合物，急剧加热时可发生爆炸。棉花的主要成分是纤维素，属于有机物。
（1）加热制取，待完全分解后得到的固体属于纯净物中的 。
（2）小明在实验时发现加热制取时时需要在试管口放棉花，其目的是 。
（3）小明提出加热制取时时不需要在试管口放棉花，他的依据是 （写出一条即可）。
22．氧气的实验室制法
（1）原理： +氧气；； +氧气
（2）收集方法：① ；② 。
（3）检验方法：将 的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气。注意：①用高锰酸钾制取氧气，应在试管口放一小团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管。②实验结束时先 ，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒流引起试管破裂。
23．如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
(1)A装置中仪器a的名称是 。
(2)选用双氧水和二氧化锰制取氧气时，应选用 作为气体发生装置（填字母），其中二氧化锰起 作用。
(3)若选用装置D，采用排空气法收集氧气，氧气应从 （填b或c）管进入。
(4)实验室常用氯化铵固体和碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水。制取并收集氨气时，应从如图中选择的发生装置为 （填字母）；应选择的收集装置是 （填字母）；
24．请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器②的名称 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，选用的气体发生装置A，试管口略向下原因是 ；收集氧气可以选用装置F或 。实验室高锰酸钾制取氧气的文字表达式： 。
（3）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
（4）经查资料可知，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，选用 装置作制取氨气的发生装置，最好选用 装置来收集，理由是 。
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参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B C D B D D B C
题号 11 12 13 14 15
答案 B B D B C
1．D
【详解】A、通电使水分解，要消耗电能，不节能，且生成两种气体使收集的气体不纯，不符合题意；
B、高锰酸钾加热分解，需要加热，消耗能源，不简便，不安全，不符合题意；
C、氯酸钾加热分解，需要加热，消耗能源，不简便，不安全，不符合题意；
D、过氧化氢催化分解，常温即可进行，节能，简便，生成水，无污染，符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A、通常情况下氧气不易溶解于水，故A不正确；
B、验满时应将带火星的木条伸在集气瓶口，故B不正确；
C、氧气具有助燃性但不具有可燃性，不能燃烧，故C不正确；
D、用高锰酸钾制取氧气同时生成锰酸钾和二氧化锰，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故D正确。故选D。
3．B
【详解】A、石蜡+氧气二氧化碳+水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故选项错误；
B、硫+氧气二氧化硫，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项正确；
C、氯酸钾氯化钾+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误；
D、双氧水水+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误。
故选B。
4．C
【详解】催化剂参加化学反应，只是反应后又会生成回来，选项错误；
②化学反应前后，催化剂的质量不变，选项正确；
③化学反应前后，催化剂的化学性质保持不变，选项错误；
④化学反应前后，催化剂的化学性质保持不变，选项正确；
⑤催化剂能够改变化学反应的速率，即有些催化剂使化学反应速率加快，有些催化剂使化学反应速率减慢，选项错误；
⑥催化剂只改变化学反应的速率，不改变反应物与生成物的质量关系，即用双氧水制氧气时忘了添加二氧化锰，则氧气的产量不变，选项错误；
⑦二氧化锰可以作为过氧化氢制取氧气的反应的催化剂，但并不是各种化学反应的催化剂都说二氧化锰，选项错误；
正确选项是②④，故选C。
5．D
【详解】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。
6．B
【详解】A、如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，因此选择固液不加热型，不符合题意；
B、氧气的密度比空气的密度大，因此能用向上排空气法收集，符合题意；
C、氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了，不符合题意；
D、用万能瓶排水法收集氧气，要长进短出，因为氧气的密度比水小，且不易溶于水，不符合题意。
故选B。
7．D
【分析】氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。
【详解】A、a点氯酸钾还没分解，表示氯酸钾和二氧化锰的质量之和，错误；
B、b点氯酸钾还没有完全分解，表示未分解的氯酸钾、二氧化锰、氯化钾的质量，错误；
C、c点氯酸钾已经完全分解，表示氯化钾和二氧化锰的质量，错误；
D、d点是氯酸钾完全分解后继续进行加热，表示氯化钾和二氧化锰的质量，正确。
故选D。
8．D
【详解】在实验后试管破裂，这是操作不当经常会出现的问题，试管破裂可能的原因有：
实验结束时，先熄灭了酒精灯后将导管移出水槽，导致水倒流进试管而炸裂试管；
加热时试管底部触及灯芯（那里温度很低），试管受热不均而破裂；
加热前试管内外壁有水珠，加热时，试管受热不均而破裂；
固体加热时，试管口未略向下倾斜，试管里药品的冷凝水流到很烫的试管底部而炸裂试管；
没有进行预热，直接对准试管里固体进行加热，会使试管受热不均匀而破裂；
实验前忘记检查装置的气密性，只会导致气体外逸，不会导致试管破裂。
综上所述，故选：D。
9．B
【详解】A．应向试管中加入适量药品，将试管底部铺满即可，故A错误。
B．应先给试管均匀预热，后集中药品部位加热，防止试管炸裂，故B正确。
C．导管冒出气泡时不应该立即收集，这时气体中存在空气，故C错误。
D．结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水被倒吸进试管造成炸裂，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】A、实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，加药品时，先加二氧化锰，再加双氧水，选项正确；
B、排水法收集氧气，先等导管口出现均匀气泡，再将导管伸入瓶口收集气体，选项正确；
C、根据制取氧气的操作步骤口诀“查装定点收移熄”，实验完毕后，要先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂，选项错误；
D、排水法收集满氧气后，应先在水中盖上玻璃片，再将瓶拿出水槽，选项正确；
故选C。
11．B
【详解】A、高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，选项错误；
B、高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，在盛有氯酸钾的试管a中错将高锰酸钾当作二氧化锰加入其中，则a试管中生成氧气质量更多，选项正确；
C、在盛有氯酸钾的试管a中错将高锰酸钾当作二氧化锰加入其中，则a试管中生成氧气质量更多，选项错误；
D、反应结束后试管a中剩余固体中含有高锰酸钾分解生成的锰酸钾、二氧化锰和氯酸钾分解生成的氯化钾，即反应结束后试管a中剩余固体种类多一些，选项错误，故选B。
12．B
【详解】A、为防止高锰酸钾粉末站在试管壁上，将KMnO4用纸槽装入试管中，正确；
B、用排水法收集氧气时，当气泡均匀连续地放出时，才开始收集氧气，不能立即收集，错误；
C、气体集满后，盖好玻璃片，将集气瓶正放在桌面上，因为氧气的密度比空气的密度大，正确；
D、收集完成后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，可以防止水倒流而炸裂试管，正确；
故选B。
13．D
【详解】A、氧气密度大于空气，用向上排空气法收集时，导管应插入集气瓶底，利于空气的排出，错误；
B、氧气的密度小于水，用该选项装置收集氧气，从长导管端通入气体，气体会从短导管出逸出，收集不到氧气，错误；
C、用该选项装置收集氧气，从短导管端通入气体，因氧气密度比空气大，会沉至瓶底，直接从长导管出逸出，收集不到氧气，错误；
D、氧气密度大于空气，用向上排空气法收集时，导管应插入集气瓶底，利于空气的排出，正确。
故选D。
14．B
【详解】A、在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气错误，因为二氧化锰是催化剂，故选项错误；
B、若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集，故选项正确；
C、若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放在集气瓶口验满，故选项错误；
D、将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的错误，因为排水法收集的氧气不干燥，故选项错误；
故选B。
15．C
【详解】A、空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子间隔比液态分子间隔大的缘故，故选项错误；B、液态空气和空气中分子都在不断运动但是速率不同，故选项错误；C、工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧气，故选项正确；D、分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类不变，故选项错误。故选C。
16．
【详解】分解含氧化合物制取氧气是一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，故填分解；
在实验室中，通过加热分解高锰酸钾或氯酸钾来制取氧气，故填高锰酸钾或氯酸钾；
在实验室中也可以通过在二氧化锰作催化剂的条件下分解液体过氧化氢来制取氧气，故填过氧化氢；
该反应中，二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率，起催化作用，故填催化作用；
在化学反应前后催化剂的质量与化学性质保持不变，故填质量与化学性质；
催化剂在化学反应中能改变其它物质的化学反应速率，故填反应速率；
氧气不易溶于水，且氧气的密度比客气的密度大，所以收集氧气可以选择排水法或向上排空气法，故填排水法或向上排空气法。
17．液态空气分离法；膜分离技术；物理；化合；分解。
【详解】工业上制取氧气是用液态空气分离法和膜分离技术方法，是属于物理变化。由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应，叫化合反应；一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，叫分解反应。
故填：液态空气分离法；膜分离技术；物理；化合；分解。
18． 分解 D 催化剂 防止水倒流使试管炸裂
【分析】过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氯酸钾在二氧化锰的作用下受热分解生成氯化钾和氧气，氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气。
【详解】（1）途径A是过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，B是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，C是水在通电条件下分解生成氢气和氧气，E是氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气，F是氯酸钾在二氧化锰的作用下受热分解生成氯化钾和氧气，A、B、C、E、F的基本反应类型都属于分解反应；
（2）D途径是利用空气中各成分的沸点不同，加热时可以先后挥发，没有新的物质生成，发生的是物理变化，故选D。
（3）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入二氧化锰做催化剂。
（4）实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，收集完毕，先从水槽中取出导管，然后再熄灭酒精灯的原因是防止水倒流使试管炸裂。
19． 低 混合物
【分析】根据空气中各种气体的沸点不同，可以进行分离．分离前首先进行除尘，除去二氧化碳和水蒸气。
【详解】在除去空气中的灰尘、二氧化碳和水蒸气后，液化空气，控制条件，氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，再把氮气和氧气分离．该过程没有新的物质生成，属于物理变化，贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是混合物．
故答案为（1）低； （2）混合物。
【点睛】解答本题要知道空气的组成成分及其各种成分的性质，然后根据性质选择适宜的方法进行分离．
20． 加快氯酸钾分解的速率 解：由图可知二氧化锰中氧元素的质量为1.6g
二氧化锰的质量=1.6g÷×100%=4.35g
答：混合物中二氧化锰质量为4.35g。
【详解】（1）二氧化锰在氯酸钾制取氧气的反应中作催化剂，能够加快氯酸钾分解的速率，故填加快氯酸钾分解的速率。
（2）见答案
（3）由图可知，时间由0~t1时没有生成氧气，生成的氧气的质量为0，t1~t2时，生成的氧气的质量=4.8g 1.6g=3.2g，t2后氧气的质量不再增加，仍为3.2g，故生成氧气质量随时间变化图像画为。
21． 氧化物 防止高锰酸钾颗粒进入导管 氯酸钾熔化后才能够分解，不会出现氯酸钾颗粒
【详解】（1）二氧化锰是氧元素与锰元素两种元素组成的纯净物，属于氧化物，故填氧化物；
（2）加热制取时时需要在试管口放棉花，能够防止高锰酸钾颗粒进入导管污染生成的气体，故填防止高锰酸钾颗粒进入导管；
（3）氯酸钾融化后才能够分解，不会出现氯酸钾颗粒，所以加热制取时时不需要在试管口放棉花，故填氯酸钾熔化后才能够分解，不会出现氯酸钾颗粒。
22． 水 氯化钾 排水法 向上排空气法 带火星 将导管从水中移出
【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，故填水；
氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：氯酸钾氯化钾+氧气，故填氯化钾。
（2）氧气不易溶于水，且不与水发生反应，所以收集氧气可以选择排水法，故填排水法；
氧气的密度大于空气的密度，所以收集氧气还可以选择向上排空气法，故填向上排空气法。
（3）氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，所以检验氧气时，将带火星的木条伸到集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气，故填带火星；
加热高锰酸钾或氯酸钾固体制取氧气，且采用排水法收集氧气时，实验结束时，为了防止水倒流引起试管破裂，应先将导管从水中移出，再熄灭酒精灯，故填将导管从水中移出。
23．(1)分液漏斗
(2) A 催化
(3)b
(4) B D/E
【详解】（1）A装置中仪器a的名称是分液漏斗。
（2）实验室常用双氧水和二氧化锰制取氧气，反应不需加热，应选用A作为气体发生装置，其中二氧化锰是该反应的催化剂，起催化作用。
（3）若选用装置D，采用排空气法收集氧气，氧气应从b管进入，因为氧气的密度比空气大，气体沿b导管进入，集气瓶中空气沿c导管逸出。
（4）实验室常用氯化铵固体和碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气极易溶于水。制取并收集氨气时，应从如图中选择的发生装置为B，该反应需要加热，选用固固加热型发生装置，应选择的收集装置是E，因为氨气极易溶于水且氨气的密度比空气小，选用向下排空气法，也可选择D，因为氨气密度比空气小，氨气沿c管通入，集气瓶中的空气沿b管逸出。
24． 锥形瓶 防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管底部炸裂 E C A G 防止氨气污染空气
【详解】（1）图中仪器②的名称是锥形瓶。
（2）管口略向下倾斜的原因是：防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管底部炸裂；收集氧气可选用装置F或E，其原因是：氧气的密度比空气大，不易溶于水；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气，采用用排水法收集，其主要操作步骤为：检查装置气密性、装入药品、加热、收集气体、移出导气管、停止加热，故选C。
（4）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取，所以需选用A装置来制取，最好选用G装置来收集NH3的原因是：防止氨气污染空气。
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