第3章 空气与生命（氧气的制取与收集）专题复习（含解析）

第三章氧气的制取与收集专题复习
一．选择题（共10小题）
1．细纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　）
A． B． C． D．
2．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
A． B． C． D．
3．实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管 ②按要求装配好仪器，并检查装置的气密性 ③将高锰酸钾装入试管，在管口塞入一小团棉花，再用带导管的橡皮塞塞紧试管口 ④把试管固定在铁架台上，并把集气瓶灌满水倒立在水槽里 ⑤用排水法收集氧气 ⑥熄灭酒精灯 ⑦将导管从水槽中取出，正确的操作顺序是（　　）
A．③②①④⑥⑤⑦B．②③④①⑤⑦⑥C．②③④①⑤⑥⑦D．②③①④⑤⑥⑦
4．小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品。下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水，来保持氧气湿润
B．这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
5．实验室制取氧气，下列说法错误的是（　　）
A．装置可用于高锰酸钾制取氧气 B．装置可用于过氧化氢溶液制取氧气
C．装置可用于收集氧气 D．装置可用于收集氧气
6．实验室用双氧水制取氧气，用排水法收集，持续一段时间都只观察到导管口气泡冒出缓慢，进行原因分析，不成立的是（　　）
A．过氧化氢已多量分解 B．反应容器中放入的催化剂二氧化锰太少
C．反应容器口未塞紧 D．生成的氧气大量溶解在水中
7．下列依次是实验室加热高锰酸钾制取氧气的制备、收集、验满、性质实验的示意图，其中正确的是（　　）
A．制备 B． 收集
C． 验满 D． 铁丝在氧气中燃烧
8．有些实验操作的“先”与“后”决定了实验的成功和安全。下列加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是（　　）
A．先将试管固定好，再放置酒精灯的位置
B．先向试管中加高锰酸钾，后检查气密性
C．先将导管伸入集满水的集气瓶，后加热
D．先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯
9．小明在做氧气性质实验时，将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的却不明显。导致现象不明显的原因可能是（　　）
A．排水法收集结束时集气瓶内的水有残留
B．导管口连续放出气泡时开始收集氧气
C．高锰酸钾分解产生的氧气不纯
D．排水法收集前未将集气瓶灌满水
10．实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　）
A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流
B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末
C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好
D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停”
二．填空题（共7小题）
11．如图可用来收集氧气，若用向上排空气法收集氧气，则氧气从 　 　 （填“左”或“右”，下同）导管通入，空气从 　 　 导管排出。若要检查是否已收集满氧气，可用带火星的木条放在 　 　 导管处。如用排水法收集氧气，可先把集气瓶装满水，水从 　 　 导管排出。
12．如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
（1）写出标号的仪器名称①　 　 。
（2）写出一个实验室制取氧气的化学方程式 　 　 ，用该方法制取氧气所选择的发生和收集装置是 　 　 （填大写字母）。
（3）实验室制取二氧化碳，请写出检验二氧化碳气体的方法是 　 　 。（用化学方程式表示）
13．如图所示是某简易制氧装置的示意图，其原理是通过撞击火帽，触发启动装置产生热量，使产氧药块分解而释放氧气供给呼吸。
（1）装置中过滤层的作用是 　 　 。
（2）可以用来做产氧药块的药品是 　 　 。
A.KClO3和MnO2 B.KMnO4 C.H2O2溶液和MnO2 D.H2O
14．如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置，据图回答下列问题：
（1）实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置是 　 　 （填编号）
（2）用C装置收集氧气，正确的操作顺序为 　 　 。（填编号）
①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
（3）若用D装置进行排空气法收集氧气，气体应从 　 　 填“a”或“b”）端通入。
15．小科同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。请回答：
（1）如图甲是小科组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正：　 　 。
（2）如图乙是初中化学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的装置有 　 　 （填序号）。
16．化学实验室常用10%的H2O2溶液来制取氧气。小明和小红欲用10%的H2O2溶液来制取干燥的氧气，小明使用的是装置图1，小红使用的是装置图2。试回答：
（1）小红同学使用的装置是不合理的，原因是 　 　 。
（2）两装置的B仪器中应盛放的物质是 　 　 。
（3）从严格意义上说，小明使用的收集装置也不尽合理，理由是 　 　 。
（4）10%的H2O2溶液中，氢元素的质量分数为 　 　 ，当H2O2完全分解时，液体中氢元素的质量分数增加到 　 　 。（保留到0.1%）
17．根据氧气的制取和性质的相关知识，回答下列问题：
（1）图甲装置中二氧化锰的作用是 　 　 ；
（2）要获得一瓶干燥的氧气，图甲装置中导管的连接顺序为a→　 　 ；
（3）下列关于硫燃烧实验（如图乙）的相关描述合理的有 　 　 （填序号）；
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同
④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染
三．实验探究题（共3小题）
18．实验室常用如图装置来制取氧气。请回答：
（1）请写出图中a的名称：　 　 。
（2）关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应，相同之处是 　 　 （填字母编号）。
A．都需要加热
B．都可直接选用A装置制取
C．都属于分解反应
D．都需要二氧化锰作催化剂
（3）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤：①将试剂装入试管，用带导管的橡皮塞塞紧试管口；②检查装置的气密性；③给试管加热；④将装置固定在铁架台上；⑤熄灭酒精灯；⑥收集气体；⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 　 　 （填序号）。
（4）在完成制取并收集氧气后，小科进行了检验氧气化学性质的实验，他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，另一端系在一根粗铁丝上，点燃火柴，待火柴将要烧完时，立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中，可以观察到的现象为 　 　 ，并放出大量的热。
19．小嘉同学在实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，请回答下列问题：
（1）相对于D装置，我们常选择E装置收集氧气，它的优点是 　 　 ；若用E装置收集的氧气纯度明显偏低，原因可能是 　 　 （填序号）。
①收集前，集气瓶中未注满水
②导管口开始有气泡冒出，立刻收集
③收集后，集气瓶中仍有少量水
④收集气体后，集气瓶正放在桌面上
（2）要验证二氧化锰在反应前后化学性质不变，操作方法是：回收二氧化锰后，　 　 。
（3）其他同学在实验时发现用排空气法收集得到的气体有刺激性气味，以下是他们的探究过程。
【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？
【猜想假设】猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三：该气体为O2和Cl2
【查阅资料】氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
【实验探究】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
方案Ⅰ 用排水法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想一成立
方案Ⅱ 用向上排空气法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中 木条复燃，淀粉碘化钾试纸变色 猜想三成立
【反思评价】
根据氧气的性质可知猜想一不合理，理由是 　 　 ，但实验方案1的结果却支持猜想一，你认为造成这一错误的原因是 　 　 。
20．某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3 3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。
（1）该家用制氧机的制氧反应有两步：
第一步：；
第二步：　 　 （填写化学方程式）。
（2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 　 　 （选填字母）。
A．产物更环保
B．成本更低廉
C．储存更方便
（3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 　 　 。
第三章氧气的制取与收集专题复习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B C C D D D D C
一．选择题（共10小题）
1．细纳整理是学习科学的重要方法之一，小实对氧气的制取和性质进行了梳理。请回答下面小题。根据氧气的性质，以下能用于排空气法收集氧气的装置是（　　）
A． B． C． D．
【分析】根据氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集来分析。
【解答】解：A、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从长管进，故选项不符合题意。
B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图气体应该从短管进，故选项不符合题意。
C、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图能收集到氧气，故选项符合题意。
D、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，此图导管都是短管，导入的氧气马上又会排出，无法收集氧气，故选项不符合题意。
故选：C。
2．实验室若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】根据用分液漏斗加过氧化氢溶液，可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率进行分析。
【解答】解：用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。
故选：C。
3．实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管 ②按要求装配好仪器，并检查装置的气密性 ③将高锰酸钾装入试管，在管口塞入一小团棉花，再用带导管的橡皮塞塞紧试管口 ④把试管固定在铁架台上，并把集气瓶灌满水倒立在水槽里 ⑤用排水法收集氧气 ⑥熄灭酒精灯 ⑦将导管从水槽中取出，正确的操作顺序是（　　）
A．③②①④⑥⑤⑦ B．②③④①⑤⑦⑥ C．②③④①⑤⑥⑦ D．②③①④⑤⑥⑦
【分析】根据加热高锰酸钾分解制取氧气时的操作步骤为：查、装、定、点、收、移、熄，据此进行分析解答。
【解答】解：实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意点分别是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品，注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），可得题中正确的操作顺序是：②③④①⑤⑦⑥。
故选：B。
4．小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品。下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（　　）
A．加湿过滤仓利用氧气不易溶于水，来保持氧气湿润
B．这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降
C．此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D．可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
【分析】A、根据装置的特点来分析；
B、根据温度对气体溶解度的影响来分析；
C、根据氧气的性质与用途来分析；
D、根据装置的特点来分析。
【解答】解：A、氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用O2不易溶于水，来保持O2湿润，A是正确的；
B、气体的溶解度随着温度的升高而减小，这个仪器还可以在夏天给鱼缸的鱼供氧，夏天鱼缸中溶解氧下降，B是正确的；
C、氧气没有可燃性，不能用作燃料，C是错误的；
D、氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢，D是正确的。
故选：C。
5．实验室制取氧气，下列说法错误的是（　　）
A．装置可用于高锰酸钾制取氧气
B．装置可用于过氧化氢溶液制取氧气
C．装置可用于收集氧气
D．装置可用于收集氧气
【分析】A、根据高锰酸钾的状态和反应的条件分析判断；
B、根据过氧化氢制取氧气的反应原理分析判断；
C、根据氧气的密度分析判断；
D、根据氧气的溶解性分析判断。
【解答】解；A、高锰酸钾为固体，反应条件需要加热，图中装置为固体加热型气体发生装置，故说法正确；
B、实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，为固液不需加热型气体发生装置，故说法正确；
C、氧气的密度比空气大，应该采用向上排空气法收集，故说法错误；
D、氧气不易溶于水，可以用排水法收集，故说法正确；
故选：C。
6．实验室用双氧水制取氧气，用排水法收集，持续一段时间都只观察到导管口气泡冒出缓慢，进行原因分析，不成立的是（　　）
A．过氧化氢已多量分解
B．反应容器中放入的催化剂二氧化锰太少
C．反应容器口未塞紧
D．生成的氧气大量溶解在水中
【分析】A、过氧化氢已多量分解，剩余的过氧化氢量少，反应速度减慢；
B、催化剂量少，会造成过氧化氢分解速度缓慢；
C、反应容器口未塞紧会造成装置漏气；
D、氧气不易溶于水．
【解答】解：A、过氧化氢已多量分解会造成导管口气泡冒出缓慢。故A正确；
B、反应容器中放入的催化剂二氧化锰太少，过氧化氢分解速度缓慢，导管口冒出气泡速度缓慢。故B正确；
C、反应容器口未塞紧，导致生成的部分气体外逸到空气中，导管口冒出气泡速度缓慢。故C正确；
D、氧气不易溶于水，因而不可能大量溶解在水中。故D错误。
故选：D。
7．下列依次是实验室加热高锰酸钾制取氧气的制备、收集、验满、性质实验的示意图，其中正确的是（　　）
A．制备 B． 收集
C． 验满 D． 铁丝在氧气中燃烧
【分析】根据反应物的状态来判断发生装置，根据氧气的性质来判断收集装置，根据验满的方法来判断，根据铁丝燃烧的注意事项来判断．
【解答】解：A、为了防止高锰酸钾进入导管而堵塞导管，所以在试管口放一团棉花，故操作错误；
B、排水法收集气体时，导管口要对准集气瓶口，而不能伸入集气瓶，故操作错误；
C、在验满时应该将带火星的木条放在集气瓶口，故操作错误；
D、细铁丝燃烧时会产生高温的熔融物，所以为了防止高温的熔融物炸裂集气瓶底部，应该在集气瓶底部预先放些水，操作正确；
故选：D。
8．有些实验操作的“先”与“后”决定了实验的成功和安全。下列加热高锰酸钾并用排水法制取氧气的实验中，先后操作正确的是（　　）
A．先将试管固定好，再放置酒精灯的位置
B．先向试管中加高锰酸钾，后检查气密性
C．先将导管伸入集满水的集气瓶，后加热
D．先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯
【分析】根据实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项，进行分析判断。
【解答】解：A、先放置酒精灯的位置，再将试管固定好，故选项说法错误。
B、实验室制取气体时，组装好装置后，应在向试管中装入药品前检查装置的气密性，然后再装入高锰酸钾，以避免装入高锰酸钾后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误。
C、先加热，待导管口气泡连续、均匀冒出时再将导管伸入集满水的集气瓶，故选项说法错误。
D、先从水槽里将导管移出，后熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法正确。
故选：D。
9．小明在做氧气性质实验时，将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的却不明显。导致现象不明显的原因可能是（　　）
A．排水法收集结束时集气瓶内的水有残留
B．导管口连续放出气泡时开始收集氧气
C．高锰酸钾分解产生的氧气不纯
D．排水法收集前未将集气瓶灌满水
【分析】根据题意：将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的不明显，导致现象不明显的原因可能是收集的氧气不纯，混入空气，然后结合排水法收集氧气的注意事项分析解答。
【解答】解：将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的不明显，导致现象不明显的原因可能是收集的氧气不纯，混入空气；
A、排水法收集结束时集气瓶内有水，不妨碍氧气的纯度，故A不符合题意；
B、导管口连续放出气泡时开始收集氧气，收集的氧气较纯，故B不符合题意；
C、高锰酸钾分解产生的气体只有氧气，氧气是纯净的，故C不符合题意；
D、排水法收集前未将集气瓶灌满水，集气瓶内有空气，收集的氧气不纯，故D符合题意。
故选：D。
10．实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　）
A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流
B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末
C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好
D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停”
【分析】A、根据固体加热装置特点来分析解答；
B、根据二氧化锰是催化剂来分析解答；
C、根据装置气密性的检查方法来分析解答；
D、根据二氧化锰是粉末，会从试管中漏下进入溶液，无法实现固液分离来分析解答。
【解答】解：A、高锰酸钾受热不生成水，主要是固体加热装置容易产生冷凝水，为了避免水冷凝后倒流，才将试管口要略向下倾斜，叙述不合理，故A不符合题意；
B、使用装置乙分解双氧水制取氧气时，二氧化锰是催化剂，不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末，叙述不合理，故B不符合题意；
C、向上拉装置丙中注射器的，将空气吸入，关闭活塞a，则保持内外压强一致，若活塞始终不下落，则装置气密性良好，叙述合理，故C符合题意；
D、二氧化锰是粉末，会从试管中漏下进入溶液，无法实现固液分离，不可实现“随开随用、随关随停”的操作，叙述不合理，故D不符合题意；
故选：C。
二．填空题（共7小题）
11．如图可用来收集氧气，若用向上排空气法收集氧气，则氧气从 　右　 （填“左”或“右”，下同）导管通入，空气从 　左　 导管排出。若要检查是否已收集满氧气，可用带火星的木条放在 　左　 导管处。如用排水法收集氧气，可先把集气瓶装满水，水从 　右　 导管排出。
【分析】根据氧气的密度比空气大，可以确定氧气从哪个导管通入，氧气的助燃性，可以确定如何检查氧气是否已收集满，根据排水法收集气体的原理，可以确定水从哪个导管排出，进行分析。
【解答】解：由于氧气的密度比空气大，若用向上排空气法收集氧气，则氧气应从右导管通入，空气从左导管排出，若要检查是否已收集满氧气，可用带火星的木条放在左导管处，如果木条复燃，则说明氧气已收集满，如用排水法收集氧气，可先把集气瓶装满水，水从右导管排出。故答案为：右；左；左；右。
12．如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题。
（1）写出标号的仪器名称①　长颈漏斗　 。
（2）写出一个实验室制取氧气的化学方程式 　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（合理即可）　 ，用该方法制取氧气所选择的发生和收集装置是 　BC（或BE）（合理即可）　 （填大写字母）。
（3）实验室制取二氧化碳，请写出检验二氧化碳气体的方法是 　CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O　 。（用化学方程式表示）
【分析】（1）根据仪器的名称来分析；
（2）根据实验室制取氧气的原理以及氧气的发生装置与收集方法来分析；
（3）根据二氧化碳的性质以及检验方法来分析。
【解答】解：（1）标号的仪器①的名称是长颈漏斗；故答案为：长颈漏斗；
（2）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。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，反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑。若采用的是加热高锰酸钾、加热氯酸钾的方法，属于固体加热型，应该选用的发生装置是B；若采用的是分解过氧化氢的方法，属于固液常温型，所以应该选择A装置来制取。氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氧气，氧气不易溶于水，可用排水法来收集；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（合理即可）；BC（或BE）（合理即可）；
（3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O，因此实验室中常用澄清的石灰水检验二氧化碳气体；故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
13．如图所示是某简易制氧装置的示意图，其原理是通过撞击火帽，触发启动装置产生热量，使产氧药块分解而释放氧气供给呼吸。
（1）装置中过滤层的作用是 　防止固体药块被氧气带出　 。
（2）可以用来做产氧药块的药品是 　AB　 。
A.KClO3和MnO2
B.KMnO4
C.H2O2溶液和MnO2
D.H2O
【分析】（1）根据实验过程和目的分析回答此题；
（2）根据实验原理选择反应物。
【解答】解：（1）产氧药块为固体，碰撞后产生粉末，可以被气体带出，因此增加过滤层，避免固体粉末被带出，确保氧气的纯度；
故答案为：防止固体药块被氧气带出。
（2）根据题目信息可知，反应需要加热制备氧气：
A、氯酸钾和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化钾和氧气，可以制备氧气，选项A符合题意；
B、高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，可以制备氧气，选项B符合题意；
C、过氧化氢在二氧化锰催化作用反应生成水和氧气，不需要加热，选项B不符合题意；
D、水在加热条件下无法制得氧气，选项D不符合题意；
故答案为：AB。
14．如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置，据图回答下列问题：
（1）实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置是 　B　 （填编号）
（2）用C装置收集氧气，正确的操作顺序为 　②①③　 。（填编号）
①将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
②将装满水的集气瓶倒置在水槽中
③当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
（3）若用D装置进行排空气法收集氧气，气体应从 　b　 填“a”或“b”）端通入。
【分析】（1）根据反应物的状态、反应发生需要的条件、气体的密度和水溶性及特殊要求选择装置；
（2）根据氧气的性质进行分析；
（3）根据氧气和装置的特点的性质进行分析。
【解答】解：（1）用二氧化锰与双氧水制取氧气，属于固、液常温型，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置是B，因为通过分液漏斗可控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率；
（2）C装置收集氧气的方法是排水法，是因为氧气不易溶于水；需等气泡连续、均匀放出时开始收集氧气；正确的操作顺序为：将装满水的集气瓶倒置在水槽中，将导管伸入集气瓶口，让气体进入瓶中，当气体收集满时，用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面正放置于桌面，故选：②①③；
（3）氧气的密度比空气大，若用D装置进行排空气法收集氧气，气体应从b端通入。
故答案为：
（1）B；
（2）②①③；
（3）b。
15．小科同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。请回答：
（1）如图甲是小科组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正：　试管口应略低于试管底部　 。
（2）如图乙是初中化学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的装置有 　④⑤　 （填序号）。
【分析】（1）用高锰酸钾制取氧气时，试管口应略低于试管底部，增大接触面积，据此解答；
（2）根据氧气的性质解答。
【解答】解：（1）图中反应物是高锰酸钾，发生装置属于固固加热型，故试管口应略低于试管底部；
（2）氧气是一种密度比空气略大，难溶于水的气体，可用排水法和向上排空气法收集，图中①是排水法，可用于收集氧气；②是排水法，可用于收集氧气；③是向上排空气法，可用于收集氧气；④是向下排空气法，不能用于收集氧气；⑤是向下排空气法，不能用于收集氧气；⑥是向上排空气法，可用于收集氧气，故选：④⑤。
故答案为：（1）试管口应略低于试管底部；
（2）④⑤。
16．化学实验室常用10%的H2O2溶液来制取氧气。小明和小红欲用10%的H2O2溶液来制取干燥的氧气，小明使用的是装置图1，小红使用的是装置图2。试回答：
（1）小红同学使用的装置是不合理的，原因是 　制得的气体不干燥　 。
（2）两装置的B仪器中应盛放的物质是 　浓硫酸　 。
（3）从严格意义上说，小明使用的收集装置也不尽合理，理由是 　空气中含有水蒸气　 。
（4）10%的H2O2溶液中，氢元素的质量分数为 　10.9%　 ，当H2O2完全分解时，液体中氢元素的质量分数增加到 　11.1%　 。（保留到0.1%）
【分析】（1）收集气体时根据气体的溶解性和密度选择收集方法；
（2）浓硫酸和氢氧化钠固体都具有吸水性，可以用作干燥剂；
（3）从实验的目的进行分析；
（4）因为双氧水溶液的溶质和溶剂里都含有氧元素，故需先假设溶液质量为100g，分别计算出H2O2和H2O中H元素的质量分数，再根据氢元素的质量分数100%计算即可；根据双氧水分解的化学方程式可知，当双氧水完全分解时，气体逸出，溶液质量减少，故这时液体中氢元素的质量不变，原溶液的质量减去生成气体的质量就是反应后溶液质量。
【解答】解：（1）因为要得到干燥的氢气，就不能用排水法；
（2）氧气与浓硫酸不反应，可以使用浓硫酸做干燥剂；
（3）因空气中含有水蒸气，故小亮使用的装置收集的氧气也不是太干燥；
（4）根据双氧水的化学式H2O2可得H元素的质量分数为：100%≈5.9%，H2O中H元素的质量分数为 100%≈11.1%，
设总质量为100g，则双氧水（H2O2）为3g，水（H2O）为97g，
所以氢元素的质量分数为：10.9%
②设生成O2质量为x，
2H2O22H2O+O2↑
68 32
3 x
解之得：x≈1.4g
100%≈11.1%，
故液体中的氢元素的质量分数增加到11.1%。
故答案为：（1）制得的气体不干燥；
（2）浓硫酸；
（3）空气中含有水蒸气；
（4）10.9%；11.1%。
17．根据氧气的制取和性质的相关知识，回答下列问题：
（1）图甲装置中二氧化锰的作用是 　催化　 ；
（2）要获得一瓶干燥的氧气，图甲装置中导管的连接顺序为a→　d→e→b→c　 ；
（3）下列关于硫燃烧实验（如图乙）的相关描述合理的有 　①②④　 （填序号）；
①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
②硫燃烧是剧烈氧化的现象
③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同
④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染
【分析】（1）过氧化氢制取氧气时二氧化锰的作用是催化作用，加快反应速度，利用氧气的收集。
（2）实验目的是制取干燥的气体，而该气体是用溶液获得的，所以要先干燥后排空气法收集；
（3）硫燃烧实验现象和本质进行分析，注意实验过程中的注意事项；
【解答】解：（1）图甲装置是过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气，其中二氧化锰的作用是催化，加快反应的进行，利于氧气的收集；
（2）要获得一瓶干燥的氧气，实验目的是收集干燥的氧气，而氧气是过氧化氢溶液制得的，所以要先干燥后用向上排空气法收集，干燥时洗气瓶应该长进短出也就是气体必须从浓硫酸中通过，所以收集图甲装置中导管的连接顺序为a→d→e→b→c；
（3）①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气燃烧时蓝紫色火焰。正确；
②由于燃烧都是剧烈的氧化现象，所以硫燃烧是剧烈氧化的现象。正确；
③硫在空气和氧气中燃烧的现象不同，但是产物相同，都是生成二氧化硫。错误；
④由于生成的二氧化硫有毒能污染大气，同时二氧化硫能溶解于水，所以集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染。正确；
故选：①②④。
故答案为：
（1）催化；
（2）d→e→b→c；
（3）①②④。
三．实验探究题（共3小题）
18．实验室常用如图装置来制取氧气。请回答：
（1）请写出图中a的名称：　铁架台　 。
（2）关于实验室用氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应，相同之处是 　AC　 （填字母编号）。
A．都需要加热
B．都可直接选用A装置制取
C．都属于分解反应
D．都需要二氧化锰作催化剂
（3）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤：①将试剂装入试管，用带导管的橡皮塞塞紧试管口；②检查装置的气密性；③给试管加热；④将装置固定在铁架台上；⑤熄灭酒精灯；⑥收集气体；⑦将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是 　②①④③⑥⑦⑤　 （填序号）。
（4）在完成制取并收集氧气后，小科进行了检验氧气化学性质的实验，他取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，另一端系在一根粗铁丝上，点燃火柴，待火柴将要烧完时，立即伸进一瓶预留少量水的盛有氧气的集气瓶中，可以观察到的现象为 　剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体　 ，并放出大量的热。
【分析】（1）根据实验室常见仪器的形状和用途，识别图中a仪器的名称。
（2）根据氯酸钾、高锰酸钾制取氧气的反应原理和实验装置特点，分析各选项的正确性。
（3）根据实验室制取氧气的操作流程，按照先检查装置气密性，再装试剂、固定装置、加热、收集气体，最后进行后续处理的顺序，确定正确的操作步骤。
（4）根据铁丝在氧气中燃烧的实验现象，结合实际操作情况，描述实验中观察到的现象。
【解答】解：（1）图中a的名称：铁架台；
（2）实验室用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气的反应分别是高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，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；
A、根据上述分析可知，两个反应都需要加热，正确；
B、用高锰酸钾制氧气时，试管口需放一团棉花，以防止试管内固体粉末进入导管，不能直接选用A装置制取，错误；
C、根据上述分析可知，这两个反应都由一种物质生成多种物质的反应，都属于分解反应，正确；
D、根据上述分析可知，用高锰酸钾制氧气时，不需要二氧化锰作催化剂，错误。
故选AC；
（3）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取并收集氧气主要有以下步骤：②检查装置的气密性→①将试剂装入试管，用带导管的橡皮塞塞紧试管口→④将装置固定在铁架台上→③给试管加热→⑥收集气体→⑦将导管从水槽中取出→⑤熄灭酒精灯。故填：②①④③⑥⑦⑤；
（4）铁在氧气中燃烧的实验现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，并放出大量的热。
故答案为：
（1）铁架台；
（2）AC；
（3）②①④③⑥⑦⑤；
（4）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
19．小嘉同学在实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，请回答下列问题：
（1）相对于D装置，我们常选择E装置收集氧气，它的优点是 　收集到的氧气纯度高（或容易观察氧气否集满）　 ；若用E装置收集的氧气纯度明显偏低，原因可能是 　①②　 （填序号）。
①收集前，集气瓶中未注满水
②导管口开始有气泡冒出，立刻收集
③收集后，集气瓶中仍有少量水
④收集气体后，集气瓶正放在桌面上
（2）要验证二氧化锰在反应前后化学性质不变，操作方法是：回收二氧化锰后，　将它与氯酸钾混合，加热后看氯酸钾分解速度是否加快　 。
（3）其他同学在实验时发现用排空气法收集得到的气体有刺激性气味，以下是他们的探究过程。
【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？
【猜想假设】猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三：该气体为O2和Cl2
【查阅资料】氯气（Cl2）是一种有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
【实验探究】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
方案Ⅰ 用排水法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中 木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想一成立
方案Ⅱ 用向上排空气法收集两瓶气体，分别标号A、B，将带火星的木条伸入A瓶气体中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B瓶气体中 木条复燃，淀粉碘化钾试纸变色 猜想三成立
【反思评价】
根据氧气的性质可知猜想一不合理，理由是 　氧气没有气味　 ，但实验方案1的结果却支持猜想一，你认为造成这一错误的原因是 　氯气能溶于水，用排水法收集，产生的氯气被水吸收了　 。
【分析】（1）根据排水取气法的优点分析，根据排水法收集气体的注意事项来分析。
（2）证明二氧化锰化学反应前后化学性质没有改变，可将它与氯酸钾混合，加热后看氯酸钾分解速度是否加快。
（3）根据氧气的性质，氯气能溶于水
【解答】解：（1）因为排水法可以有效排除空气，B装置收集氧气更纯净，同时容易观察氧气否集满。氧气纯度偏低可能是因为集气瓶未注满水或收集气体过早，导致空气混入。若小乐选择装置E收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是：收集气体前，集气瓶中没有注满水、导管口刚有气泡冒出，就立刻收集。
（2）验证二氧化锰在反应前后化学性质不变，操作方法是：回收二氧化锰后，将它与氯酸钾混合，加热后看氯酸钾分解速度是否加快。
（3）收集到的气体有刺激性气味，氧气没有气味，说明猜想一不合理。氯气能溶于水，用排水法收集，产生的氯气被水吸收了，所以淀粉碘化钾试纸不变色。
故答案为：（1）收集到的氧气纯度高（或容易观察氧气否集满）；①②；
（2）将它与氯酸钾混合，加热后看氯酸钾分解速度是否加快；
（3）氧气没有气味；氯气能溶于水，用排水法收集，产生的氯气被水吸收了。
20．某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3 3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。
（1）该家用制氧机的制氧反应有两步：
第一步：；
第二步：　2H2O22H2O+O2↑　 （填写化学方程式）。
（2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 　C　 （选填字母）。
A．产物更环保
B．成本更低廉
C．储存更方便
（3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 　　 。
【分析】（1）根据化学反应的原理来分析；
（2）根据题干信息来分析；
（3）根据装置的特点来分析。
【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
（2）由题意可知，过碳酸钠是固体，过氧化氢容易分解，所以过碳酸钠运输储存更方便，故答案为：C；
（3）反应仓中产生的氧气能进入加湿仓内的水中，然后再由短管排出，图示为；故答案为：。
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