2.4依据特定需求制取氧气同步练习 (含解析) 北京版化学九年级上册

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2.4依据特定需求制取氧气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项符合如图所示关系的是
A B C D
X 纯净物 化学变化 氧化反应 化合反应
Y 混合物 物理变化 化合反应 分解反应
A．A B．B C．C D．D
2．下列实验室制取氧气的部分实验操作中，正确的是
A．连接仪器 B．验满
C．收集气体 D．处理废液
3．下列关于催化剂的说法正确的是
A．催化剂在反应前后化学性质和质量不变 B．加入催化剂能使化学反应的速率加快
C．一个反应的催化剂只有一种 D．使用催化剂可增加生成物的量
4．取a、b两份等质量的氯酸钾，仅向b中加入少量二氧化锰，分别放在两支试管中同时加热下列生成氧气质量与加热时间的关系图像正确的是
A． B．
C． D．
5．实验室用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①固定装置；②装入药品；③加热；④检查装置的气密性；⑤用排水法收集；⑥熄灭酒精灯；⑦从水槽中取出导气管。其操作顺序正确的是
A．①②③④⑤⑥⑦ B．②③①④⑤⑦⑥ C．④②①③⑤⑦⑥ D．④①②⑤③⑥⑦
6．根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是
A．测定空气中O2的含量 B．比较MnO2和Fe2O3的催化效果 C．检验氧气：将带火星的木条放入集气瓶内，木条复燃 D．连接仪器时，为塞紧橡胶塞，应把试管放在桌面上
A．A B．B C．C D．D
7．下列所示的四个图像能正确反映对应变化关系的是
A．图1：两份完全相同的过氧化氢溶液在有无二氧化锰的情况下产生氧气
B．图2：红磷在密闭容器中燃烧时，容器内压强的变化
C．图3：向一定质量的二氧化锰固体粉末中不断加入过氧化氢溶液
D．图4：加热一定质量的高锰酸钾固体
8．下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
B．在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰
C．加热一定量高锰酸钾固体
D．加热高锰酸钾固体至质量不再减轻
9．现有甲、乙两份质量相等、浓度相同的过氧化氢溶液，向乙中加入适量的二氧化锰，而甲中没有添加，则两份溶液产生氧气的质量与时间的关系对应正确的一项是
A． B．
C． D．
10．下列关于“物质─在氧气中燃烧的现象─所属基本反应类型”的描述正确的是
A．铁丝─生成四氧化三铁─化合反应 B．硫─蓝紫色火焰─化合反应
C．红磷─大量白烟─分解反应 D．石蜡─有水雾生成─分解反应
11．如图是实验室制备、收集、验满和验证氧气性质的操作，有关操作不正确的是
A．产生氧气 B．收集氧气
C．验满氧气 D．氧气性质
12．下列图像表示一定质量的高锰酸钾固体在受热过程中某些量随时间的变化趋势，其中正确的是
A． B． C． D．
二、非选择题
13．工业上一般采用 的方法制取氧气；实验室里，常采用 或 分解等方法制取氧气，文字表达式分别是 、 。
14．实验室制取氧气的实验装置如图所示。
(1)写出图中仪器的名称：① ；② 。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气需要选择的装置是 ，加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 。
(3)若用 C 装置收集氧气，当 时开始收集；能用E装置收集氧气的原因是 。
(4)实验时用C装置收集到的氧气不纯，可能的原因是 。
15．在跨学科实践课上，小周老师和同学们设计并制作家用简易化学“供氧机”。
(1)设计和制作简易供氧机，需要考虑多方面的问题，请写出一条你的想法 。
(2)经查阅并借鉴资料，同学们确定了制氧机的工作原理，并画出如图所示的简易装置图：通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3 3H2O2)加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。使用该供氧机时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。通过此装置能获得纯净、湿润的氧气。过滤仓中的水除有过滤杂质、提纯氧气的作用外，请再写出一条其他的作用 。
(3)同学们梳理了设计简易供氧机的一般思路：调查分析→选择原理→设计 装置→设计收集装置→整体考虑净化、安全、适用性能。
(4)同学们合作制作供氧机，并对其制氧效率进行探究。在其他条件相同的前提下，以对比相同时间内获得氧气的量设计实验：分别向1。41g过碳酸钠中加水，四种加水量的制氧效率对比数据如图。从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是 。
《2.4依据特定需求制取氧气》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A B C C B A B B
题号 11 12
答案 C D
1．C
【分析】图示关系表示X和Y是交叉关系。
【详解】A、物质分为纯净物和混合物，纯净物和混合物是并列关系，故错误；
B、化学变化和物理变化是并列关系，故错误；
C、氧化反应和化合反应是交叉关系，有的氧化反应是化合反应，如硫在氧气中燃烧，有的氧化反应不是化合反应，如甲烷燃烧，故正确；
D、化合反应和分解反应是并列关系，故错误。
故选C。
2．A
【详解】A、把玻璃管插入带孔橡胶塞，先把玻璃管口用水润湿，然后对准橡胶塞中的孔稍稍用力转动，将其插入，该选项操作正确；
B、氧气具有助燃性，则氧气验满的方法为：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，该选项操作不正确；
C、氧气的密度比空气略大，应用向上排空气法收集，该选项操作不正确；
D、实验后的废液不能倒入下水道，防止污染水源，应倒入指定容器中，该选项操作不正确。
故选A。
3．A
【分析】在化学反应中改变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都没有发生变化的物质叫催化剂。
【详解】A.催化剂的化学性质及质量在化学反应前后保持不变，A正确；
B.催化剂能加快反应速度也能减慢反应速度，B错误；
C.一个反应的催化剂可能不止一种，如过氧化氢分解的催化剂可以是二氧化锰、氧化铜、硫酸铜等，C错误；
D.催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，D错误。
故选A。
4．B
【详解】二氧化锰作为氯酸钾分解的催化剂，催化剂只能改变反应速率，但不能影响生成物的质量，a、b试管中加入的氯酸钾的质量相同，有没有催化剂（二氧化锰）生成氧气质量最终都相同，但b中有催化剂，生成气体的速率比a快，即b较早产生氧气，而且b的曲线比a陡。
故选B。
5．C
【详解】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），因此操作顺序正确的是④②①③⑤⑦⑥，故选C。
6．C
【详解】A、木炭燃烧消耗氧气的同时生成二氧化碳气体，瓶内压强不变，不能用木炭代替红磷测空气中氧气含量，选项错误；
B、对比实验要控制变量，比较MnO2和Fe2O3的催化效果，除催化剂种类不同外，其他条件均应相同，图中实验过氧化氢溶液的浓度也不同，所以无法比较MnO2和Fe2O3的催化效果，选项错误；
C、氧气具有助燃性，检验氧气用带火星的木条，将带火星的木条放入集气瓶内，木条复燃，则是氧气，选项正确；
D、把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上在使劲塞进塞子，以免压破试管，选项错误；
故选C。
7．B
【详解】A、二氧化锰是该反应的催化剂，只能加快过氧化氢的分解速率，不能增大氧气的产量，最终生成氧气的质量应相等，故A错误；
B、在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量，红磷燃烧放出大量的热，容器内压强先增大，后随着反应的进行，氧气被消耗，容器内压强逐渐减小，最终容器内压强一定比反应前小，故B正确；
C、二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后质量不变，故C错误；
D、加热分解高锰酸钾固体至完全反应，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，加热一段时间后固体总质量减少，但不会减少为零，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液，过氧化氢不断分解产生氧气，随着过氧化氢溶液加入，氧气质量不断增加，该图像能正确反映变化关系；
B、在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰，过氧化氢分解产生氧气， 但过氧化氢溶液量一定，反应结束后氧气质量不再增加，而不是随着二氧化锰质量增加氧气一直增加，该图像不能正确反映变化关系；
C、加热一定量高锰酸钾固体，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰是生成物，其质量开始为0，反应开始后逐渐增加，反应结束后不再变化，该图像不能正确反映变化关系；
D、加热高锰酸钾固体至质量不再减轻，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，剩余固体质量会减少，但不会减少至0（剩余锰酸钾和二氧化锰），该图像不能正确反映变化关系。
故选A。
9．B
【详解】
二氧化锰能加快过氧化氢溶液的分解速率，但不能改变生成物的质量，由于甲、乙是两份质量相等、浓度相同的过氧化氢溶液，所以甲、乙最终生成氧气的质量相等，由于乙中加入了适量的二氧化锰，而甲中没有添加，所以乙的反应速率比甲快，则生成相同质量的氧气乙消耗的时间比甲短，故两份溶液产生氧气的质量与时间的关系为，故选：B。
10．B
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，现象是：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，生成四氧化三铁属于实验结论，不是实验现象，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，现象是：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，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，符合题意；
C、红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，现象是：产生大量白烟，放出热量，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
D、石蜡在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，现象是有水雾生成，但是该反应的反应物有两种，不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，所以用固液常温性装置，故选项正确；
B、因为氧气的密度比空气大，所以用向上排空气法收集氧气，因此应该将导气管插到集气瓶底部，故选项正确；
C、氧气具有助燃性，所以验满时应该将带火星的木条放在集气瓶瓶口，而不是伸入集气瓶内，故选项错误；
D、硫在氧气中生成二氧化硫，二氧化硫是污染气体，所以应该在集气瓶底部预先放些水吸收二氧化硫气体，故选项正确。
故选C。
12．D
【详解】A、达到一定的温度时高锰酸钾才分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。随着反应的进行，二氧化锰的质量逐渐增大，至高锰酸钾完全分解，其质量保持不变，A错误。
B、高锰酸钾需要受热一段时间，达到一定的温度时才开始分解产生氧气，并不是开始加热就产生氧气，B错误。
C、加热一段时间后，高锰酸钾开始分解，固体质量开始减小，一直到高锰酸钾完全分解，反应结束后固体质量不再改变，最后剩余固体的质量不为零，C错误。
D、刚开始加热时高锰酸钾未分解，固体中只有高锰酸钾这一种物质；当高锰酸钾开始分解后，固体为高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰，共三种物质；当高锰酸钾完全分解后，固体为锰酸钾和二氧化锰，共两种物质，D正确。
故选：D。
13． 分离液态空气 高锰酸钾 过氧化氢
【详解】工业上一般采用分离液态空气的方法制取氧气；
实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应文字表达式分别为、；
14．(1) 试管 酒精灯
(2) BC或BE
(3) 气泡连续均匀放出 氧气密度比空气略大
(4)有气泡产生就开始收集/集气瓶中预先没有装满水
【详解】（1）仪器①是试管，②是酒精灯，故填：试管；酒精灯；
（2）过氧化氢溶液是液体，催化剂二氧化锰是固体，反应不需要加热，属于固液常温型装置，应选择B装置；氧气不易溶于水、密度比空气略大，可以用排水法或向上排空气法收集气体。故填：BC或BE；
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：。故填：；
（3）因为制取装置中的试管和导管内原来存在空气，导管口刚开始放出的气泡中含有空气，所以不宜立即收集，当气泡连续并比较均匀地放出时，此时氧气较纯，故当看到导管口有气泡连续且均匀放出时，再收集氧气。故填：气泡连续均匀放出；
E装置是向上排空气法收集气体，被收集的气体密度比空气略大。故填：氧气密度比空气略大；
（4）若用排水法收集氧气时，收集的氧气不纯的可能原因是：未等气泡连续均匀放出就收集或集气瓶中水没有装满。故填：有气泡产生就开始收集，或者集气瓶中预先没有装满水。（答案不唯一，合理即可）
15．(1)供氧机是否便携(或材料是否易得，成本的高低，供氧能否快速、持续，安全性等)
(2)通过气泡观察氧气生成的速率(或降低氧气温度、判断是否有氧气输出、监测气体的流速等)
(3)发生(或制氧等)
(4)在等质量的过碳酸钠中，加水量越多制氧效率越高(或在相同时间内，等质量的过碳酸钠中加水量越多产生的氧气量越多；或在相同时间内，等质量的过碳酸钠中加水量越大产生的氧气体积越大等)
【详解】（1）设计和制作简易供氧机，需要考虑多方面的问题，如供氧机是否便携，材料是否易得，成本的高低，供氧能否快速、持续，安全性等；
（2）过滤仓中的水除有过滤杂质、提纯氧气的作用外，其他的作用还有通过气泡观察氧气生成的速率、降低氧气温度、判断是否有氧气输出、监测气体的流速等；
（3）同学们梳理了设计简易供氧机的一般思路:调查分析→选择原理→设计发生(制氧)装置→设计收集装置→整体考虑净化、安全、适用性能；
（4）从图中可知，过碳酸钠的制氧效率与加水量的关系是在等质量的过碳酸钠中，加水量越多制氧效率越高(或在相同时间内，等质量的过碳酸钠中加水量越多产生的氧气量越多或在相同时间内，等质量的过碳酸钠中加水量越大产生的氧气体积越大等)。
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