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3.1 空气与氧气（第3课时） 分层练习
科学观念：通过制取氧气，学会用双氧气制取氧气的方法，通过反应化学表达式的比较和归纳，能够区分化合反应和分解反应；能说出催化剂在化学反应中的作用。
科学思维：在设计方案检查装置气密性环节，能用语言、文字、图标等方式进行表述方案和结构，能注意与预想结果不一致的现象，能利用大气压原理尝试作出合理的解释；选择发生装置和收集装置时，能够从多种信息中选择有用信息，能从操作安全性、简便性对检查气密性方案进行评价。
探究实践：会用双氧水制取氧气，会选择发生装置和收集装置，并能迁移到用高锰酸钾等原料制取氧气。
态度责任：注重证据，能依据客观事实和来源可靠的数据提出自己的见解，听取与分析不同的意见，修正自己的观点，质疑没有充分证据的结论或解释。
01 氧气的制取
1．下图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是（ ）
A．①④ B．②③ C．③④ D．①③
【答案】D
【分析】①适用于-固液不加热型发生装置②适用于固-固加热型发生装置③适于不易溶于水且不与水反应的气体收集装置④适用于密度比空气小且不与空气中成分反应的气体收集装置。
【详解】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法或向上排空气法收集。
故选D。
2．下列是一些装置气密性的检查方法，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A、该装置，推动注射器活塞，无论装置气密性良好，导管口均有气泡冒出，不符合题意；
B、关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，一段时间后，液面不下降，说明装置气密性良好，图中操作正确，符合题意；
C、该装置通过长颈漏斗和外界相通，无法用图中方法检查装置的气密性，不符合题意；
D、该装置通过左边导管和外界相通，无法用图中方法检查装置的气密性，不符合题意。
故选B。
3．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】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，故选项错误；
B、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，故选项错误；
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，故选项错误；
D、用该选项装置收集氧气，短导管端通入气体，氧气密度比空气大，氧气从下到上充满万用瓶，瓶内空气从长导管出排出，可以收集，故选项正确。
故选D。
4．图是有关氧气的收集、检验及验满的实验操作，其中正确的是（ ）
A．收集 B．收集
C．检验 D．验满
【答案】A
【详解】A、因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，收集时导管应该尽量接近集气瓶底部，这样能使收集的氧气更纯净，故图示操作正确；
B、因为氧气的密度比空气大，采用向上排空气法收集，而不是用向下排空气法收集，故图示操作不正确；
C、氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气，故图示操作不正确；
D、氧气具有助燃性，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满，故图示操作不正确。
故选A。
5．氢气是一种绿色能源，科学家利用太阳能产生激光，再用激光使水分解得到氢气，此技术使海水分解的化学方程式为：2H2O2H2↑＋O2↑，下列说法不正确的是（ ）
A．TiO2在反应中作催化剂
B．TiO2在反应中质量会减少
C．水分解不产生污染物
D．该技术可以将太阳能转化为氢能
【答案】B
【详解】A、反应前后二氧化钛的质量和化学性质不变，TiO2在反应中作催化剂；故选项正确，但不符合题意；
B、TiO2是催化剂，在反应中质量不变；故选项错误，但符合题意；
C、水分解产生氢气和氧气，都不属于污染物；故选项正确，但不符合题意；
D、氢气具有可燃性，该技术可以将太阳能转化为氢能；故选项正确，但不符合题意；
故选：B。
6．有关实验室制取氧气的说法不正确的是（ ）
A．要检查装置的气密性
B．用排水法收集氧气，当气泡连续均匀放出时再收集
C．用带火星的木条放在集气瓶口来检验氧气是否集满
D．用向下排空气法收集氧气
【答案】D
【详解】A、制取气体时，在加入药品前要检查装置的气密性，避免装置漏气导致生成的气体逸散到空气中不能顺利收集，选项正确；
B、用排水法收集氧气，当气泡连续均匀放出时再收集，避免收集的气体中含有空气影响气体的纯度，选项正确；
C、氧气具有助燃性，能够使带火星的木条复燃，所以可用带火星的木条放在集气瓶口来检验氧气是否集满，选项正确；
D、氧气的密度比空气大，选择排空气法收集氧气时，应采用向上排空气法，选项错误；
故选D。
02 空气的工业制取
7．工业上制取大量氧气的方法是（ ）
A．加热双氧水 B．加热高锰酸钾 C．分离液态空气 D．加热二氧化锰
【答案】C
【详解】工业上制取氧气，先将空气液化，然后利用氧气和氮气的沸点不同，从而将二者分离得到氧气，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
8．有关工业制氧气下列说法正确的是（ ）
A．利用氧气和氮气的密度不同 B．利用液态氧气和液态氮气的沸点不同
C．工业制得的氧气是化合物 D．该变化属于化学变化
【答案】B
【详解】A、工业制氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，而不是密度不同，故A错误；
B、工业制氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，故B正确；
C、工业制氧气，利用氮气和氧气沸点不同将空气中的氮气、氧气分离，不可能分离彻底，故工业制得的氧气含有氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，故C错误；
D、工业制取氧气，过程中无新物质生成，发生的是物理变化，故D错误；
故选B。
03 化合反应和分解反应
9．下列变化中属于分解反应的是（ ）
A．分离液态空气制氧气 B．加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
C．蜡烛燃烧 D．木炭燃烧
【答案】B
【详解】A、分离液态空气制氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确；
C、蜡烛燃烧，是与氧气反应生成二氧化碳和水，该反应不符合“一变多”的特征，不是分解反应，故选项错误；
D、木炭燃烧生成二氧化碳，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。
故选B。
【点睛】分解反应：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”。
10．下列反应属于化合反应的是（ ）
A．工业制氧气 B．用大理石和盐酸混合制二氧化碳
C．在空气中点燃红磷 D．加热高锰酸钾制氧气
【答案】C
【详解】A、工业制氧气是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意；
B、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，生成物有三种，不属于化合反应，不符合题意；
C、红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，符合题意；
D、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意。
故选C。
1．实验室制取氧气，不选用的药品是 ( )
A．高锰酸钾 B．过氧化氢
C．氯酸钾 D．空气
【答案】D
【详解】实验室制取氧气可选用A. 高锰酸钾，B. 过氧化氢，C. 氯酸钾。工业上制取氧气选用空气。
点睛∶本题主要考查实验室制取氧气的方法。
2．现有下列反应：①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
②氯酸钾氯化钾+氧气；③硝酸铵水+氮气+氧气；
④过氧化氢水+氧气。其中适用于实验室制取氧气的是
A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③
【答案】A
【详解】实验室制取气体的要求有：反应条件易达到，不能生成目标气体之外的气体，反应物易得，尽量环保等。反应③中除氧气外还有氮气生成，不适用于实验室制取氧气，A符合题意。
故选A。
3．15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气，难以控制，收集困难，故须对反应速率进行控制，从而获得平稳的气流；
A、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，但过氧化氢溶液从长颈漏斗一次性加入，浓度较大不能获得平稳的气流，不符合题意；
B、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过分液漏斗加水不能获得平稳的气流，不符合题意；
C、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过长颈漏斗加水不能获得平稳的气流，不符合题意；
D、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的加入速率，从而能获得平稳的气流，符合题意。
故选：D。
4．下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中，正确的是（ ）
A．过氧化氢受热后，也不放出氧气
B．要使受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰
C．二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变
D．二氧化锰是一切化学反应的催化剂
【答案】C
【详解】A、过氧化氢受热后，会分解产生氧气，选项错误；
B、不加入二氧化锰，加热过氧化氢也会产生氧气，选项错误；
C、二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变，选项正确；
D、二氧化锰不是所有化学反应的催化剂，选项错误；
故选C。
5．下列反应属于化合反应的是
A．碳酸钾+盐酸→氯化钾+水+二氧化碳
B．乙醇+氧气二氧化碳+水
C．硫+氧气二氧化硫
D．碳酸钙氧化钙+二氧化碳
【答案】C
【详解】A、 该反应生成物是三种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应；
B、 该反应生成物是两种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应；
C、 该反应生成物是一种，且符合“多变一”的特点，属于化合反应；
D、 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。
故选C。
6．下列关于催化剂的说法不正确的是
A．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变
B．催化剂可以提高某些化学反应的速率
C．催化剂可以降低某些化学反应的速率
D．任何化学反应都需要催化剂
【答案】D
【详解】A、由催化剂的概念可知，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变，故选项说法正确．
B、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故选项说法正确．
C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，故选项说法正确．
D、不是所有化学反应都需要催化剂，不使用催化剂物质也能发生化学反应，如碳在空气中燃烧就不需要催化剂，故选项说法错误．
故选D．
7．如图所示，过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法错误的是
A．反应前后，催化剂的质量发生改变
B．反应前后，催化剂的化学性质不变
C．没有催化剂过氧化氢会分解很慢
D．过氧化氢分解产生的气体可使带火星的木条复燃
【答案】A
【详解】A、化学反应前后，催化剂的质量不变，符合题意；
B、催化剂能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，不符合题意；
C、没有催化剂，过氧化氢也能分解，只是分解速率很慢，不符合题意；
D、过氧化氢分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，不符合题意。
故选A。
8．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．属于物理变化
B．利用了物质的沸点不同
C．先收集到的氮气沸点较低
D．有新物质氧气生成
【答案】D
【分析】氧气的工业制法，它是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气。具体步骤是：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压、低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可。
【详解】A、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，描述正确；
B、分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，描述正确；
C、液氮的沸点低于液氧的沸点，因此先收集到的氮气，描述正确；
D、工业制氧气得到的氧气时空气中本来就含有的，而不是新生成的，描述错误。
故选：D
9．下列有关化合反应和分解反应的说法中错误的是（ ）
A．分解反应的产物一定是单质
B．化合反应的反应物可能有两种
C．分解反应的反应物一定是化合物
D．化合反应的产物只有一种
【答案】A
【详解】A、分解反应的产物不一定是单质，如碳酸分解生成水和二氧化碳， 故A选项错误，符合题意；
B、化合反应的反应物可能有两种，，如木炭和氧气反应生成二氧化碳，B选项正确正确，不合题意；
C、分解反应的反应物一定是化合物，例如水通电分解生成氢气和氧气，故C选项正确，不合题意；
D、化合反应的产物只有一种，D选项正确，不合题意；
故选：A。
10．已知在用二氧化锰作催化剂的条件下，氯酸钾也能用来制取氧气。小明同学用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾时相比，正确的是（ ）
A．反应速率不变 B．生成氧气的质量不变
C．反应速率加快，生成氧气的质量不变 D．反应速率加快，生成氧气的质量增加
【答案】D
【详解】高锰酸钾加热分解生成氧气和二氧化锰和锰酸钾；生成的二氧化锰可以催化氯酸钾分解生成氧气。
A、生成的二氧化锰可以催化氯酸钾分解生成氧气，反应速率变快，错误；
B、锰酸钾加热分解生成氧气和二氧化锰和锰酸钾，生成氧气的质量变大，错误；
C、反应速率加快，生成氧气的质量变大，错误；
D、反应速率加快，生成氧气的质量增加，正确；
故选D。
11．如图是某化学反应的微观模型，和分别表示不同元素的原子，下列对图示模型理解正确的是
A．该反应属于化合反应
B．参加反应的两种物质分子个数之比为1：1
C．反应物和生成物中共含有三种元素
D．反应物和生成物中只有一种单质
【答案】A
【详解】A、该反应反应物是两种，生成物是一种，符合“多变一”的特点，属于化合反应，此选项正确；
B、由图可知参加反应的两种物质分子个数之比为1：3，此选项错误；
C、和表示两种原子，同时也表示两种元素，所以反应物和生成物中共含有两种元素，此选项错误；
D、由一种元素组成的纯净物是单质，所以反应物和生成物中有两种单质，此选项错误；
故选A。
12．实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气，有关操作如下，其中正确的一项是
A．长颈漏斗下端必须伸入水面之下
B．放药品时应该先放固体二氧化锰粉末，再注入过氧化氢溶液
C．可将带火星的木条伸入集气瓶中验满
D．实验完毕，可将反应后的废液倒入下水道
【答案】B
【详解】A、为了防止气体从长颈漏斗中逸出，则长颈漏斗下端应浸入液面以下，形成液封，而不是必须伸入水面以下，该选项操作不正确；
B、取用药品时，先放二氧化锰固体，再注入过氧化氢溶液，该选项操作正确；
C、氧气具有助燃性，验满时应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入集气瓶中，该选项操作不正确；
D、实验室中的废液不能直接倒入下水道中，应倒入指定容器中，该选项操作不正确。
故选B。
13．实验室需收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
【答案】B
【详解】收集一瓶约含四分之一空气的氧气时，先向集气瓶中灌入瓶容积3/4的水，瓶中的空气约占瓶容积的1/4，再选择排水法收集氧气，集满氧气后，就收集了一瓶约含四分之一空气的氧气，故选B。
14．质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液①和②，向①中加入少量的二氧化锰，完全反应后，收集到氧气的量随反应时间变化的函数图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】催化剂能改变（加快或减慢）其他物质的反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后不改变。
二氧化锰在过氧化氢分解中加快反应速率，所以单位时间内①产生气体较多。
生成物的质量由反应物质量决定，故质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液生成氧气的质量一样多。
故选A。
15．物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（ ）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
【答案】B
【详解】A、分子是保持物质化学性质的最小微粒，则氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒，故A不符合题意；
B、氧气的助燃性决定了氧气可以作为助燃剂，不具有可燃性，因此氧气不能作为燃料，故B符合题意；
C、分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质，故C不符合题意；
D、氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性，故D不符合题意。
故选B。
16．某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是
A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响
C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响
D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度
【答案】B
【详解】A、根据控制变量法，甲和乙的变量是过氧化氢的浓度，则对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响，故说法正确；
B、实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰，变量不唯一，则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故说法错误；
C、甲和丙的变量是温度不同，丙的温度高，反应速率快，则对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响，故说法正确；
D、根据C项的分析，对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响，对比实验甲、丁，变量是二氧化锰，则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故说法正确。
故选B。
17．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化如图所示。下列分析正确的是
A．反应前后二氧化锰的质量及性质不变
B．P点处固体成分是氯酸钾、氯化钾及二氧化锰
C．在0~t2时段，MnO2在固体混合物中的质量分数不变
D．反应生成的氯化钾质量为bg
【答案】B
【详解】A、二氧化锰是该化学反应的催化剂，反应前后其化学性质及质量不发生改变，物理性质会发生改变，故A不符合题意；
B、根据图像可知，t1点处固体质量开始减少，则此时氯酸钾开始分解，t2点处固体质量不在发生改变，则此时氯酸钾反应完全，则在P点处，氯酸钾部分分解，氯酸钾在加热条件下分解生成氯化钾和氧气，则P点处固体成分为氯酸钾、氯化钾和二氧化锰，故B符合题意；
C、二氧化锰在固体混合物中的质量分数=，二氧化锰是该反应的催化剂，因此二氧化锰的质量不变，由图像可知，在0~ t1时段反应没有发生，固体混合物中的质量不变，所以二氧化锰在固体混合物中的质量分数不变；在t1~t2时段，反应发生，固体混合物中的质量逐渐减小，所以二氧化锰在固体混合物中的质量分数逐渐变大，故C不符合题意；
D、反应结束后，固体混合物的总质量为b g，剩余固体成分为氯化钾和二氧化锰，所以氯化钾的质量小于b g，故D不符合题意；
故选B。
18．某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定产生的氧气体积。装置气密性良好，图I中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有干燥剂。下列说法正确的是
A．将若用装置Ⅳ测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
B．若用装置Ⅲ收集氧气，可将带火星的木条伸入瓶中验满
C．装置I分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，均能达到实验目的
D．实验中，只须将装有二氧化锰的燃烧匙上提，离开过氧化氢溶液的液面，反应即可停止
【答案】A
【分析】实验的目的是制取干燥的氧气丙测定氧气的体积，需要通过干燥然后利用水等体积排除进行体积的测定，所以对应的装置为I连接IV。
【详解】A、由于进入的氧气和排出的水的体积相等，所以集气瓶上方的空气不会对结果产生影响，故选项正确；
B、验满应该在集气瓶口部进行，而非插入瓶内，故选项错误；
C、将装置I分别与装置Ⅱ只能收集到湿润的氧气，且不能测定体积，与Ⅲ相连收集氧气干燥，但是也没法测定体积，故选项错误；
D、实验中，只须将装有二氧化锰的燃烧匙上提，离开过氧化氢溶液的液面，反应是速率减慢而非反应即可停止，故选项错误。
故选A。
19．某学生学习了双氧水制氧气的实验后，想起自己家里也有一瓶消毒用双氧水，由于标签已部分受损无法判断其是否变质，所以他将该瓶溶液带到学校，进行了如下图所示的研究。试回答
（1）放入二氧化锰的作用是
（2）如果该溶液未变质，应该观察到的现象是 ，若不能观察到上述现象，说明该瓶双氧水已经变质成 。
（3）将未过期的这种双氧水滴在伤口上，会迅速出现大量气泡，你认为该气体可能是
【答案】 催化作用（或加快反应速度） 有气泡产生 水 氧气
【详解】（1）过氧化氢能分解生成水和氧气而变质，加入催化剂二氧化锰能加快反应的速度，所以本题答案为：催化作用（或加快反应速度）；
（2）如果溶液未变质则能分解产生氧气，冒出气泡；若不能观察到气泡，说明过氧化氢分解产生了水；所以本题答案为：有气泡产生，水；
（3）过氧化氢分解会产生氧气和水，故答案为氧气。
20．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
(1)实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。
(3)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 。
【问题与思考】
(4)研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂、它在反应前后的化学性质有无变化？
(5)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？
【答案】(1)
(2)带火星的木条复燃
(3)加快
(4)无变化
(5)常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃
【详解】（1）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，发生反应的化学方程式为：；
（2）图1中没有加入二氧化锰，带火星木条不复燃。图3中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，氧气具有助燃性，现象为带火星的木条复燃；
（3）说明二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；
（4）二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质不变；
（5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃。
21．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示．
（1）①所采取的方法是 （填“升温”或“降温”）。
（2）液态空气分离过程中， 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 （填字母，多选）。
a．气体肥料b．医疗急救c．气割气焊
【答案】 降温 液氮 bc
【详解】（1）洁净的空气在加压、降温条件下变为液态，所以①所采取的方法是降温。
（2）液态空气分离过程中，液氮的沸点低，先变为氮气被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）氧气能供给呼吸、支持燃烧，所以贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是医疗急救、气割气焊，故选bc。
22．小明发现实验室中部分双氧水保存过程中会因自行分解而失效，为探究双氧水自行分解的影响因素，小明利用图甲所示装置进行了30分钟的实验，并将所得数据记录在表格中。
（1）为了使测量结果更准确，收集气体的时机在 时（选填字母）；
A．连续均匀冒气泡 B．冒第一个气泡 C．可任意选择都无影响
（2）小明的实验，所基于的假设是 ；
（3）小明发现该反应是放热的，所以他将收集氧气的导管伸到了水面上（如图乙，仍用排水法），请说明这样操作更准确的原因 。
【答案】 B 因为双氧水自行分解的影响因素有温度和浓度。 冷却时量筒中的气体可以回到发生装置中，避免反应升温对测量结果的干扰
【详解】（1）[1]收集气体时，应在刚产生气体，即冒第一个气泡时开始收集，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（2）[2]因为双氧水自行分解的影响因素有温度和浓度。
（3）[3]冷却时量筒中的气体可以回到发生装置中，避免反应升温对测量结果的干扰
23．化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
(1)图中仪器①、②的名称分别是：① 、② 。
(2)向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是 。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是A，发生反应的文字表达式是 。
(4)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气应选用的发生装置是 ，发生反应的文字表达式是 ，二氧化锰在该反应中的作用是 。
(5)如果用装置F收集O2，则气体应从 (填a或b)端进入。
(6)检验集气瓶中的氧气已收集满的方法是 。
【答案】 长颈漏斗 锥形瓶 检查装置的气密性 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 棉花 B 过氧化氢水+氧气 催化作用 b 将带火星的木条放在集气瓶口
【详解】(1)图中仪器①、②的名称分别是长颈漏斗、锥形瓶。
(2)向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是检查装置的气密性，以防装置漏气造成气体逸散到空气中。
(3)加热固体制取气体，选择发生装置A，故实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是A，发生反应的文字表达式是：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，试管口要放一团棉花，以防高锰酸钾颗粒堵塞导气管。
(4)固液常温反应制取气体选择发生装置B，故实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气应选用的发生装置是B，发生反应的文字表达式是过氧化氢水+氧气，二氧化锰在该反应中加快了反应速率，起的作用是催化作用。
(5)如果用装置F收集氧气，由于氧气的密度比空气的密度大，进入以后占据下方空间，空气则被赶到上方空间而易从a端排出，则气体应从b端进入。
(6)检验集气瓶中的氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，则说明收集满了氧气。
24．为研究影响过氧化氢分解快慢的因素，设计以下实验装置（支持仪器略去）进行实验，在锥形瓶内放入0.1克二氧化锰，一次性加入一定量的过氧化氢溶液，测定并记录收集10毫升气体所用时间。
序号 温度 双氧水溶质的质量分数/% 所用时间/s
1 20℃ 15 33
2 50℃ 5 62
3 50℃ 15 t
4 80℃ 5 40
5 80℃ 15 16
（1）实验前检查装置气密性的方法是 。
（2）探究溶质的质量分数对过氧化氢分解速率的影响需要比较的实验组别是 。
（3）若温度越高，双氧水溶质的质量分数越高，反应速率越快。则分析数据推测表中数值t的取值范围是 。
【答案】 关闭分液漏斗的活塞，拉动注射器的活塞至一定刻度时，松开手，注射器的活塞恢复至起始位置，说明装置气密性良好 2、3或4、5
【详解】（1）该装置的气密性检查方法是：关闭分液漏斗的活塞，拉动注射器的活塞至一定刻度时，松开手，注射器的活塞恢复至起始位置，说明装置的气密性良好；
（2）探究溶质的质量分数对过氧化氢分解速率的影响，根据对比实验中控制变量唯一的原则，除了双氧水溶质的质量分数不同外，其它条件需保持一致，即应控制温度相同，故需要比较的实验组别是2、3或4、5；
（3）若温度越高，双氧水溶质的质量分数越高，反应速率越快，双氧水溶质的质量分数为15%时，20℃时收集10毫升氧气所用时间为33秒；80℃时收集10毫升氧气所用时间为16秒，则50℃时，收集10毫升氧气所用的时间的取值范围为：16＜t＜33。
25．某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行某项探究实验：探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如表所示：
实验次数 双氧水的质量（g） 双氧水的浓度（%） MnO2的质量（g） 相同时间产生的O2的体积（mL）
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
（1）本实验中，影响双氧水分解速度的实验因素是 。
（2）本实验中，测量O2体积的装置是图甲中的 （填字母）更合理。
（3）某同学采用如图乙所示装置进行实验，通过比较 也能达到相同的实验目的。
【答案】 双氧水的浓度 c 电子天平读数减小的速率
【详解】（1）分析表中数据可知：在相同条件下，双氧水的浓度越大，双氧水分解得越快；
（2）测量氧气的体积采用的是排水法，将排出的水的用量筒收集起来，排出的水的体积就是氧气的体积；气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水，要将瓶内的水排出来，a和b都不可以，应该选择c装置作为实验装置；
（3）因为反应生成氧气，因此敞口的容器中剩余物质的质量减轻，减轻的质量就是生成的氧气的质量，因此可以通过电子天平读数减小速率来比较而达到实验的目的。
26．小明用二氧化锰催化分解双氧水时，发现二氧化锰分散在溶液中，溶液变浑浊，二氧化锰难以收集。于是，他将水泥和二氧化锰混合，压制成片状。为确定水泥和二氧化锰的合适质量比，他进行了如下实验：
【二氧化锰定型】称取一定量水泥和二氧化锰，混合均匀，加入适当水搅拌并铺展成表面积相同的薄片，放置待其自然风干。小明制得了下列五种不同质量比的水泥二氧化锰薄片：
水泥质量/克 1 1．5 3 6 9
二氧化锰质量/克 3 3 3 3 3
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
【催化分解双氧水】①连接装置（如图甲所示），并检查装置气密性；
②在锥形瓶中加入15．8%双氧水溶液50毫升、水泥和二氧化锰配比为1：3的二氧化锰片；
③一定时间后，移出导管，调整量筒位置直到量筒内外液面相平，读出量筒内氧气体积；
④换用水泥和二氧化锰不同配比的二氧化锰片重复步骤①—③，绘制图像，如乙图所示。
实验结束后，锥形瓶内液体的澄清程度如下表所示：
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
锥形瓶内液体澄清情况 浑浊 澄清 澄清 澄清 澄清
（1）实验中，通过 判断反应速率大小。
（2）分析水泥质量增加而反应速率减慢的原因是 。
（3）根据实验结果，小明认为水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，请说明理由 。
【答案】 相同时间内，生成氧气的体积 随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小 水泥和二氧化锰的质量比为1：2时，反应速率较快，且易于收集气体
【详解】（1）由图可知，该实验是通过相同时间内，生成氧气的体积来比较反应速率的大小，故填相同时间内，生成氧气的体积。
（2）随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小，即二氧化锰与过氧化氢接触的面积减小，反应速率减慢，故填随着水泥质量的增加，二氧化锰的质量分数变小。
（3）由图可知，水泥和二氧化锰的质量比为1：2时，反应速率较快，且易于收集气体，所以水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，故填水泥和二氧化锰合适质量比为1：2。
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3.1 空气与氧气（第3课时） 分层练习
科学观念：通过制取氧气，学会用双氧气制取氧气的方法，通过反应化学表达式的比较和归纳，能够区分化合反应和分解反应；能说出催化剂在化学反应中的作用。
科学思维：在设计方案检查装置气密性环节，能用语言、文字、图标等方式进行表述方案和结构，能注意与预想结果不一致的现象，能利用大气压原理尝试作出合理的解释；选择发生装置和收集装置时，能够从多种信息中选择有用信息，能从操作安全性、简便性对检查气密性方案进行评价。
探究实践：会用双氧水制取氧气，会选择发生装置和收集装置，并能迁移到用高锰酸钾等原料制取氧气。
态度责任：注重证据，能依据客观事实和来源可靠的数据提出自己的见解，听取与分析不同的意见，修正自己的观点，质疑没有充分证据的结论或解释。
01 氧气的制取
1．下图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是（ ）
A．①④ B．②③ C．③④ D．①③
2．下列是一些装置气密性的检查方法，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（ ）
A． B． C． D．
4．图是有关氧气的收集、检验及验满的实验操作，其中正确的是（ ）
A．收集 B．收集 C．检验 D．验满
5．氢气是一种绿色能源，科学家利用太阳能产生激光，再用激光使水分解得到氢气，此技术使海水分解的化学方程式为：2H2O2H2↑＋O2↑，下列说法不正确的是（ ）
A．TiO2在反应中作催化剂 B．TiO2在反应中质量会减少
C．水分解不产生污染物 D．该技术可以将太阳能转化为氢能
6．有关实验室制取氧气的说法不正确的是（ ）
A．要检查装置的气密性
B．用排水法收集氧气，当气泡连续均匀放出时再收集
C．用带火星的木条放在集气瓶口来检验氧气是否集满
D．用向下排空气法收集氧气
02 空气的工业制取
7．工业上制取大量氧气的方法是（ ）
A．加热双氧水 B．加热高锰酸钾 C．分离液态空气 D．加热二氧化锰
8．有关工业制氧气下列说法正确的是（ ）
A．利用氧气和氮气的密度不同 B．利用液态氧气和液态氮气的沸点不同
C．工业制得的氧气是化合物 D．该变化属于化学变化
03 化合反应和分解反应
9．下列变化中属于分解反应的是（ ）
A．分离液态空气制氧气 B．加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
C．蜡烛燃烧 D．木炭燃烧
10．下列反应属于化合反应的是（ ）
A．工业制氧气 B．用大理石和盐酸混合制二氧化碳
C．在空气中点燃红磷 D．加热高锰酸钾制氧气
1．实验室制取氧气，不选用的药品是（ ）
A．高锰酸钾 B．过氧化氢
C．氯酸钾 D．空气
2．现有下列反应：①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；②氯酸钾氯化钾+氧气；
③硝酸铵水+氮气+氧气；④过氧化氢水+氧气。其中适用于实验室制取氧气的是（ ）
A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③
3．15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是（ ）
A． B． C． D．
4．下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中，正确的是（ ）
A．过氧化氢受热后，也不放出氧气
B．要使受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰
C．二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变
D．二氧化锰是一切化学反应的催化剂
5．下列反应属于化合反应的是（ ）
A．碳酸钾+盐酸→氯化钾+水+二氧化碳
B．乙醇+氧气二氧化碳+水
C．硫+氧气二氧化硫
D．碳酸钙氧化钙+二氧化碳
6．下列关于催化剂的说法不正确的是（ ）
A．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变
B．催化剂可以提高某些化学反应的速率
C．催化剂可以降低某些化学反应的速率
D．任何化学反应都需要催化剂
7．如图所示，过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法错误的是（ ）
A．反应前后，催化剂的质量发生改变
B．反应前后，催化剂的化学性质不变
C．没有催化剂过氧化氢会分解很慢
D．过氧化氢分解产生的气体可使带火星的木条复燃
8．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．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同
C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成
9．下列有关化合反应和分解反应的说法中错误的是（ ）
A．分解反应的产物一定是单质 B．化合反应的反应物可能有两种
C．分解反应的反应物一定是化合物 D．化合反应的产物只有一种
10．已知在用二氧化锰作催化剂的条件下，氯酸钾也能用来制取氧气。小明同学用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾时相比，正确的是（ ）
A．反应速率不变 B．生成氧气的质量不变
C．反应速率加快，生成氧气的质量不变 D．反应速率加快，生成氧气的质量增加
11．如图是某化学反应的微观模型，和分别表示不同元素的原子，下列对图示模型理解正确的是（ ）
A．该反应属于化合反应
B．参加反应的两种物质分子个数之比为1：1
C．反应物和生成物中共含有三种元素
D．反应物和生成物中只有一种单质
12．实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气，有关操作如下，其中正确的一项是（ ）
A．长颈漏斗下端必须伸入水面之下
B．放药品时应该先放固体二氧化锰粉末，再注入过氧化氢溶液
C．可将带火星的木条伸入集气瓶中验满
D．实验完毕，可将反应后的废液倒入下水道
13．实验室需收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（ ）
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
14．质量和浓度相等的两份过氧化氢溶液①和②，向①中加入少量的二氧化锰，完全反应后，收集到氧气的量随反应时间变化的函数图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．物质的结构、性质与用途的关系如图所示，下列有关氧气的说法错误的是（ ）
A．氧气分子是保持氧气化学性质的最小微粒
B．氧气的助燃性决定了氧气可以作为燃料
C．分离液态空气制氧气，利用了氧气与氮气沸点不同的性质
D．氧气能和很多金属单质反应，体现了氧气具有氧化性
16．某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是（ ）
A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响
C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响
D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度
17．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．反应前后二氧化锰的质量及性质不变
B．P点处固体成分是氯酸钾、氯化钾及二氧化锰
C．在0~t2时段，MnO2在固体混合物中的质量分数不变
D．反应生成的氯化钾质量为b g
18．某化学兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定产生的氧气体积。装置气密性良好，图I中的锥形瓶内盛有过氧化氢溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有干燥剂。下列说法正确的是（ ）
A．将若用装置Ⅳ测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
B．若用装置Ⅲ收集氧气，可将带火星的木条伸入瓶中验满
C．装置I分别与装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连接，均能达到实验目的
D．实验中，只须将装有二氧化锰的燃烧匙上提，离开过氧化氢溶液的液面，反应即可停止
19．某学生学习了双氧水制氧气的实验后，想起自己家里也有一瓶消毒用双氧水，由于标签已部分受损无法判断其是否变质，所以他将该瓶溶液带到学校，进行了如下图所示的研究。试回答
（1）放入二氧化锰的作用是 。
（2）如果该溶液未变质，应该观察到的现象是 ，若不能观察到上述现象，说明该瓶双氧水已经变质成 。
（3）将未过期的这种双氧水滴在伤口上，会迅速出现大量气泡，你认为该气体可能是 。
20．探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。
（1）实验原理：图2中发生反应的表达式为 。
（2）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。
（3）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 。
【问题与思考】
（4）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂、它在反应前后的化学性质有无变化？ 。
（5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 。
21．空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图所示．
（1）①所采取的方法是 （填“升温”或“降温”）。
（2）液态空气分离过程中， 先被分离出来，分离的依据是各物质的沸点不同。
（3）贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是 （填字母，多选）。
a．气体肥料 b．医疗急救 c．气割气焊
22．小明发现实验室中部分双氧水保存过程中会因自行分解而失效，为探究双氧水自行分解的影响因素，小明利用图甲所示装置进行了30分钟的实验，并将所得数据记录在表格中。
（1）为了使测量结果更准确，收集气体的时机在 时（选填字母）；
A．连续均匀冒气泡 B．冒第一个气泡 C．可任意选择都无影响
（2）小明的实验，所基于的假设是 ；
（3）小明发现该反应是放热的，所以他将收集氧气的导管伸到了水面上（如图乙，仍用排水法），请说明这样操作更准确的原因 。
23．化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
（1）图中仪器①、②的名称分别是：① 、② 。
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是 。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是A，发生反应的文字表达式是 。
（4）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气应选用的发生装置是 ，发生反应的文字表达式是 ，二氧化锰在该反应中的作用是 。
（5）如果用装置F收集O2，则气体应从 (填a或b)端进入。
（6）检验集气瓶中的氧气已收集满的方法是 。
24．为研究影响过氧化氢分解快慢的因素，设计以下实验装置（支持仪器略去）进行实验，在锥形瓶内放入0.1g二氧化锰，一次性加入一定量的过氧化氢溶液，测定并记录收集10ml气体所用时间。
序号 温度 双氧水溶质的质量分数/% 所用时间/s
1 20℃ 15 33
2 50℃ 5 62
3 50℃ 15 t
4 80℃ 5 40
5 80℃ 15 16
（1）实验前检查装置气密性的方法是 。
（2）探究溶质的质量分数对过氧化氢分解速率的影响需要比较的实验组别是 。
（3）若温度越高，双氧水溶质的质量分数越高，反应速率越快。则分析数据推测表中数值t的取值范围是 。
25．某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行某项探究实验：探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如表所示：
实验 次数 双氧水的质量（g） 双氧水的浓度（%） MnO2的质量（g） 相同时间产生的O2的体积（mL）
1 50.0 1 0.1 9
2 50.0 2 0.1 16
3 50.0 4 0.1 31
（1）本实验中，影响双氧水分解速度的实验因素是 。
（2）本实验中，测量O2体积的装置是图甲中的 （填字母）更合理。
（3）某同学采用如图乙所示装置进行实验，通过比较 也能达到相同的实验目的。
26．小明用二氧化锰催化分解双氧水时，发现二氧化锰分散在溶液中，溶液变浑浊，二氧化锰难以收集。于是，他将水泥和二氧化锰混合，压制成片状。为确定水泥和二氧化锰的合适质量比，他进行了如下实验：
【二氧化锰定型】称取一定量水泥和二氧化锰，混合均匀，加入适当水搅拌并铺展成表面积相同的薄片，放置待其自然风干。小明制得了下列五种不同质量比的水泥二氧化锰薄片：
水泥质量/克 1 1．5 3 6 9
二氧化锰质量/克 3 3 3 3 3
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
【催化分解双氧水】①连接装置（如图甲所示），并检查装置气密性；
②在锥形瓶中加入15．8%双氧水溶液50毫升、水泥和二氧化锰配比为1：3的二氧化锰片；
③一定时间后，移出导管，调整量筒位置直到量筒内外液面相平，读出量筒内氧气体积；
④换用水泥和二氧化锰不同配比的二氧化锰片重复步骤①—③，绘制图像，如乙图所示。
实验结束后，锥形瓶内液体的澄清程度如下表所示：
水泥和二氧化锰质量比 1：3 1：2 1：1 2：1 3：1
锥形瓶内液体澄清情况 浑浊 澄清 澄清 澄清 澄清
（1）实验中，通过 判断反应速率大小。
（2）分析水泥质量增加而反应速率减慢的原因是 。
（3）根据实验结果，小明认为水泥和二氧化锰合适质量比为1：2，请说明理由 。
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