4.3氧气的实验室制取随堂练习 （含解析） 鲁教版化学九年级上册

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4.3氧气的实验室制取
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．在H2O2分解制O2的反应中MnO2作催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是
A．反应前后性质不发生改变 B．反应前后质量不发生改变
C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应
2．分解高锰酸钾、氯酸钾（化学式）、过氧化氢（化学式）三种物质，都可以制得氧气。这说明三种物质的组成中都含有
A．氧化物 B．氧元素 C．氧分子 D．氧气
3．在实验室用高锰酸钾制取氧气时，主要操作步骤如下：①装药品；②开始收集氧气；③点燃酒精灯，给试管加热；④检查装置的气密性；⑤在集气瓶中装满水，并倒立在水槽；⑥将导气管从水槽中取出；⑦熄灭酒精灯。正确的操作顺序是
A．④①③⑤②⑥⑦ B．④①⑤③②⑥⑦
C．①④③⑤②⑥⑦ D．①④⑤③②⑥⑦
4．有关催化剂的说法正确的是
A．催化剂只能加快化学反应速率
B．过氧化氢分解过程中加入催化剂，生成氧气的质量增加
C．反应前后质量和化学性质不变
D．在化学反应前后其质量减小
5．下列关于空气的说法错误的是
A．氮气和氧气分别约占空气体积的78%和21%
B．目前计入空气污染指数的有害气体包括SO2、CO2、NO2等
C．工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程属于物理变化
D．灯泡中可充入氮气以延长使用寿命
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
7．兴趣小组同学用下图1所示装置完成加热高锰酸钾并收集一瓶氧气的任务，集气瓶内液面的高度随加热时间的变化如下图2所示，其中P点时将集气瓶从水槽中取出。下列说法正确的是
A．M点：导管口有气泡冒出，表示可以开始收集
B．P点：试管中可能含有三种固体
C．N点：将试管内固体经溶解、过滤、蒸发，可得到二氧化锰
D．M→N固体减少的质量等于集气瓶内减少的水的质量
8．某兴趣小组用30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A．图1、2对比可知，氧气中水蒸气的含量会影响氧气的助燃效果
B．图1、4对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
C．图3中的导管口放带火星的木条可能会不复燃
D．图3、4对比可知，温度会影响化学反应速率
9．某兴趣小组设计并制作了如图所示的简易制氧机。下列说法不正确的是
A．装置气密性良好是制氧成功的关键之一
B．MnO2在反应中起催化作用
C．瓶B中的水能起到加湿氧气和监测氧气流速的作用
D．瓶A中液体温度逐渐升高说明该反应吸收热量
10．某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是
A．甲和乙对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
B．乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
C．甲和丁对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率
D．丙和丁对比可知，温度会影响化学反应速率
11．高锰酸钾制氧气中，关于装固体药品部分说法正确的是
A．试管中要加入高锰酸钾和二氧化锰，二氧化锰作为催化剂
B．高锰酸钾应该用镊子夹取
C．应先将试管横放，然后将高锰酸钾放在试管口，最后将试管直立
D．高锰酸钾应平铺在试管底部，增大受热面积，便于受热均匀
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．实验室可用加热高锰酸钾制氧气，一段时间后停止加热，则试管内剩余固体物质最多有 种，其中为黑色粉末的物质是 。
14．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 、 。
15．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化学反应前后 发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。
16．下图所示为实验室中常见的氧气制备和收集装置，请据图回答下列问题：
(1)写出标号仪器的名称：a ；b 。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集纯净的氧气，应选用的组合是 ，但需要在试管口处放置一团疏松的棉花，其目的是 ；反应的文字表达式为 。
(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气时，应选择的发生装置是 （填字母代号），其中发生反应的文字表达式为 ；锥形瓶中应先放入的药品是 。
(4)若使用装置E收集氧气，验满的方法是 。
(5)欲使用如图所示用排空气法收集氧气，则气体应从 （填“a”或“b”）端通入，欲使用该装置用排水法收集氧气，应该如何操作？ 。
17． 氧气和氧的化合物在工农业生产、生活中有广泛的应用。
（一）工业制O2
(1)工业上根据氧气和氮气的 不同，将液态空气分离得到氧气。工业上制取氧气的过程是 （“物理变化”或“化学变化”）
(2)揭开盛有液态空气的容器盖，将燃着的木条置于瓶口上方，可观察到 （填字母）。
A．木条熄灭 B．木条燃烧更旺
（二）生活中的O2
(3)某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于如图。关于该装置，下列说法不正确的有 （填字母）。
A．b导管连接制氧机 B．b导管连接人吸O2的塑料管
C．使用该装置可以观测是否有O2输出 D．使用该装置可以观测O2输出的速率
（三）渔业制O2
(4)运输活鱼时用过氧化钙（CaO2）可增加水中含氧量。小明提出下列猜想并用如图装置进行实验：
【猜想】CaO2与H2O反应用于实验室制取O2。
【实验过程】
① （填一实验步骤 ）；
②向试管中加入CaO2和H2O后，有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中，几乎收集不到气体。放置到第二天，集气瓶中只收集到少量气体，震荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出。
【实验结论】 CaO2与H2O反应 （填“能”或“不能”）用于实验室制取O2。
【分析与反思】
③小明觉得储存CaO2，注意的问题有 。
④实验可知CaO2与H2O反应的生成氢氧化钙Ca(OH)2和O2，写出CaO2与H2O反应的化学式表达式 。
（四）潜水员供O2
(5)潜水员使用的供氧装置是用过氧化钠（Na2O2）和呼出的CO2 反应生成碳酸钠（Na2CO3）和O2。写出该反应的表达式 。选择过氧化钠作供氧剂的优点是：①节约能源，② 。
(6)过氧化钠还可以与水反应。该小组组装了如图所示的装置，实验中还观察到，伸入烧杯中的导管有气泡冒出，说明反应 。（填“吸热或放热”）
《4.3氧气的实验室制取》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B C B C B B D C
题号 11 12
答案 D D
1．A
【分析】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，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做催化剂。
【详解】A、催化剂在化学反应前后化学性质不发生改变，但是物理性质可能会改变，例如形状等。说反应前后性质不发生改变不准确，说法不正确，不符合题意；
B、催化剂的特点之一是在化学反应前后质量不发生改变，说法正确，不符合题意；
C、某些反应可使用不同的催化剂，例如过氧化氢分解制氧气，除了二氧化锰可以作催化剂外，硫酸铜溶液、红砖粉末等也可以作该反应的催化剂，说法正确，不符合题意；
D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化锰不仅可以催化过氧化氢分解，还可以在氯酸钾分解制取氧气的反应中作催化剂，说法正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】宏观上看，物质是由元素组成的，高锰酸钾由钾元素、锰元素、氧元素组成；氯酸钾由钾元素、氯元素、氧元素组成，过氧化氢由氢元素和氧元素组成。所以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢三种物质，都可以制得氧气，是由于三种物质的组成中都含有氧元素。
综上所述：选择B。
3．B
【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，在集气瓶中装满水，并倒立在水槽）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收（开始收集氧气）→移（将导气管从水槽中取出面）→熄（熄灭酒精灯），可得正确的操作顺序是：④①⑤③②⑥⑦；
故选：B。
4．C
【详解】A、催化剂能改变化学反应速率，包括加快和减慢，并非只能加快，该选项错误；
B、过氧化氢分解过程中，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，该选项错误；
C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，这是催化剂的重要特征，该选项正确；
D、由催化剂的定义可知，在化学反应前后其质量不变，不是减小，该选项错误。
故选C。
5．B
【详解】A、氮气和氧气约占空气体积的78%和21%，选项说法正确；
B、目前计入空气污染指数的有害气体包括SO2、CO、O3、NO2等，CO2无毒，不是污染物，选项说法错误；
C、工业上利用分离液态空气制取氧气，这一过程利用了氮气的沸点比氧气的沸点低的性质，变化过程中没有新物质生成，属于物理变化，选项说法正确；
D、氮气的化学性质不活泼，可充入灯泡中作保护气，延长使用寿命，选项说法正确。
故选B。
6．C
【详解】高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应物是固体，反应条件是加热，发生装置为固体加热型，所用仪器为试管、酒精灯、铁架台；
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，收集装置所用仪器为集气瓶、水槽等。
故需要用到仪器有酒精灯、试管、集气瓶，一定不需要用到的仪器是漏斗，故选：C。
7．B
【详解】A、排水法收集氧气，导管口刚开始排出的是装置内的空气，当导管口的气泡均匀连续排出时，才开始收集，由图知，M点没有开始明显下降，导管口的气泡没有均匀连续排出，不能开始收集，故A不符合题意；
B、由图知，P点液面不再下降，表示氧气已收集满，高锰酸钾分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气，此时试管中可能含有未分解的高锰酸钾和生成的锰酸钾、二氧化锰三种固体，故B符合题意；
C、N点高锰酸钾部分分解，试管内固体含有未分解的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰，经溶解、过滤、洗涤，可得到二氧化锰，故C不符合题意；
D、由M→N，集气瓶内排出水的质量大于生成氧气的质量（氧气的密度比水小得多），固体减少的质量即生成氧气的质量小于集气瓶内减少的水的质量，故D不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】A、图1和图2实验中，唯一的不同点是图2将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，若图1实验中木条未复燃，而图2中的木条复燃，则说明氧气中水蒸气的含量会影响氧气的助燃效果，图1加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，该选项说法正确；
B、对比实验中要控制变量，图1和图4实验中，温度不同，则不能探究催化剂对反应速率的影响，该选项说法不正确；
C、刚开始时，导管口排出的气体为装置中的空气，此时将带火星的木条放在导管口，木条不复燃，该选项说法正确；
D、图3、图4两个实验中，只有温度不同，其他条件均相同，反应速率不同，则说明温度会影响化学反应速率，该选项说法正确。
故选B。
9．D
【详解】A、装置气密性良好是制氧成功的关键之一，故选项说法正确；
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，即MnO2在反应中起催化作用，故选项说法正确；
C、瓶B中的水能起到加湿氧气和监测氧气流速的作用，故选项说法正确；
D、瓶A中液体温度逐渐升高说明该反应放出热量，故选项说法错误。
故选：D。
10．C
【详解】A、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，说法正确，不符合题意；
B、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，乙中冰水混合物的作用是将氧气中含有的水蒸气冷凝，说法正确，不符合题意；
C、甲、丁中温度不同，且甲中没有加入二氧化锰，丁中加入了二氧化锰，变量不唯一，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，说法错误，符合题意；
D、丙、丁中唯一的不同点是丁将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，丙是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，说法正确，不符合题意。
故选：C。
11．D
【详解】A、高锰酸钾制氧气时，二氧化锰是反应的生成物，而非催化剂，不用加入二氧化锰，故选项说法错误；
B、高锰酸钾为颗粒状固体，取用时通常用药匙或纸槽送入试管，而非镊子，故选项说法错误；
C、高锰酸钾为颗粒/粉末状，应通过纸槽或药匙直接送至试管底部，再直立试管，故选项说法错误；
D、平铺高锰酸钾可增大受热面积，使反应均匀、充分，故选项说法正确。
故选：D。
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． 3 二氧化锰/
【详解】一段时间后停止加热，当高锰酸钾没有完全分解时，试管内剩余固体物质最多，有高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰共3种，高锰酸钾为暗紫色，锰酸钾为墨绿色，二氧化锰是黑色粉末，故填:3；二氧化锰（或）。
14． 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、；
15． 能 没有
【详解】在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用，故填：能；没有。
16．(1) 长颈漏斗 锥形瓶
(2) AC 防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(3) B 二氧化锰/MnO2
(4)把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则气体集满
(5) a 先将瓶中装满水，再将气体从b端通入
【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗；仪器b的名称是锥形瓶；
（2）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A，氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的氧气比较纯净，故收集装置可选C，故填：AC；
需要在试管口处放置一团疏松的棉花，其目的是：防止加热时试管内粉末状物质进入导管；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：；
（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置可选B；
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的文字表达式为：；
锥形瓶中应先放入固体，然后通过长颈漏斗加入液体，故先放入的是二氧化锰；
（4）若使用装置E收集氧气，氧气具有助燃性，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满；
（5）欲使用如图所示用排空气法收集氧气，氧气的密度比空气略大，则气体应从a端通入；
欲使用该装置用排水法收集氧气，应先将集气瓶内装满水，将集气瓶内空气排尽，氧气的密度比水小，氧气应从b端通入，故操作为：先将瓶中装满水，再将气体从b端通入。
17．(1) 沸点 物理变化
(2)A
(3)A
(4) 检查装置气密性 不能 防潮（合理即可）
(5) （或） 能利用人呼出的二氧化碳
(6)放热
【详解】（1）工业上用分离液态空气的方法制取氧气，主要是利用了氧气和氮气的沸点不同，该方法制取氧气的过程中没有新物质生成，因此是物理变化。故填：①沸点；②物理变化；
（2）揭开盛有液态空气的容器盖，液氮的沸点低，氮气先蒸发出来，氮气不燃烧，也不支持燃烧，故将燃着的木条置于瓶口上方，可观察到燃着的木条熄灭。故选A；
（3）A、a导管连接制氧机，可以湿润氧气，同时可以观察氧气的输出速率，A选项说法不正确；
B、a导管连接制氧机，b导管连接人吸O2的塑料管，B选项说法正确；
C、使用该装置，可通过是否产生气泡，来观察是否有O2输出，C选项说法正确；
D、使用该装置，可通过产生气泡的速率，来观测O2输出的速率，D选项说法正确。
故选A；
（4）①制取气体时，在装药品前先要检查装置的气密性，所以第一步为检查装置气密性；
②向试管中加入CaO2和H2O后，有极微量细小气泡缓慢放出。将导管伸入集气瓶中，几乎收集不到气体。放置到第二天，集气瓶中只收集到少量气体，震荡试管后仍有极微量细小气泡缓慢放出，说明CaO2和H2O的反应速率较慢，不能用于实验室制取氧气；
③CaO2能与水反应，应密封干燥保存，则储存CaO2要注意防潮；
④CaO2与H2O反应生成氢氧化钙和氧气，该反应的化学式表达式为：；
故填：①检查装置气密性；②能；③防潮；④；
（5）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，该反应的文字表达式为：，符号表达式为：；由以上分析可知，选择用过氧化钠作供氧剂的优点是节约能源和能利用人呼出的二氧化碳；故填：①（或）；②能利用人呼出的二氧化碳；
（6）实验还观察到，伸入烧杯中的导管有气泡冒出，可能是因为过氧化钠与水反应放热，装置内气体膨胀逸出。故填：放热。
【点睛】本题难度不大，掌握工业上制取氧气的原理、湿化瓶装置的特点、过氧化钠的性质以及反应表达式的书写等是正确解答本题的关键。
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