专题04 氧气
考点01 氧气的实验室制法
考点02 催化剂
考点1 氧气的实验室制法
1．（2024广东，9）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是
A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置
2．（2023广东，13）“盐穴储气” 是一种地下储能技术、 储气时采集盐水， 注水时排天然气， 原理如题13图所示，下列说法正确的是
A．天然气是可再生能源 B．天然气难溶于盐水
C．从m端进气可采集盐水 D．从n端进水可排天然气
3．（2023深圳，13）实验室现有KMnO4、块状大理石、稀盐酸、棉花。
（1）亮亮根据现有药品制取氧气，方程式为______。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是______。（标号）
（2）根据现有药品选用______和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为______。
（3）实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴______（选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。
4．（2022·广东省卷）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作考试中，小明和小英抽取了实验室制取O2和CO2的试题。可供选择的实验药品有大理石、KC1O3、MnO2、稀盐酸、NaOH溶液、H2O2溶液、酚酞溶液、石蕊溶液等，相关实验装置如图所示。
（1）仪器a的名称是______。
（2）小明想用同一套装置分别制取O2和CO2，应选用发生装置______和收集装置______（填字母）。其中，制取O2的化学方程式为______。
5．（2023深圳市一模，13）实验室里现有石灰石、稀盐酸、稀硫酸、高锰酸钾、棉花，以及下列仪器：
（1）写出仪器⑧的名称：___________。
（2）利用上述仪器和药品可以制取CO2，药品是___________和___________，组装一套发生和收集装置，你选择的仪器是___________（填序号），该反应的化学方程式为___________。
（3）若利用上述药品制取O2，除上述仪器外，还需再补充的一种玻璃仪器是___________（填名称）。
（4）医用O2极其干燥时会引起患者呼吸道不适。通过如图所示的湿化瓶装置，可使干燥的O2湿化。使用时，O2应从___________（填“a”或“b”）口通入。
6．（2023深圳市一模，15）过氧化钙（CaO2）能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等领域。CaO2可由鸡蛋壳（含90% CaCO3）为原料，实验室可按以下流程制得：
查阅资料：CaO2在潮湿空气及水中会缓慢放出O2，温度较高时会分解生成CaO和O2。
回答下列问题：
（1）煅烧前要把鸡蛋壳碾碎，其目的是___________。
（2）反应①的化学方程式为___________，该反应属于___________（填基本反应类型）。
（3）反应②的生成物为CaO2和H2O，化学方程式为___________，该反应需在低温条件下进行，主要原因是___________。
（4）过滤CaO2料浆时，玻璃棒的作用是___________。
（5）结合以上信息，保存CaO2需注意的是___________。
7．（2023深圳福田区一模，13）如图是实验室提供的制备氧气和二氧化碳所需的仪器与药品。请回答：
（1）图1中编号仪器⑥的仪器名称是________。
（2）制取和收集二氧化碳应选用仪器组合是________（从图1中选填编号），选用的药品是________（从图3中选填编号），反应的化学方程式为________。
（3）选取图3中的药品制取氧气发生反应的化学方程式为________。
（4）用图2的装置收集氧气，应该从________管（填“m”或“n”）通入氧气。
8．（2023深圳盐田区一模，13）我国倡导节能减排、收旧利废，力争在40年内实现“碳达峰”、“碳中和”。含碳物质在O2中燃烧会产生CO2。下列是关于气体物质相关实验，请解决下列问题。
（1）实验室既可用于制O2也可用于制CO2的发生装置为__________（填字母，下同），写出利用该装置制CO2的化学方程式__________，若要制取一瓶干燥的CO2，干燥装置为__________。
（2）用A和C装置来制取O2的化学反应方程式为__________。
（3）H2是理想的清洁、高能燃料。小深同学利用空塑料输液袋（如图）收集H2，气体应从导管的__________口进入袋内（填“a”或“b”）。
9．（2024辽宁省卷，11）实验是学习化学的重要途径。利用下图所示装置进行氧气的实验室制取与性质实验，回答下列问题：
（1）反应原理：用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为________。
（2）注意事项：用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的________；集满氧气后，为防止水倒吸，应先________（填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）。
（3）气体收集：用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气________的性质；检验氧气集满的操作为________。
（4）性质验证：将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为________。
10．（2024天津卷，22）化学是一门以实验为基础的科学。
（1）根据如图所示实验装置回答。
① 写出仪器a的名称：______。
② 实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，选用______装置（填序号）。
③ 实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用______装置（填序号），其反应的化学方程式为______。
（2）用制得的气体进行相关性质实验。
① 铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中预留少量水的目的是防止集气瓶______。
② 将二氧化碳通入足量澄清石灰水中，发生反应的化学方程式为______。
11．（2024云南省卷，25）化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 （填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”）。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
12．（2024福建，6）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是
A B C D
13．（2024湖南，4）下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是
A B C D
14．（2024四川成都，8）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
阅读下列材料，回答下列15～17小题：
高锰酸钾（KMnO4）是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。
15．（2024江苏苏州，5）下列物质中属于氧化物的是
A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2
16．（2024江苏苏州，6）在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
17．（2024江苏苏州，7）下列关于高锰酸钾的说法正确的是
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气
18．（2024江苏扬州，14）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
19．（2024甘肃白银，15）掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。某化学实验室现有稀硫酸、稀盐酸、石灰水、石灰石、氯酸钾、二氧化锰药品以及下列仪器，请回答有关问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）利用上述仪器和药品可以制取氧气，反应的化学方程式为 。用排水集气法收集氧气，当集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片 （填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面， （填“正”或“倒”）放在桌面上、如果用排水法收集的氧气不纯，可能的原因是 （答一点即可）。
（3）利用上述药品制取二氧化碳的化学方程式是 。检验二氧化碳的方法是 。小明同学用如图装置制取二氧化碳，请你指出该装置的两处错误： 、 。
20．（2024河南，24）实验室里选用如图所示仪器制取气体（橡皮塞、导气管及试剂略去）。
（1）制取一瓶纯净的CO2，若要使用双孔橡皮塞，需选用的仪器有 (填字母)。
（2）用KMnO4制取O2的化学方程式为 ；若用该方法制取O2，其发生装置需补充一种玻璃仪器，请在虚线框内画出该仪器 。
21．（2024湖北，18）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， ，放出热量，生成黑色固体。
22．（2024江苏连云港，12）O2是人类生存必需的物质，认识和获取O2具有重要意义。
（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，在此过程中发生的变化是 （填字母）。
a．O2分子质量变小 b．O2分子间间隔减小 c．O2分子转变为其他分子
（2）实验室里现有MnO2固体、H2O2，溶液以及下列装置（A～D）：
① 仪器M的名称是 （填字母）。
a．长颈漏斗 b．锥形瓶 c．集气瓶
② 利用上述药品制取O2，应选择的两个装置是 （填字母）。
③ 检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 （包括操作和现象）。
（3）气焊的化学原理为2 X + 5 O2 4 CO2 + 2 H2O，X的化学式为 。
（4）氧循环对维持自然界中的物质、能量及生态平衡具有重要意义。
① 能向自然界中释放O2的是 （填字母）。
a．动植物的呼吸 b．可燃物的燃烧 c．植物的光合作用
② 氧气和臭氧（O3）可以相互转化。在紫外线的作用下，O2转化为O3的化学方程式为 。
23．（2024江西，18）根据图回答有关问题：
（1）仪器①的名称是 。
（2）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，用装置D收集氧气时，气体应从导管口 （填字母）通入。
（4）将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 和 。
24．（2024重庆B卷，22）正确认识及调控化学反应是化学实验顺利开展的保障。请回答过氧化氢溶液制氧气的下列问题：
① 仪器a的名称是 。
② 利用二氧化锰催化过氧化氢的化学方程式为 。
③ 为了产生平稳的气流并实时观察气流速率，可选择的发生装置和收集装置是 （填序号）。
25．（2024四川广安，18）化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器：
（1）仪器B （填“能”或“不能”）直接加热。
（2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 、E、C（填字母）；若用如图所示装置收集CO2，应从 端进气（填“a”或“b”）。
（3）若用KClO3和MnO2制取O2，除用上述部分仪器外，还必需补充的仪器是 （填仪器名称）。该反应的化学方程式为 。
26．（2024四川眉山，17）制取气体是初中化学实验的重要内容。
（1）仪器M的名称是 。
（2）实验室用A装置制备氧气，在装入药品前应先 ；其反应的化学方程式为 。
（3）实验室制备二氧化碳的发生装置为 (填装置标号)。
（4）某气体只能用D装置收集，则该气体可能具有的性质为______(填标号)。
A．能与水反应 B．能与空气反应 C．密度与空气接近
27．（2024四川南充，18）下图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。
（1）仪器a的名称是 。
（2）将装置A和 （填装置序号）连接，制取并收集O2，A中反应的化学方程式为 。
28．（2024四川遂宁，11）根据下列实验装置图，回答问题：
（1）装置B中仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40 mL干燥的氧气，应选择的装置是 （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 。
（3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填装置的字母序号）。
考点2 催化剂
29．（2024广东，15）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是
实验编号 H2O2溶液 催化剂（0.1 g） 温度/℃
体积/mL 溶质质量分数/%
① 5 10 — 20
② 5 10 MnO2粉末 20
③ 5 5 MnO2粉末 20
④ 5 5 MnO2粉末 40
⑤ 5 5 Fe2O3粉末 20
A．①④探究有无催化剂的影响 B．②③探究H2O2溶液浓度的影响
C．②④探究反应温度的影响 D．④⑤探究催化剂种类的影响
30．（2024广州，19）学习小组开展跨学科实践活动，设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2，再制备供氧剂CaO2用于水产养殖。
I．H2和O2的实验室制取
（1）仪器a的名称是________。
（2）实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取并收集H2，需选用的装置分别是________（填标号）。利用装置C干燥H2，可加入的试剂是________（填名称）。
（3）利用KClO3分解制取O2，反应的化学方程式为________。
Ⅱ．设计装置模拟工业制备H2O2。反应过程分两步进行，流程和部分装置如下：
注：R为液态有机物
（4）关闭K2，打开K1，利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间H2，以排尽装置内的空气，原因是________。检验装置内空气已排尽的操作和现象是________。
III．制备供氧剂用于水产养殖
查阅资料后动手实践：往CaCl2溶液中通入足量NH3后加入H2O2溶液，保持0－5℃充分反应，过滤、水洗并烘干后得到CaO2。
（5）原理分析：补充完整制备CaO2的化学方程式CaCl2 + 2 NH3 + H2O2 = CaO2↓ + 2________。
（6）供氧剂使用：水产养殖中，CaO2与水缓慢反应释放出O2为鱼类供氧，反应的另一产物属于微溶于水的碱，该产物的化学式为________。
31．（2023广东，15）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
32．（2023广东，18）【基础实验与学科实践】回答下列问题。
（1）实验室制取O2及性质检验
i．题18－1图中仪器a的名称是 ① 。
ii．用高锰酸钾制取O2，应选择题18－1图中的发生装置 ② （填字母）。化学方程式为 ③ 。
iii．收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时， ④ （填字母），生成刺激性气味的气体 a．产生大量白烟 b．生成黑色固体 c．发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是 ⑤ 。
（2）制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾（KO2）为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析：4 KO2 + 2 CO2 = 2 K2CO3 + 3 O2、4 KO2 + 2 H2O = 4 X + 3 O2↑ 则X的化学式为__________。
②动手实践：设计并制作氧自救呼吸器，如题18－2图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化），则基本失效。
33．（2023深圳，16）定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
（1）铝和氧气生成致密的______。
（2）打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应，出现的反应现象：______。
（3）如图是探究白磷燃烧条件的图像：
从图中得知白磷燃烧的条件是______。
（4）某同学向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，现象如下表：
催化剂 现象
MnO2 有大量气泡
Fe2O3 少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示：______。
（5）某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时，反应生成气体的质量与时间的关系如图所示，求反应90 s时消耗H2O2的质量。（写出计算过程）
34．（2023深圳市一模，14）实验室用加热KClO3和MnO2固体混合物的方法制取O2。
（1）该反应的化学方程式为___________；反应中MnO2的作用是___________。
实验小组在做实验时偶然闻到了刺激性气味，对此同学们产生了疑问，并进行了下列探究。
【提出问题】加热KClO3与MnO2固体混合物产生气体成分是什么？
【查阅资料】①酸能使紫色石蕊溶液变红；②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使紫色石蕊溶液先变红后褪色：常用NaOH溶液吸收Cl2。
【猜想假设】
（2）猜想一：该气体为O2；
猜想二：该气体___________（填化学式）；
猜想三：该气体为O2和Cl2。
（3）小深同学认为猜想一不成立，理由是___________。
实验探究】
（4）小圳同学在老师的启发下，设计了下列实验：
实验I 实验Ⅱ
操作 紫色石蕊溶液 足量的NaOH溶液
现象 紫色石蕊溶液先变___________后褪色 带火星的木条复燃
结论 猜想___________成立。
（5）由表数据可知，KClO3和MnO2质量比会对生成物产生影响，质量比为___________时，可迅速制得较纯净的O2。
KClO3与MnO2质量比 MnO2的质量/g O2的体积/mL 时间/s 实验现象
2∶1 1.5 809 183 刺激性气味比较重
3∶1 1 817 168 刺激性气味淡
4∶1 0.8 806 170 刺激性气味略重
35．（2023深圳福田区一模，16）过氧化氢水溶液是一种“绿色”供氧剂。某科学小组利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，并探究氧气的相关性质。
（1）下列对氧气的认识正确的是________（填序号）。
A．空气中氧气的质量分数为五分之一
B．火箭发射时需要用到氧气，是因为氧气具有可燃性
C．氧气可以供给呼吸，可用于医疗急数
D．硫粉在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
（2）利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是________。
（3）实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氯化锰制取氧气，实验中物质的总质量随时间变化如图所示。计算过氧化氢溶液中H2O2的质量分数。（根据化学方程式进行计算）
（4）小明用排水法收集一瓶氧气后，想利用这瓶氧气进行蜡烛燃烧实验，以此证明石蜡中是否含有氢元素。小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，认为石蜡中含有氢元素。但小红认为小明方案不能得出该结论，原因是________。
36．（2024江苏苏州，18）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
37．（2024山西，16）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？
38．（2024重庆A卷，23）O2在医疗急数、化工生产等领域都有重要应用。
（1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是___________（填序号）。
A．CH4 B．KMnO4 C．NaCl
（2）某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验：
序号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡
①写出实验甲中发生反应的化学方程式 。
②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。理由是 。
③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。
④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因（至少写两条） 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题04 氧气
考点01 氧气的实验室制法
考点02 催化剂
考点1 氧气的实验室制法
1．（2024广东，9）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是
A．选择药品 B．检查气密性 C．发生装置 D．收集装置
【答案】C
【解析】实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，故A正确；有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B正确；加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误；氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，故D正确。
2．（2023广东，13）“盐穴储气” 是一种地下储能技术、 储气时采集盐水， 注水时排天然气， 原理如题13图所示，下列说法正确的是
A．天然气是可再生能源 B．天然气难溶于盐水
C．从m端进气可采集盐水 D．从n端进水可排天然气
【答案】B
【解析】天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，A错误；进气时采集盐水，注水时排天然气，说明天然气难溶于盐水，B正确；图中装置采集盐水时，长导管是出盐水管，则从n端进气可采集盐水，C错误；图中装置排出瓶中气体时，长导管是进水管，从m端进水可排天然气，将天然气从短导管排出，D错误。
3．（2023深圳，13）实验室现有KMnO4、块状大理石、稀盐酸、棉花。
（1）亮亮根据现有药品制取氧气，方程式为______。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是______。（标号）
（2）根据现有药品选用______和稀盐酸反应制取CO2，化学方程式为______。
（3）实验废液不能直接倒入下水道，取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴______（选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”），溶液变红，则溶液显酸性。
【答案】
（1）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
AC或CA
块状大理石 CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
（3）紫色石蕊溶液
【解析】
（1）根据现有药品，可选择高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
该反应为固体加热型，发生装置可选择A，氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，排空气法收集的氧气较干燥，所以收集干燥的氧气可选择C，故可选择的装置组合为AC；
（2）根据现有药品选用块状大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应制取CO2，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；
（3）根据酸性溶液可以使紫色石蕊变红，酸性溶液不能使无色酚酞变色，所以取少量制备CO2后的废液于试管中，加入滴紫色石蕊溶液，溶液变红，则溶液显酸性。
4．（2022·广东省卷）具备基本化学实验技能是学习化学的基础和保证。在化学实验操作考试中，小明和小英抽取了实验室制取O2和CO2的试题。可供选择的实验药品有大理石、KC1O3、MnO2、稀盐酸、NaOH溶液、H2O2溶液、酚酞溶液、石蕊溶液等，相关实验装置如图所示。
（1）仪器a的名称是______。
（2）小明想用同一套装置分别制取O2和CO2，应选用发生装置______和收集装置______（填字母）。其中，制取O2的化学方程式为______。
【答案】
（1）试管
（2） B C 2 H2O2 2 H2O + O2↑
【解析】
（1）仪器a的名称是试管；
（2）实验室制取O2的发生装置为固固加热型和固液不加热型，实验室制取CO2的发生装置为固液不加热型，若用用同一套装置分别制取O2和CO2，则该发生装置为固液不加热型，应选择B；
由于氧气密度比空气大，不易溶于水，可以采用向上排空气法和排水法收集，二氧化碳密度比空气大，能溶于水并与水发生反应，可以采用向上排空气法，故该收集装置为向上排空气法，应选择C；
实验室制取氧气的固液不加热型的发生装置，该反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应的化学方程式为2 H2O2 2 H2O + O2↑；
5．（2023深圳市一模，13）实验室里现有石灰石、稀盐酸、稀硫酸、高锰酸钾、棉花，以及下列仪器：
（1）写出仪器⑧的名称：___________。
（2）利用上述仪器和药品可以制取CO2，药品是___________和___________，组装一套发生和收集装置，你选择的仪器是___________（填序号），该反应的化学方程式为___________。
（3）若利用上述药品制取O2，除上述仪器外，还需再补充的一种玻璃仪器是___________（填名称）。
（4）医用O2极其干燥时会引起患者呼吸道不适。通过如图所示的湿化瓶装置，可使干燥的O2湿化。使用时，O2应从___________（填“a”或“b”）口通入。
【答案】
（1）长颈漏斗
（2）石灰石 稀盐酸 ①②⑦⑧ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
（3）试管
（4）a
【解析】
（1）由图可知，仪器⑧的名称为长颈漏斗；
（2）实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，不选择石灰石和稀硫酸，是因为石灰石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石的表面，阻碍反应的进一步进行；
该反应属于固液不加热反应，发生装置可选②⑦⑧，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选①，故填：①②⑦⑧；
石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；
（3）根据所给药品，应选择高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，故还缺少反应容器试管；
（4）使用时，O2应从a口通入，这样可使氧气与水充分接触，达到湿润的目的。
6．（2023深圳市一模，15）过氧化钙（CaO2）能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等领域。CaO2可由鸡蛋壳（含90% CaCO3）为原料，实验室可按以下流程制得：
查阅资料：CaO2在潮湿空气及水中会缓慢放出O2，温度较高时会分解生成CaO和O2。
回答下列问题：
（1）煅烧前要把鸡蛋壳碾碎，其目的是___________。
（2）反应①的化学方程式为___________，该反应属于___________（填基本反应类型）。
（3）反应②的生成物为CaO2和H2O，化学方程式为___________，该反应需在低温条件下进行，主要原因是___________。
（4）过滤CaO2料浆时，玻璃棒的作用是___________。
（5）结合以上信息，保存CaO2需注意的是___________。
【答案】
（1）增大反应物的接触面积，使反应更快更充分
（2）CaO + H2O = Ca(OH)2 化合反应
（3）Ca(OH)2 + H2O2 = CaO2 + 2 H2O 温度过高时CaO2会分解
（4）引流
（5）密封保存在阴凉干燥处
【解析】
（1）煅烧前要把鸡蛋壳碾碎，通过减小反应物的颗粒大小，来促进反应的发生，使反应进行的更快更充分；
（2）反应①是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，方程式为CaO + H2O = Ca(OH)2；
此反应符合多变一的特点，属于化合反应；
（3）反应②为氢氧化钙和过氧化氢反应生成过氧化钙和水的反应，方程式为Ca(OH)2 + H2O2 = CaO2 + 2 H2O；
CaO2温度较高时会分解生成CaO和O2，故反应需在低温条件下进行；
（4）过滤操作中，玻璃棒的作用是引流，将待滤液沿玻璃棒缓缓流下，防止固体杂质砸破滤纸，导致过滤不干净；
（5）因为CaO2在潮湿空气及水中会缓慢放出O2，温度较高时会分解生成CaO和O2，故保存CaO2需注意密封保存在阴凉干燥处。
7．（2023深圳福田区一模，13）如图是实验室提供的制备氧气和二氧化碳所需的仪器与药品。请回答：
（1）图1中编号仪器⑥的仪器名称是________。
（2）制取和收集二氧化碳应选用仪器组合是________（从图1中选填编号），选用的药品是________（从图3中选填编号），反应的化学方程式为________。
（3）选取图3中的药品制取氧气发生反应的化学方程式为________。
（4）用图2的装置收集氧气，应该从________管（填“m”或“n”）通入氧气。
【答案】
（1）铁架台
（2） ①②⑦⑧或 ①②④⑥⑧ 乙、丙 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
（3）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（4）m
【解析】
（1）由图可知，仪器⑥的名称是铁架台；
（2）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选②⑦⑧或②④⑥⑧，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选①，故填：①②⑦⑧或 ①②④⑥⑧；
制取二氧化碳，应选择的药品是石灰石和稀盐酸，不选择稀硫酸，是因为石灰石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石的表面阻碍反应的进一步进行，故填：乙、丙；
石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；
（3）根据所给药品，应选择高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
（4）用图2的装置收集氧气，氧气的密度比空气大，应该从m端通入。
8．（2023深圳盐田区一模，13）我国倡导节能减排、收旧利废，力争在40年内实现“碳达峰”、“碳中和”。含碳物质在O2中燃烧会产生CO2。下列是关于气体物质相关实验，请解决下列问题。
（1）实验室既可用于制O2也可用于制CO2的发生装置为__________（填字母，下同），写出利用该装置制CO2的化学方程式__________，若要制取一瓶干燥的CO2，干燥装置为__________。
（2）用A和C装置来制取O2的化学反应方程式为__________。
（3）H2是理想的清洁、高能燃料。小深同学利用空塑料输液袋（如图）收集H2，气体应从导管的__________口进入袋内（填“a”或“b”）。
【答案】
B CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ E
（2）2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑
（3）b
【解析】
（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，石灰石或大理石与稀盐酸制二氧化碳，药品都是固体和液体，不需加热，所以实验室既可用于制O2也可用于制CO2的发生装置为B；石灰石或大理石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；二氧化碳可用浓硫酸干燥，所以要制取一瓶干燥的CO2干燥装置为E；
（2）由于A装置的试管口没有放一团棉花，所以用A和C装置来制取O2的药品是氯酸钾和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰催化作用下，加热分解生成氯化钾和氧气，化学方程式2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑。
（3）由于氢气密度比空气小，所以利用空塑料输液袋（如图）收集H2，气体应从导管的b口进入袋内。
9．（2024辽宁省卷，11）实验是学习化学的重要途径。利用下图所示装置进行氧气的实验室制取与性质实验，回答下列问题：
（1）反应原理：用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为________。
（2）注意事项：用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的________；集满氧气后，为防止水倒吸，应先________（填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）。
（3）气体收集：用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气________的性质；检验氧气集满的操作为________。
（4）性质验证：将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为________。
【答案】
（1）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（2）气密性 将导管移出水面
（3）大 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
（4）助燃性
【解析】
（1）用高锰酸钾制取氧气的原理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，化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
（2）用装置A和装置B制取氧气，为确保装置不漏气，应先检查装置的气密性；集满氧气后，为防止水倒吸，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯；
（3）用装置C收集氧气，是利用了氧气的密度比空气大的性质；检验氧气集满的操作：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；
（4）将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭，木炭燃烧变旺，说明氧气具有的化学性质为助燃性。
10．（2024天津卷，22）化学是一门以实验为基础的科学。
（1）根据如图所示实验装置回答。
① 写出仪器a的名称：______。
② 实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，选用______装置（填序号）。
③ 实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用______装置（填序号），其反应的化学方程式为______。
（2）用制得的气体进行相关性质实验。
① 铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中预留少量水的目的是防止集气瓶______。
② 将二氧化碳通入足量澄清石灰水中，发生反应的化学方程式为______。
【答案】
（1）① 试管 ② B ③ A ④ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
（2）① 炸裂 ② CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
【解析】
（1）① 仪器a是试管；
② 实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，反应为固体，需要加热，选择B装置；
③ 实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，反应物为固体和液体，不需要加热，选择A装置；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、水、二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；
（2）① 铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁固体，集气瓶中预留少量水的目的是防止生成的熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂；
② 将二氧化碳通入足量澄清石灰水中，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学方程式为CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O。
11．（2024云南省卷，25）化学是一门以实验为基础的学科。
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。用B装置收集氧气，体现了氧气的物理性质是 ；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是 （填“熄灭酒精灯”或“把导管移出水面”）。
（3）用上述收集的O2完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水 。
（4）某同学为探究燃烧的条件设计了如图实验。已知白磷的着火点是40℃。
向装置甲中通入空气，甲中的热水压入到乙中，甲、乙中的白磷均燃烧。由液面降低后甲中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 ；由热水进入后乙中白磷燃烧的事实，说明燃烧需要 。
【答案】
（1）铁架台
（2）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 氧气不易溶于水 把导管移出水面
（3）变浑浊
（4）与空气接触 温度达到可燃物的着火点
【解析】
（1）由图可知，仪器a的名称为铁架台；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑，氧气不易溶于水也不与水反应，故可采用排水法进行收集，从而体现了氧气的物理性质是不易溶于；停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是把导管移出水面；
（3）木碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，可观察到澄清石灰水变浑浊；
（4）甲中液面降低后，白磷与空气接触后燃烧，说明燃烧需要与空气接触；乙中白磷与空气接触不燃烧，热水进入后乙中白磷燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
12．（2024福建，6）实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是
A B C D
【答案】D
【解析】高锰酸钾固体需要在加热的条件下分解制取氧气，属于固固加热制气体，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流，造成试管炸裂，且试管口要塞一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，故A正确，不符合题意；氧气不易溶于水，故可用排水法来收集，故B正确，不符合题意；氧气密度比空气略大，可选择向上排空气法收集，故C正确，不符合题意；氧气密度比空气略大，可选择向上排空气法收集，故D错误，符合题意。
13．（2024湖南，4）下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是
A B C D
【答案】A
【解析】实验室用高锰酸钾制取氧气时，固体粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团，故A正确； 属于固液常温型，故B错误；属于固液常温型，故C错误；属于固液常温型，故D错误。
14．（2024四川成都，8）氧气的制取和性质实验如图。下列说法正确的是
A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气
C．红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底 D．制取氧气的原料一定含有氧元素
【答案】D
【解析】发生装置由反应物状态和反应条件共同决定，故A选项说法错误；该装置只能收集到较为纯净的氧气，收集的氧气中会混入水蒸气等杂质，故B选项说法错误；木炭在氧气中燃烧实验中，要把红热的木炭缓慢放入集气瓶中，以利于木炭与氧气充分接触，防止氧气受热逸出，实验现象不明显，故C选项说法错误；由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则制取氧气的原料一定含有氧元素，故D选项说法正确。
阅读下列材料，回答下列15～17小题：
高锰酸钾（KMnO4）是一种受热或见光易分解的晶体，可用于实验室制取氧气，反应原理为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑。KMnO4溶液可用作消毒剂。
15．（2024江苏苏州，5）下列物质中属于氧化物的是
A．KMnO4 B．K2MnO4 C．MnO2 D．O2
【答案】C
【解析】氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。KMnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，A不符合题意；K2MnO4是由钾、锰、氧三种元素组成，不是氧化物，B不符合题意；MnO2 是由锰、氧两种元素组成，是氧化物，C符合题意；O2 是由一种元素组成，是单质，不是氧化物，D不符合题意。
16．（2024江苏苏州，6）在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是
A．酒精灯 B．试管 C．漏斗 D．集气瓶
【答案】C
【解析】高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的反应物是固体，反应条件是加热，属于固体加热型，氧气密度略大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集。酒精灯用于加热，使高锰酸钾分解，A不符合题意；试管用于高锰酸钾分解的反应容器，B不符合题意；反应是在试管内进行的，不需要过滤或其他需要漏斗的操作，漏斗在此实验中并不需要，C符合题意；集气瓶用于收集生成的氧气，D不符合题意。
17．（2024江苏苏州，7）下列关于高锰酸钾的说法正确的是
A．高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶 B．高锰酸钾受热不易发生分解
C．高锰酸钾难溶于水 D．制氧气时高锰酸钾中氧元素全部转化为氧气
【答案】A
【解析】高锰酸钾见光易分解，棕色试剂瓶可以避光，高锰酸钾应保存于棕色试剂瓶，A正确；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，B错误；高锰酸钾易溶于水，C错误；根据反应的化学方程式2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑可知，高锰酸钾中的氧元素只有部分转化为氧气，还有部分氧元素留在K2MnO4和MnO2中，D错误。
18．（2024江苏扬州，14）实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
【答案】D
【解析】检查装置的气密性时，应先将导管的一端伸入水中，然后用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，A不符合题意；应先检查装置的气密性，然后向试管中加入高锰酸钾固体，防止装置漏气，浪费药品，B不符合题意；实验时，先点燃酒精灯，待导管口气泡连续均匀冒出时，再将导管伸入集气瓶中开始收集氧气，因为一开始排出的是空气，C不符合题意；气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，D符合题意。
19．（2024甘肃白银，15）掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。某化学实验室现有稀硫酸、稀盐酸、石灰水、石灰石、氯酸钾、二氧化锰药品以及下列仪器，请回答有关问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）利用上述仪器和药品可以制取氧气，反应的化学方程式为 。用排水集气法收集氧气，当集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片 （填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面， （填“正”或“倒”）放在桌面上、如果用排水法收集的氧气不纯，可能的原因是 （答一点即可）。
（3）利用上述药品制取二氧化碳的化学方程式是 。检验二氧化碳的方法是 。小明同学用如图装置制取二氧化碳，请你指出该装置的两处错误： 、 。
【答案】
（1）锥形瓶
（2）2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑ 磨砂 正 没有等到气泡均匀连续冒出就收集，（或集气瓶没有装满水）
（3）CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 将气体通入澄清石灰水中，若产生白色沉淀，则该气体是二氧化碳 长颈漏斗下端没有插入液面以下 用向下排空气法收集二氧化碳
【解析】
（1）由图可知，仪器①的名称是锥形瓶；
（2）根据题中提供的药品可知，制取氧气选用的药品是氯酸钾和二氧化锰，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，反应的化学方程式为2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑；
用排水集气法收集氧气，当集气瓶里的水排完后，为防止装置漏气，在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口，由于氧气的密度大于空气，防止氧气逸出，将集气瓶移出水面，正放在桌面上、如果用排水法收集的氧气不纯，可能的原因是没有等到气泡均匀连续冒出就收集，由于开始排出气体中含有空气（或集气瓶没有装满水，留有气泡）；
（3）根据题中提供的药品可知，药品中能产生二氧化碳的是石灰石与稀硫酸，石灰石与稀盐酸，由于硫酸与石灰石（主要成分碳酸钙）反应会生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止反应的进一步进行，反应不能持续进行，故制取二氧化碳选用的药品是稀盐酸和石灰石，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑；
二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水中，若产生白色沉淀，则该气体是二氧化碳；
该装置的两处错误是：一是长颈漏斗下端没有插入液面以下，气体会从长颈漏斗下端逸出，二是用向下排空气法收集二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气，收集二氧化碳应用向上排空气法收集。
20．（2024河南，24）实验室里选用如图所示仪器制取气体（橡皮塞、导气管及试剂略去）。
（1）制取一瓶纯净的CO2，若要使用双孔橡皮塞，需选用的仪器有 (填字母)。
（2）用KMnO4制取O2的化学方程式为 ；若用该方法制取O2，其发生装置需补充一种玻璃仪器，请在虚线框内画出该仪器 。
【答案】
（1）a、b、e、f
（2）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【解析】
（1）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，若要使用双孔橡皮塞，则需要选用的仪器是：锥形瓶、集气瓶、分液漏斗，需要制取纯净的二氧化碳，而盐酸具有挥发性，会使制得的二氧化碳中混有氯化氢，同时要干燥二氧化碳，则还需要选择洗气瓶，除去杂质，故填：abef；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
该反应属于固体加热反应，发生装置中的仪器可以选择酒精灯、铁架台、还需要补充反应容器试管，故图为 。
21．（2024湖北，18）以下是氧气的实验室制取和性质实验。
（1）仪器a的名称是 。
（2）A中制取氧气的化学方程式为 。
（3）用装置B来收集氧气，进气口为 （填“m”或“n”）。
（4）图C中，细铁丝剧烈燃烧， ，放出热量，生成黑色固体。
【答案】
（1）试管
（2）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（3）m
（4）火星四射
【解析】
（1）据图可知，仪器a的名称是试管；
（2）装置A需要加热，试管口有棉花，可用加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学的反应方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
（3）氧气的密度比空气大，用装置B收集氧气，氧气从长管端进入，即氧气应从导管口m端通入；
（4）细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
22．（2024江苏连云港，12）O2是人类生存必需的物质，认识和获取O2具有重要意义。
（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，在此过程中发生的变化是 （填字母）。
a．O2分子质量变小 b．O2分子间间隔减小 c．O2分子转变为其他分子
（2）实验室里现有MnO2固体、H2O2，溶液以及下列装置（A～D）：
① 仪器M的名称是 （填字母）。
a．长颈漏斗 b．锥形瓶 c．集气瓶
② 利用上述药品制取O2，应选择的两个装置是 （填字母）。
③ 检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 （包括操作和现象）。
（3）气焊的化学原理为2 X + 5 O2 4 CO2 + 2 H2O，X的化学式为 。
（4）氧循环对维持自然界中的物质、能量及生态平衡具有重要意义。
① 能向自然界中释放O2的是 （填字母）。
a．动植物的呼吸 b．可燃物的燃烧 c．植物的光合作用
② 氧气和臭氧（O3）可以相互转化。在紫外线的作用下，O2转化为O3的化学方程式为 。
【答案】
（1）b
（2）a B、C 将带火星的木条伸入瓶中，木条复燃
（3）C2H2
（4）c 3 O2 2 O3
【解析】（1）工业生产的O2可加压贮存在蓝色钢瓶中，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间的间隔变小，而分子本身的质量不变，也不会转变为其他分子，故选b；
（2）①仪器M的名称是长颈漏斗，故选a；
②利用上述药品（过氧化氢溶液和二氧化锰固体）制取O2，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，该反应为固液常温型，发生装置可选择B，氧气密度比空气大，氧气不易溶于水，可选择向上排空气法活排水法收集，根据图示装置，收集装置可选择C，故应选择的两个装置是B、C；
③氧气具有助燃性，检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是将带火星的木条伸入瓶中，木条复燃，则该无色气体是氧气；
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有10个氧原子，反应后由于4个碳原子、4个氢原子和10个氧原子，则2X中有4个碳原子和4个氢原子，X中有2个碳原子和2个氢原子，化学式为C2H2；
（4）氧气可以供给呼吸，动植物的呼吸吸收氧气释放二氧化碳，a不符合题意；
氧气具有助燃性，可燃物的燃烧消耗氧气，b不符合题意；
植物的光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，c符合题意；
② 氧气和臭氧（O3）可以相互转化。在紫外线的作用下，O2转化为O3，化学方程式为3 O2 2 O3。
23．（2024江西，18）根据图回答有关问题：
（1）仪器①的名称是 。
（2）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，用装置D收集氧气时，气体应从导管口 （填字母）通入。
（4）将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 和 。
【答案】
（1）铁架台
（2）防止气体从长颈漏斗逸出 可控制反应速率（或获得平稳气流等）
（3）2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ a
（4）密度比空气大 能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃等）
【解析】
（1）仪器①的名称是铁架台；
（2）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面下的目的是形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出；C中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速度，与装置B相比，装置C的优点是可控制反应速率（或获得平稳气流等）；
（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；氧气的密度小于水，用装置D收集氧气时，气体应从导管口a通入，水从b 端排出；
（4）将收集的氧气倒入装置E的烧杯中，发现木条复燃，说明能支持燃烧（或能使带火星的木条复燃等），带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气密度比空气大。
24．（2024重庆B卷，22）正确认识及调控化学反应是化学实验顺利开展的保障。请回答过氧化氢溶液制氧气的下列问题：
① 仪器a的名称是 。
② 利用二氧化锰催化过氧化氢的化学方程式为 。
③ 为了产生平稳的气流并实时观察气流速率，可选择的发生装置和收集装置是 （填序号）。
【答案】
集气瓶 2 H2O2 2 H2O + O2↑ BD
【解析】
① 据图可知，仪器a的名称是集气瓶；
② 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2 H2O2 2 H2O + O2↑；
③ 注射器可以控制反应的速率，则若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是B，实时观察气流速率，可选择排水法收集氧气，故可选择的发生装置和收集装置是BD。
25．（2024四川广安，18）化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器：
（1）仪器B （填“能”或“不能”）直接加热。
（2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 、E、C（填字母）；若用如图所示装置收集CO2，应从 端进气（填“a”或“b”）。
（3）若用KClO3和MnO2制取O2，除用上述部分仪器外，还必需补充的仪器是 （填仪器名称）。该反应的化学方程式为 。
【答案】
（1）能
（2）D a
（3）酒精灯
【解析】
（1）仪器B为试管，能直接加热；
（2）大理石是固体，稀盐酸是液体，反应条件是常温，发生装置是固液常温型，故选择的仪器是D、E、C；二氧化碳密度比空气大，应从长管a端进入；
（3）氯酸钾制取氧气的发生装置是固体加热型，需要补充的仪器是酒精灯；反应的化学方程式为：。
26．（2024四川眉山，17）制取气体是初中化学实验的重要内容。
（1）仪器M的名称是 。
（2）实验室用A装置制备氧气，在装入药品前应先 ；其反应的化学方程式为 。
（3）实验室制备二氧化碳的发生装置为 (填装置标号)。
（4）某气体只能用D装置收集，则该气体可能具有的性质为______(填标号)。
A．能与水反应 B．能与空气反应 C．密度与空气接近
【答案】
（1）集气瓶
（2）检查装置的气密性 2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑
（3）B
（4）A
【解析】
（1）仪器M是集气瓶；
（2）实验室用A装置制备氧气，在装入药品前应先检查装置的气密性，试管口没有棉花，应用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，氯酸钾和二氧化锰加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑；
（3）实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳，反应物为固体和液体，不需要加热，选择B为发生装置；
（4）某气体只能用D装置收集，说明该气体的密度小于空气，不能与空气反应，能溶于水，可能与水反应，故选A。
27．（2024四川南充，18）下图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。
（1）仪器a的名称是 。
（2）将装置A和 （填装置序号）连接，制取并收集O2，A中反应的化学方程式为 。
【答案】
（1）锥形瓶
（2）C 2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【解析】
（1）仪器a是锥形瓶。
（2）氧气密度比空气大，可以使用C向上排空气法收集氧气。A是固体加热型装置，且试管口有一团棉花，使用高锰酸钾制取氧气，化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑。
28．（2024四川遂宁，11）根据下列实验装置图，回答问题：
（1）装置B中仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40 mL干燥的氧气，应选择的装置是 （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 。
（3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填装置的字母序号）。
【答案】
（1）酒精灯
（2）AFG
（3）B
【解析】
（1）仪器a的名称是酒精灯。
（2）过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，是固液不加热型反应，发生装置选择A。排水法收集的氧气不干燥，则不能使用E排水法收集。氧气密度比空气大，可使用向上排空气法收集，虽然排空气法收集气体干燥，但并不能收集一定量的氧气，所以不选择装置C、D收集。G装置中，氧气从短管通入，将植物油排入量筒，可收集干燥的氧气，同时排出的植物油的体积与收集的氧气的体积相同，则量筒中有40mL植物油时说明收集了40mL氧气，此时停止收集即可。因为制取的氧气中带有水蒸气，需要使用F浓硫酸干燥，除去水蒸气。所以应选择的装置是AFG。
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为。
考点2 催化剂
29．（2024广东，15）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是
实验编号 H2O2溶液 催化剂（0.1 g） 温度/℃
体积/mL 溶质质量分数/%
① 5 10 — 20
② 5 10 MnO2粉末 20
③ 5 5 MnO2粉末 20
④ 5 5 MnO2粉末 40
⑤ 5 5 Fe2O3粉末 20
A．①④探究有无催化剂的影响 B．②③探究H2O2溶液浓度的影响
C．②④探究反应温度的影响 D．④⑤探究催化剂种类的影响
【答案】B
【解析】根据对比实验中，控制变量唯一的原则，①中没有加入催化剂，④中加入了催化剂，但是①④的温度也不同，所以不能用于探究有无催化剂的影响，故A错误；②③中除了过氧化氢溶液的溶质质量分数不同外，其他条件均 相同，可探究H2O2溶液浓度的影响，故B正确；②④中过氧化氢溶液的溶质质量分数和温度均不同，不能用于探究反应温度的影响，故C错误；④⑤中催化剂种类和温度均不同，不能用于探究催化剂种类的影响，故D错误。
30．（2024广州，19）学习小组开展跨学科实践活动，设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2，再制备供氧剂CaO2用于水产养殖。
I．H2和O2的实验室制取
（1）仪器a的名称是________。
（2）实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取并收集H2，需选用的装置分别是________（填标号）。利用装置C干燥H2，可加入的试剂是________（填名称）。
（3）利用KClO3分解制取O2，反应的化学方程式为________。
Ⅱ．设计装置模拟工业制备H2O2。反应过程分两步进行，流程和部分装置如下：
注：R为液态有机物
（4）关闭K2，打开K1，利用上述装置进行反应①。加热前需先通一段时间H2，以排尽装置内的空气，原因是________。检验装置内空气已排尽的操作和现象是________。
III．制备供氧剂用于水产养殖
查阅资料后动手实践：往CaCl2溶液中通入足量NH3后加入H2O2溶液，保持0－5℃充分反应，过滤、水洗并烘干后得到CaO2。
（5）原理分析：补充完整制备CaO2的化学方程式CaCl2 + 2 NH3 + H2O2 = CaO2↓ + 2________。
（6）供氧剂使用：水产养殖中，CaO2与水缓慢反应释放出O2为鱼类供氧，反应的另一产物属于微溶于水的碱，该产物的化学式为________。
【答案】
（1）长颈漏斗
（2）AE 浓硫酸
（3）2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑
（4）氢气不纯时会发生爆炸 将燃着的酒精灯靠近b口，若发出的声音很小，则说明空气已排尽
（5）NH4Cl
（6）2 CaO2 + 2 H2O = 2 Ca(OH)2 + O2↑
【解析】
（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗。
（2）锌和硫酸的反应为固体和液体在常温下的反应，发生装置选A，氢气密度比空气小，则收集装置选E向下排空气法；
浓硫酸具有吸水性，可干燥氢气，则C中盛放浓硫酸。
（3）氯酸钾在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO3 2 KCl + 3 O2↑。
（4）氢气为可燃性气体，不纯时加热会发生爆炸，则加热前要先通一段时间氢气；
若空气已排尽，则点燃氢气时发出的声音较小，则可将燃着的酒精灯靠近b口，若发出的声音很小，则说明空气已排尽。
（5）反应前后原子的种类和个数不变，等号左边有一个钙原子、2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子和2个氧原子，等号右边有1个钙原子和2个氧原子，则还少2个氯原子、2个氮原子、8个氢原子，故应补充NH4Cl。
（6）根据反应前后元素种类不变，可知CaO2和水反应生成氧气和氢氧化钙，反应的化学方程式为2 CaO2 + 2 H2O = 2 Ca(OH)2 + O2↑。
31．（2023广东，15）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
【答案】D
【解析】铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应，说明了活动性Fe>Cu，Fe> Ag，无法比较银和铜的金属活动性，A不能达到实验目的；锌和稀硫酸反应生成氢气，反应后氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，B不能达到实验目的；第一支试管中只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，两支试管的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，C不能达到实验目的；图中实验，加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生，可验证MnO2的催化作用，D能达到实验目的。
32．（2023广东，18）【基础实验与学科实践】回答下列问题。
（1）实验室制取O2及性质检验
i．题18－1图中仪器a的名称是 ① 。
ii．用高锰酸钾制取O2，应选择题18－1图中的发生装置 ② （填字母）。化学方程式为 ③ 。
iii．收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时， ④ （填字母），生成刺激性气味的气体 a．产生大量白烟 b．生成黑色固体 c．发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是 ⑤ 。
（2）制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾（KO2）为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析：4 KO2 + 2 CO2 = 2 K2CO3 + 3 O2、4 KO2 + 2 H2O = 4 X + 3 O2↑ 则X的化学式为__________。
②动手实践：设计并制作氧自救呼吸器，如题18－2图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化），则基本失效。
【答案】
（1）i．锥形瓶 ii．A 2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
iii．c 吸收二氧化硫，防止污染空气
（2）①KOH ②黄色变为白色
【解析】（1）i．上图中仪器a的名称是锥形瓶；
ii．用高锰酸钾制取O2，属于固体加热反应，发生装置可选A；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑；
iii．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，选c；
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，集气瓶中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气；
（2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含K、O、H的个数分别是4、10、4，生成物中含K、O、H的个数分别是0、6、0，故生成物中还应含4个K、4个H、4个O，X的化学式为KOH；
②超氧化钾（KO2）为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体，故观察到生氧剂由黄色变为白色，则基本失效。
33．（2023深圳，16）定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。
（1）铝和氧气生成致密的______。
（2）打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应，出现的反应现象：______。
（3）如图是探究白磷燃烧条件的图像：
从图中得知白磷燃烧的条件是______。
（4）某同学向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，现象如下表：
催化剂 现象
MnO2 有大量气泡
Fe2O3 少量气泡
根据气泡生成多少可以得到什么化学启示：______。
（5）某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时，反应生成气体的质量与时间的关系如图所示，求反应90 s时消耗H2O2的质量。（写出计算过程）
【答案】
（1）氧化铝或Al2O3
（2）铝丝表面有红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色
（3）与氧气接触
（4）二氧化锰的催化效果比氧化铁好（合理即可）
（5）解：由图可知，反应90 s时，生成氧气的质量为1.60 g，设消耗过氧化氢的质量为x，
2 H2O2 2 H2O + O2↑
68 32
x 1.60 g
=
x = 3.4 g
答：反应90 s时消耗H2O2的质量为3.4 g。
【解析】
（1）铝和氧气生成致密的氧化铝保护膜；
（2）打磨后的铝丝放入硫铜溶液中，铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，出现的反应现象为铝丝表面有红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色；
（3）左边白磷与氧气接触、温度达到白磷的着火点，可以燃，右边白磷没有与氧气接触、温度达到白磷的着火点，不能燃烧，二者对比，说明白磷燃烧的条件是与氧气接触；
（4）向相同体积的5% H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，加入二氧化锰的产生大量气泡，加入氧化铁的产生少量气泡，根据气泡生成多少，说明二氧化锰的催化效果比氧化铁好（合理即可）；
（5）见答案。
34．（2023深圳市一模，14）实验室用加热KClO3和MnO2固体混合物的方法制取O2。
（1）该反应的化学方程式为___________；反应中MnO2的作用是___________。
实验小组在做实验时偶然闻到了刺激性气味，对此同学们产生了疑问，并进行了下列探究。
【提出问题】加热KClO3与MnO2固体混合物产生气体成分是什么？
【查阅资料】①酸能使紫色石蕊溶液变红；②氯气（Cl2）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使紫色石蕊溶液先变红后褪色：常用NaOH溶液吸收Cl2。
【猜想假设】
（2）猜想一：该气体为O2；
猜想二：该气体___________（填化学式）；
猜想三：该气体为O2和Cl2。
（3）小深同学认为猜想一不成立，理由是___________。
实验探究】
（4）小圳同学在老师的启发下，设计了下列实验：
实验I 实验Ⅱ
操作 紫色石蕊溶液 足量的NaOH溶液
现象 紫色石蕊溶液先变___________后褪色 带火星的木条复燃
结论 猜想___________成立。
（5）由表数据可知，KClO3和MnO2质量比会对生成物产生影响，质量比为___________时，可迅速制得较纯净的O2。
KClO3与MnO2质量比 MnO2的质量/g O2的体积/mL 时间/s 实验现象
2∶1 1.5 809 183 刺激性气味比较重
3∶1 1 817 168 刺激性气味淡
4∶1 0.8 806 170 刺激性气味略重
【答案】
（1）2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑ 催化作用或加快反应速率
（2）Cl2
（3）O2无气味，同学们闻到了刺激性气味
（4） 红 三
（5）3∶1
【解析】
（1）氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑；
在该反应中，二氧化锰是催化剂，起到催化作用；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含K、Cl、O，生成物中也应含K、Cl、O，故生成的气体可能是氧气，也可能是氯气，也可能是氧气和氯气的混合物，故猜想二：该气体为Cl2；
（3）生成的气体有刺激性气味，而氧气是无色无味的，故猜想一不成立；
（4）氯气是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使紫色石蕊溶液先变红后褪色，故现象为紫色石蕊溶液先变红后褪色，说明含氯气，带火星的木条复燃，说明含氧气，故猜想三成立；
（5）由表中数据可知，当氯酸钾与二氧化锰的质量比为3∶1时，耗时最短，收集的氧气体积最大，且刺激性气味淡，说明此时可迅速制得较纯净的氧气。
35．（2023深圳福田区一模，16）过氧化氢水溶液是一种“绿色”供氧剂。某科学小组利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，并探究氧气的相关性质。
（1）下列对氧气的认识正确的是________（填序号）。
A．空气中氧气的质量分数为五分之一
B．火箭发射时需要用到氧气，是因为氧气具有可燃性
C．氧气可以供给呼吸，可用于医疗急数
D．硫粉在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
（2）利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是________。
（3）实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氯化锰制取氧气，实验中物质的总质量随时间变化如图所示。计算过氧化氢溶液中H2O2的质量分数。（根据化学方程式进行计算）
（4）小明用排水法收集一瓶氧气后，想利用这瓶氧气进行蜡烛燃烧实验，以此证明石蜡中是否含有氢元素。小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，认为石蜡中含有氢元素。但小红认为小明方案不能得出该结论，原因是________。
【答案】
（1）C
（2）催化作用
（3）由图可知：溶液总质量从70 g减少到66.8 g，所以生成氧气的质量 = 70 g－66.8 g = 3.2 g
解：设溶液中H2O2的质量为x
x = 6.8 g
H2O2的质量分数：100% = 10%
答：这瓶过氧化氢中H2O2的质量分数为10%。
（4）排水法收集后，瓶内已经有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水。（过氧化氢溶液分解后产生的氧气中已经含有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水）
【解析】
（1）空气中氧气的体积分数为五分之一，不是质量分数，故A错误，不符合题意；氧气能支持燃烧，具有助燃性，常用作助燃剂，氧气自己本身不燃烧，不具有可燃性，故B错误，不符合题意；气可以供给呼吸，可用于医疗急数，故C正确，符合题意；硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，而不是淡蓝色火焰，故D错误，不符合题意；
（2）氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的过程中，二氧化锰所起的作用是催化剂。故填：催化剂。
（3）详解见答案。
（4）小明按照下图所示的装置进行实验，当观察到集气瓶内壁有水珠时，不能认定石蜡中含有氢元素，因为排水法收集后，瓶内已经有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水。（过氧化氢溶液分解后产生的氧气中已经含有水，无法判断是否是蜡烛燃烧后产生的水）
36．（2024江苏苏州，18）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
【解析】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A说法正确；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B说法错误；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C说法正确；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D说法正确。
37．（2024山西，16）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 H2O2 2 H2O + O2↑
（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
【解析】
（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 H2O2 2 H2O + O2↑；
（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。
38．（2024重庆A卷，23）O2在医疗急数、化工生产等领域都有重要应用。
（1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是___________（填序号）。
A．CH4 B．KMnO4 C．NaCl
（2）某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验：
序号 催化剂 温度 实验现象
甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳
丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出
丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡
①写出实验甲中发生反应的化学方程式 。
②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。理由是 。
③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。
④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因（至少写两条） 。
【答案】
（1）AC
（2） 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 否 实验温度不同，没有控制变量 丙、丁 在其他条件相同时，红砖小颗粒更多，催化效果更好；过氧化氢溶液浓度更高，反应更快(或温度更高，反应更快)。
【解析】
（1）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变可知，制取氧气的药品中应含有氧元素，甲烷和氯化钠都不含氧元素，所以不能用于氧气制取。故选AC；
（2）①实验甲发生的反应为过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，方程式为 2 H2O2 2 H2O + O2↑；
②由表中甲乙实验数据可知，实验时除催化剂的种类不同，实验的温度也不同，没有控制变量，所以不能用于比较两种催化剂的催化效果，故实验结论不科学；
③丙和丁只有催化剂的形态不同，可以用于探究催化剂的催化效果与催化剂的形态有关；
④新增实验与实验丙对比变量为：催化剂的形态、质量和过氧化氢溶液的浓度，（温度也可能不同）所以造成产生气泡速率明显比实验丙快，可能是小颗粒状的红砖粉与过氧化氢溶液接触更充分，从而催化效果更好；或可能是过氧化氢溶液浓度更高，使反应更快；也可能是温度更高，造成催化效果更好；或是红砖小颗粒的质量大，与过氧化氢溶液接触更充分，使催化效果更好（合理即可）。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
