4.3 氧气的实验室制取
【题型1】实验室制取气体的探究 1
【题型2】实验室制取氧气的反应原理 3
【题型3】氧气的制取装置 7
【题型4】氧气的收集、检验和验满 10
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项 14
【题型6】催化剂与催化作用 15
【题型7】分解过氧化氢制氧气 18
【题型8】加热高锰酸钾制氧气 20
【题型1】实验室制取气体的探究
【典型例题】小明在实验室制取气体时，选择发生及收集装置时无需考虑的因素是 ( )
A. 反应物的状态
B. 反应物的颜色
C. 反应是否需要加热
D. 生成物的密度
【举一反三1】要得到大量的气体，可以用工业制法；要得到少量的气体，可以用实验室制取气体的方法。选择实验室制取气体的原料一般规律是( )
①必须含有相关成分
②易于反应常温更好
③无毒无害没有污染
④必须要用物理方法
⑤节约能源价格便宜
⑥装置简便易于操作
A.①②③④⑤ B.①②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①③④⑤⑥
【举一反三2】用如图所示的装置制取气体，需满足的条件是( )
A.反应物都是固体
B.反应不需要加热
C.制取的气体一定能溶于水
D.制取的气体密度比空气小
【举一反三3】现提供制取气体的发生装置和收集装置如图所示：
(1)从节能、易操作角度考虑，实验室制取氧气选择__________ (填“A”或“B”)装置更好。
(2)与装置C相比，装置B中使用长颈漏斗的优点是__________。
(3)若在实验室用装置A、E组合制取某种气体，应满足的条件有下列中的__________。
①反应物中有液体 ②反应在加热条件下进行 ③制得的气体密度比空气大 ④制得的气体密度比空气小 ⑤制得的气体易溶于水 ⑥制得的气体难(不易)溶于水
【举一反三4】请根据下列实验装置图回答问题．
(1)写出仪器a、b的名称，a是__________，b是____________________。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气，该反应的符号表达式____________________，如果实验后D装置中的水变红了，其原因是____________________。
(3)陈超用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气，若要得到平稳的氧气流，应选用的发生装置是____________________，反应的符号表达式是____________________，其中二氧化锰起__________作用。
(4)收集某气体时应选用E装置，把收集满该气体的集气瓶倒扣在水槽中，观察到集气瓶内有大量液体进入，根据上述信息总结出该气体的性质有__________ (回答一条即可)．
(5)实验时用过氧化氢代替高锰酸钾加热制氧气，优点是__________ (填“字母”)。
A．生成物中只有氧气 B．不需加热 C．需加热
(6)实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取甲烷应选择的发生装置是____________________。
(7)假如你收集了一集气瓶的空气样品，如G装置，现需将其转移到集气瓶②中储存起来以备后续实验使用(瓶①比瓶②容积大)，请你设计一个转移气体的方案 ____________________。
(8)同学们已经学过实验室制取气体的反应原理、制取和收集方法，请归纳出实验室制取气体反应的共同点___________________ (填序号)。
①原料为纯净物 ②没有气体参加反应 ③需要加热 ④使用催化剂 ⑤只生成一种气体
【题型2】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】取一定质量高锰酸钾制取氧气，充分加热，高锰酸钾完全分解，下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ）
A.通电使水电解：水 氢气+氧气
B.过氧化氢催化分解：过氧化氢 水+氧气
C.高锰酸钾加热分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧化汞加热分解；氧化汞 汞+氧气
【举一反三2】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条__________的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为____________________，该反应属于__________ (填基本反应类型)。
【举一反三4】如图为实验室常用的制取氧气的装置，请回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称：X 。
(2)用高锰酸钾制取氧气可以选择装置A作为气体发生装置，请写出用该装置制取氧气的文字表达式： 。
(3)可以使用装置C作为氧气的收集装置，依据是 。使用此装置收集氧气，正确的收集时机是 ；若用装置E收集氧气，则验满的方法是 。
(4)已知甲烷(CH4)气体难溶于水，密度小于空气。若要收集干燥的甲烷气体，应选用的装置是 。
【举一反三5】火是文明的起源，取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）如图所示，将带火星的木条分别迅速伸入E两个装满氧气的氧气瓶中，观察到木条复燃，且在E中燃烧比D中燃烧更旺。说明氧气具有________________的性质。
（2）19世纪中期，瑞典人创制出安全火柴，将红磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO3、MnO2则藏于火柴头中（已知氯酸钾加热可分解产生氧气）。火柴划燃的瞬间，火苗异常旺，对产生此现象的原因推测不合理的是________________（填字母）。
A.火柴头里的硫比火柴梗燃烧更剧烈
B.MnO2分解产生氧气助燃
C.KClO3分解产生氧气助燃
【题型3】 氧气的制取装置
【典型例题】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
【举一反三1】用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到( )
A.注射器内有液体
B.长颈漏斗下端管口产生气泡
C.长颈漏斗内液面上升
D.瓶中液面明显上升
【举一反三2】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.
【举一反三3】如图所示是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。请回答下列问题：
(1)写出仪器名称：Ⅰ_________，Ⅱ__________。
(2)实验室可用二氧化锰与过氧化氢溶液制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速率，应选用装置_________(填编号)。
(3)若用装置D进行排空气法收集氧气，气体应从______________(填“a”或“b”)端通入。
【举一反三4】科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气密性检查”类问题建构了如图1所示思维模型，请你结合思维模型完成图2装置的气密性检查：
(1)请在图2中补画液体，构建封闭体系。
(2)构建封闭体系后，向左推注射器会______________ (填“增大”或“减小”，后同)压强，向右拉注射器会______________压强。
(3)当缓慢拉动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到____________________________ (填字母，后同)；当缓慢推动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到______________。
A. 锥形瓶中液面上升 B. 注射器内有液体进入
C. 长导管口有气泡产生 D. 长导管内液面上升
(4)若注射器连接长导管，“气密性检查”是否能顺利进行，请说明原因：______________。
【举一反三5】Ⅰ、实验室常用下列装置制取气体，请回答：
（1）写出仪器名称：a ___________；b ___________。
（2）实验室采用装置A制取氧气时，首先要先检查 ___________，再装药品。写出制取氧气的反应文字表达式为______________________；若要收集一瓶干燥氧气，选择的收集装置是___________（填序号）。
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合制取氧气时，可选用B或C发生装置。制氧气的反应文字表达式为 ___________；两种发生装置中哪个更优___________，理由是______________________。
Ⅱ、氧气体积测定
（4）如果用H装置收集氧气，并用I装置测定H装置中收集的氧气体积。与g管连接的端口是___________（填“e”或“f”）。
【举一反三6】根据如图回答问题。
（1）写出仪器①的名称___________。
（2）实验室加热纯净物制取干燥的O2反应的文字表达式为______________________；可选择的制取装置组合是_________（填字母），可用______________________进行O2验满。
（3）探究小组利用简易制氧机（如图E）制取O2，试剂甲是MnO2，若试剂乙是液体，推断试剂乙是_________。若O2产生速率过快，可通过______________来降低反应速率。
【题型4】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】规范实验操作是实验成败的关键，下列实验操作正确的是（ ）
A.闻气体气味
B.氧气验满
C.取固体粉末
D.滴加液体
【举一反三1】中考实验操作考试时，实验室里出现了以下操作，其中不正确的是（ ）
A.氧气的验满
B.倾倒液体
C.往试管里送入固体粉末
D.滴加酚酞
【举一反三2】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图，将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃。根据上述证据进行推理，不能得到的结论是( )
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
【举一反三3】规范实验操作是实验成败的关键，下列实验操作正确的是（ ）
A.闻气体气味
B.氧气验满
C.取固体粉末
D.滴加液体
【举一反三4】分别将盛满气体甲、乙、丙的等容积试管倒插入盛有相同质量水的烧杯中，一段时间后，观察到如图所示的现象，对于气体甲、乙、丙的分析正确的是( )
A.气体甲、乙、丙的密度依次增大
B.气体乙比气体甲更易溶于水
C.可以用向上排空气法收集气体甲
D.可以采用排水法收集气体丙
【举一反三5】根据如图装置图，回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称：① ，② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是 (填字号)，理由是 ，若用该方法收集的氧气不纯，可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气，应从导管 (填“a”或“b”)处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性，并完成下表。
【举一反三6】同学们在实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰进行氧气的制取并验证其性质的实验，请你与他们一起按要求完成实验报告。
[实验目的]学习实验室制取氧气的方法并验证其性质。
[实验仪器]
(1)①锥形瓶、②双孔橡胶塞、③ 、④导管、⑤集气瓶、⑥玻璃片等。
[实验原理]
(2)写出该实验制取氧气的文字表达式： 。
[实验步骤]①组装连接仪器，并检查装置气密性②填装药品③收集并验满气体④验证其性质
(3)检验氧气已收集满的方法是 。
实验结束后，整理洗涤仪器，完善实验报告，离开实验室。
[问题与交流]
(4)集气瓶底部水的作用是 ；若在验证氧气性质时，某小组同学没有看到铁丝燃烧现象，请分析可能的原因是 (写1点即可)。
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用如图所示装置制取氧气，下列操作中不正确的是( )
A.将高锰酸钾用纸槽装入试管中
B.把装好药品的试管固定在铁架台上，再用带有导管的橡胶塞塞紧管口
C.待集气瓶充满氧气，盖好玻璃片后，移出水面
D.实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
【举一反三1】某同学用排水法收集一瓶氧气，发现氧气不纯，原因可能是（ ）
A.试管没有先预热
B.高锰酸钾的量太少
C.导管口一冒气泡就收集
D.试管口没有略向下倾斜
【举一反三2】加热高锰酸钾制氧气实验操作步骤中，“先”与“后”的顺序不正确的是（ ）
A.连接好装置进行实验时，先检查装置气密性，再装试剂
B.给试管加热时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热
C.瓶内充满气体后，先在水下用玻璃片盖好，然后取出集气瓶放于桌上
D.结束实验时先停止加热，后把导管移出水面
【举一反三3】某兴趣小组利用下列装置进行气体的实验室制取和收集，请回答。
(1)若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是__________ (填字母)。你认为该装置存在的缺点是______________________________。
(2)若用过氧化氢制取氧气，发生反应的文字表达式是______________________________，若要收集较为纯净的氧气，则选用__________ (填字母，从A～E中选择)。当观察到__________时，说明瓶内的氧气已收集满。该反应__________ (填“能”或“否”)用高锰酸钾制取氧气后的固体剩余物代替二氧化锰作催化剂。
(3)若用装满水的 F 装置收集氧气，则气体从 __________ (填“a”或“b”)导管处进入。
(4)实验结束后，小王问：“我怎么知道这气体就是氧气 ”请你设计实验消除他的疑问：______________________________。
【举一反三4】根据如图所示实验装置图回答问题：
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时，制取装置应选用 (填编号)；其反应的符号表达式是 。在A装置中试管口稍向下倾斜的目的是 。
(2)分解过氧化氢制取氧气，B装置相对于C装置的优点是 。
(3)若用甲装置采用排水法收集O2，请简述操作步骤 ；
(4)用F装置收集的氧气不纯，其原因可能是(请写两种原因)。① ；② 。
【题型6】催化剂与催化作用
【典型例题】下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A.催化剂只能改变化学反应速率但反应前后催化剂质量不变
B.二氧化锰可作任何反应的催化剂
C.催化剂只能加快化学反应速率，但本身的性质不变
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【举一反三1】下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
A.在化学反应后其质量减小
B.在化学反应前后其化学性质发生了变化
C.在化学反应后其质量增加
D.催化剂能改变化学反应速率
【举一反三2】下列有关催化剂的说法中，正确的是( )
A.能改变化学反应速率
B.在化学反应后其质量减小
C.在化学反应后其质量增加
D.在化学反应后其化学性质发生了变化
【举一反三3】科学探究是奇妙的过程。在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢溶液的试管中，立即有大量气泡产生。请你和小明一起回答下列问题。
(1)检验试管中产生的气体为氧气的方法：__________________。
(2)小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的_________。
(3)小明如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 _________都没有发生变化。
(4)若没有加入硫酸铜溶液，其结果是5%的过氧化氢溶液_________ (填序号)。
A.不能产生氧气
B.产生氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少
【举一反三4】同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铜(CuO，不溶于水)固体在用过氧化氢制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？
[提出问题]CuO能不能作过氧化氢溶液分解的催化剂？
[作出猜想]猜想一：CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂；
猜想二：CuO不能作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(1)[进行实验]
[反思与评价]
(2)实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有_________ (填序号)。
①体积相同 ②浓度相同 ③温度相同
(3)小红提出，仅凭上述实验还不能证明CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要增加一个探究实验是“验证反应前后CuO_________不变”。
[得出结论]
(4)继续探究得知，CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂。写出CuO催化过氧化氢溶液分解的符号表达式：__________________。
[拓展延伸]
(5)查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是__________________ (填字母)。
A．催化剂只能加快反应速率
B．催化剂能增加生成物的质量
C．同一个化学反应可以有多种催化剂
【举一反三5】将一种无味的液体A装入试管，用带火星的木条检验，无现象产生，而向其中加入少量黑色粉末B后，迅速产生气泡，生成了能使带火星的木条复燃的气体C，使金属E红热并伸入盛有气体C且瓶底有少量液体D的集气瓶中，金属E剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体F。
(1)写出下列物质的名称：A ，B 。
(2)黑色粉末B在A的分解反应中起 作用，是这个反应的 剂。
【题型7】分解过氧化氢制氧气
【典型例题】如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气的实验装置，下列现象描述正确的是( )
A.气球胀大，红墨水左移
B.气球缩小，红墨水右移
C.气球胀大，红墨水右移
D.气球缩小，红墨水左移
【举一反三1】实验室选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集较纯净的氧气，下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②⑤
【举一反三2】如图为实验室用过氧化氢溶液制备和收集氧气的常见实验装置，请回答相关问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)小明同学选用装置A制取氧气时，发现装置A有一处明显的错误，请指出 A装置存在的错误并写出会造成的后果___________。利用该原理制取氧气时，也可采用装置B作为发生装置，装置B与装置A相比的优点是___________。请写出该反应的文字表达式___________，该反应属于___________ (填“化合”或“分解”)反应。
(3)若要收集一瓶氧气用于探究细铁丝燃烧的实验，则收集装置最好选用装置___________ (填字母)。
【举一反三3】如图所示为过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置，回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称：a___________、 b___________。
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)该实验中二氧化锰起___________作用，在化学反应前后其___________和___________均不变。
(4)收集氧气的装置为___________ (填字母)，选择该装置的原因是___________。
【举一反三4】小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液——“双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取过氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，做了如下实验。
[实验一]探究该双氧水是否失效。
(1)实验过程：
①在试管中加入5 mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②给上述试管加热，液体中有较多气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图装置进行操作，带火星的木条复燃，水槽中冰水所起的作用是______________________。
(2)实验结论：______________________。
[实验二]探究二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用，在反应前后质量是否发生改变。
(3)写出该反应的符号表达式：______________________。
实验步骤：
①称取一定质量的二氧化锰；
②将二氧化锰装入大试管中并加入5.0 mL“双氧水”；
③待反应结束后，将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；
④得出结论。
(4)做完此实验后，小方认为要证明二氧化锰的催化作用，还需要再补充一个探究实验：探究通过实验确认它在化学反应前后______________________不变。
[实验反思]
(5)依据实验一、实验二，影响化学反应速率的因素可能有______________________等。
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【举一反三1】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是( )
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三2】实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取和收集氧气不需要用到的仪器是( )
A. 大试管 单孔橡胶塞 B. 大试管 集气瓶 C. 长颈漏斗 锥形瓶 D. 酒精灯 玻璃导管
【举一反三3】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【举一反三4】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是( )
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【举一反三5】某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。
(1)仪器①的名称是________。
(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为______________。组装氧气的收集装置，可选用____________(填序号)。
(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用_______(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是____________(写出1点即可)。
【举一反三6】根据如图回答问题。
(1)仪器a的名称是______________________。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)收集氧气的装置是___________ (填序号)。
(4)将带火星的木条放在瓶口，若观察到______________________，说明瓶中已充满氧气。
【举一反三7】(1)请根据下列各图中提供的信息，回答问题。
a.写出装置图 A 中标号①、②仪器的名称①___________、②___________。
b.若在实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发生装置应选用___________，收集装置可选用___________ (填字母)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气主要步骤如下：①给试管加热；②检查装置气密性；③将试管固定在铁架台上；④装药品；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦将导管移出水面。正确顺序为
___________ (用序号表示)。
(3)检验氧气是否收集满的正确操作是___________ (填“F”或“G”)。4.3 氧气的实验室制取
【题型1】实验室制取气体的探究 1
【题型2】实验室制取氧气的反应原理 4
【题型3】 氧气的制取装置 9
【题型4】氧气的收集、检验和验满 14
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项 20
【题型6】催化剂与催化作用 23
【题型7】分解过氧化氢制氧气 27
【题型8】加热高锰酸钾制氧气 31
【题型1】实验室制取气体的探究
【典型例题】小明在实验室制取气体时，选择发生及收集装置时无需考虑的因素是 ( )
A. 反应物的状态
B. 反应物的颜色
C. 反应是否需要加热
D. 生成物的密度
【答案】B
【解析】在实验室制取气体时，选择发生装置时需要考虑反应物的状态、反应是否需要加热，选择收集装置需要考虑生成物的密度，无需考虑反应物的颜色。
【举一反三1】要得到大量的气体，可以用工业制法；要得到少量的气体，可以用实验室制取气体的方法。选择实验室制取气体的原料一般规律是( )
①必须含有相关成分
②易于反应常温更好
③无毒无害没有污染
④必须要用物理方法
⑤节约能源价格便宜
⑥装置简便易于操作
A.①②③④⑤ B.①②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①③④⑤⑥
【答案】B
【举一反三2】用如图所示的装置制取气体，需满足的条件是( )
A.反应物都是固体
B.反应不需要加热
C.制取的气体一定能溶于水
D.制取的气体密度比空气小
【答案】B
【解析】图示中，气体的发生装置为固液常温型，因此反应物是固体与液体，A说法错误；图示中，气体的发生装置为固液常温型，反应不需要加热，B说法正确；图示中，收集气体的方法是向上排空气法，无法判断该气体是否能溶于水，说C法错误；图示中，收集气体的方法是向上排空气法，说明该气体的密度比空气大，D说法错误。
【举一反三3】现提供制取气体的发生装置和收集装置如图所示：
(1)从节能、易操作角度考虑，实验室制取氧气选择__________ (填“A”或“B”)装置更好。
(2)与装置C相比，装置B中使用长颈漏斗的优点是__________。
(3)若在实验室用装置A、E组合制取某种气体，应满足的条件有下列中的__________。
①反应物中有液体 ②反应在加热条件下进行 ③制得的气体密度比空气大 ④制得的气体密度比空气小 ⑤制得的气体易溶于水 ⑥制得的气体难(不易)溶于水
【答案】(1)B (2)可以随时添加液体药品 (3)②④
【举一反三4】请根据下列实验装置图回答问题．
(1)写出仪器a、b的名称，a是__________，b是____________________。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气，该反应的符号表达式____________________，如果实验后D装置中的水变红了，其原因是____________________。
(3)陈超用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气，若要得到平稳的氧气流，应选用的发生装置是____________________，反应的符号表达式是____________________，其中二氧化锰起__________作用。
(4)收集某气体时应选用E装置，把收集满该气体的集气瓶倒扣在水槽中，观察到集气瓶内有大量液体进入，根据上述信息总结出该气体的性质有__________ (回答一条即可)．
(5)实验时用过氧化氢代替高锰酸钾加热制氧气，优点是__________ (填“字母”)。
A．生成物中只有氧气 B．不需加热 C．需加热
(6)实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取甲烷应选择的发生装置是____________________。
(7)假如你收集了一集气瓶的空气样品，如G装置，现需将其转移到集气瓶②中储存起来以备后续实验使用(瓶①比瓶②容积大)，请你设计一个转移气体的方案 ____________________。
(8)同学们已经学过实验室制取气体的反应原理、制取和收集方法，请归纳出实验室制取气体反应的共同点___________________ (填序号)。
①原料为纯净物 ②没有气体参加反应 ③需要加热 ④使用催化剂 ⑤只生成一种气体
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2)KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 试管口未塞一团棉花
(3)C H2O2 H2O+O2 催化
(4)密度小于空气(或不易溶于水)
(5)B
(6)A
(7)用注射剂从瓶①的左端不断的通入空气，并在瓶②的右端放一个烧杯
【解析】(6)实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，是固体加热型反应，则实验室制取甲烷应选择的发生装置是A；(7)要将空气转移到集气瓶②中储存起来以备后续实验使用(瓶①比瓶②容积大)，可以使用注射剂从瓶①的左端不断的通入空气，并在瓶②的右端放一个烧杯。
【题型2】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】取一定质量高锰酸钾制取氧气，充分加热，高锰酸钾完全分解，下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】高锰酸钾受热分解生成氧气，等高锰酸钾反应完后氧气的质量不再增加，为一定值，B正确。
【举一反三1】从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ）
A.通电使水电解：水 氢气+氧气
B.过氧化氢催化分解：过氧化氢 水+氧气
C.高锰酸钾加热分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
D.氧化汞加热分解；氧化汞 汞+氧气
【答案】B
【解析】A、反应需要消耗大量的电能，不节能。B、反应适合实验室制取氧气的最佳方法，生成物环保、操作也很简单。C、反应需要加热操作相对比较麻烦。D、反应需要加热操作相对比较麻烦。
【举一反三2】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】过氧化氢溶液与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，直到反应结束，不再发生变化，为一定值，A正确。
【举一反三3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条__________的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为____________________，该反应属于__________ (填基本反应类型)。
【答案】(1)复燃
(2)过氧化氢水+氧气 分解反应
【举一反三4】如图为实验室常用的制取氧气的装置，请回答有关问题。
(1)写出图中标号仪器的名称：X 。
(2)用高锰酸钾制取氧气可以选择装置A作为气体发生装置，请写出用该装置制取氧气的文字表达式： 。
(3)可以使用装置C作为氧气的收集装置，依据是 。使用此装置收集氧气，正确的收集时机是 ；若用装置E收集氧气，则验满的方法是 。
(4)已知甲烷(CH4)气体难溶于水，密度小于空气。若要收集干燥的甲烷气体，应选用的装置是 。
【答案】(1)试管
(2)
(3)氧气不易溶于水且不与水反应 导管口气泡连续均匀冒出时 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)D
【解析】(3)C 为排水法收集气体装置，能用于收集氧气是因为氧气不易溶于水且不与水反应；
刚开始加热时，装置内空气先排出，气泡不均匀，当导管口气泡连续均匀冒出时，此时排出的是纯净氧气，适合开始收集；氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，通常使用带火星的木条验满氧气。E 为向上排空气法收集氧气装置 ，验满方法是：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)甲烷难溶于水，密度小于空气，可采用排水法或向下排空气法收集。要收集干燥的甲烷气体，不能用排水法(会使气体含水蒸气 )，应采用向下排空气法，图中 D 为向下排空气法收集装置。
【举一反三5】火是文明的起源，取火的方法经过了漫长的演变过程。
（1）如图所示，将带火星的木条分别迅速伸入E两个装满氧气的氧气瓶中，观察到木条复燃，且在E中燃烧比D中燃烧更旺。说明氧气具有________________的性质。
（2）19世纪中期，瑞典人创制出安全火柴，将红磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO3、MnO2则藏于火柴头中（已知氯酸钾加热可分解产生氧气）。火柴划燃的瞬间，火苗异常旺，对产生此现象的原因推测不合理的是________________（填字母）。
A.火柴头里的硫比火柴梗燃烧更剧烈
B.MnO2分解产生氧气助燃
C.KClO3分解产生氧气助燃
【答案】（1）助燃性、密度比空气大
（2）B
【解析】（1）E中木条复燃，则说明氧气具有助燃性，在E中燃烧比D中燃烧更旺，说明E中氧气的含量大于D中，则氧气的密度大于空气，倒置后氧气在瓶中残留少，故E中燃烧比D中燃烧更旺，说明氧气具有助燃性、密度比空气大的性质；
（2）火柴头里的硫比火柴梗燃烧更剧烈，A正确；MnO2不会分解产生氧气，B错误；KClO3分解产生氧气助燃，C正确。
【题型3】 氧气的制取装置
【典型例题】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】实验室用高锰酸钾制氧气，属于固体加热型，发生装置需要用到试管、铁架台、酒精灯、带导管的单孔塞，收集氧气时需要集气瓶，若用排水法收集还需要水槽。无需用漏斗。
【举一反三1】用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到( )
A.注射器内有液体
B.长颈漏斗下端管口产生气泡
C.长颈漏斗内液面上升
D.瓶中液面明显上升
【答案】C
【举一反三2】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】高锰酸钾是固体，反应条件是加热，为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，要在试管口放一团棉花。
【举一反三3】如图所示是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。请回答下列问题：
(1)写出仪器名称：Ⅰ_________，Ⅱ__________。
(2)实验室可用二氧化锰与过氧化氢溶液制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速率，应选用装置_________(填编号)。
(3)若用装置D进行排空气法收集氧气，气体应从______________(填“a”或“b”)端通入。
【答案】(1)试管 锥形瓶 (2)C (3)b
【解析】(2)实验室用二氧化锰与过氧化氢溶液制取氧气，应该选择“固液常温型”气体发生装置，同时若要较好地控制产生氧气的速率，此题所给装置中只有装置C能够达到目的，因而应选择装置C。(3)若用装置 D进行排空气法收集氧气，因为氧气的密度大于空气，需用向上排空气法收集氧气，气体应从b端通入，使瓶内原有空气从a端排出。
【举一反三4】科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气密性检查”类问题建构了如图1所示思维模型，请你结合思维模型完成图2装置的气密性检查：
(1)请在图2中补画液体，构建封闭体系。
(2)构建封闭体系后，向左推注射器会______________ (填“增大”或“减小”，后同)压强，向右拉注射器会______________压强。
(3)当缓慢拉动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到____________________________ (填字母，后同)；当缓慢推动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到______________。
A. 锥形瓶中液面上升 B. 注射器内有液体进入
C. 长导管口有气泡产生 D. 长导管内液面上升
(4)若注射器连接长导管，“气密性检查”是否能顺利进行，请说明原因：______________。
【答案】(1)
(2)增大 减小
(3)C D
(4)不能，无法形成封闭体系
【解析】(3)缓慢拉动注射器，瓶内气压减小，若装置气密性良好，则能观察到长导管口有气泡冒出，C正确；缓慢推动注射器，瓶内气压增大，若装置气密性良好，则能观察到长导管内液面上升，D正确。(4)若注射器连接长导管、无法形成封闭体系，气密性检查不能顺利进行。
【举一反三5】Ⅰ、实验室常用下列装置制取气体，请回答：
（1）写出仪器名称：a ___________；b ___________。
（2）实验室采用装置A制取氧气时，首先要先检查 ___________，再装药品。写出制取氧气的反应文字表达式为______________________；若要收集一瓶干燥氧气，选择的收集装置是___________（填序号）。
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合制取氧气时，可选用B或C发生装置。制氧气的反应文字表达式为 ___________；两种发生装置中哪个更优___________，理由是______________________。
Ⅱ、氧气体积测定
（4）如果用H装置收集氧气，并用I装置测定H装置中收集的氧气体积。与g管连接的端口是___________（填“e”或“f”）。
【答案】（1）酒精灯 试管
（2）装置的气密性 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 E
（3）过氧化氢水+氧气 C 可以控制反应的速率，使反应平稳进行
（4）e
【解析】（2）为防止漏气，造成药品浪费，连接好装置要先检验装置的气密性，再装药品；
A装置为固体加热型发生装置，管口有棉花团，所以选用高锰酸钾制氧，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；若要收集一瓶干燥氧气，应选排空气法收集，氧气密度比空气大，应选用向上排空气法收集，故选：E；
（3）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，故文字表达式为：过氧化氢水+氧气；两种发生装置中C装置更优；因为C中的注射器可以控制进入液体的速率，从而产生平稳的氧气流；
（4）用H装置收集氧气，氧气密度比水小，应短进长出，氧气从f端进入，水从e端排出，故I装置应与e端相连。
【举一反三6】根据如图回答问题。
（1）写出仪器①的名称___________。
（2）实验室加热纯净物制取干燥的O2反应的文字表达式为______________________；可选择的制取装置组合是_________（填字母），可用______________________进行O2验满。
（3）探究小组利用简易制氧机（如图E）制取O2，试剂甲是MnO2，若试剂乙是液体，推断试剂乙是_________。若O2产生速率过快，可通过______________来降低反应速率。
【答案】（1）试管
（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 AD 带火星的木条
（3）过氧化氢溶液 降低过氧化氢溶液的浓度
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是试管；（2）实验室加热纯净物制取干燥的O2，说明是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，该反应为固体加热型反应，发生装置选A，排空气法收集的氧气较干燥，氧气的密度比空气大，则收集装置选D，故可选择的制取装置组合是AD，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则可用带火星的木条进行O2验满；（3）探究小组利用简易制氧机（如图E）制取O2为固液常温型反应，则可用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，试剂甲是MnO2，若试剂乙是液体，推断试剂乙是过氧化氢溶液，若O2产生速率过快，可通过降低过氧化氢溶液的浓度来降低反应速率，因为过氧化氢的浓度越大，反应速率越快。
【题型4】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】规范实验操作是实验成败的关键，下列实验操作正确的是（ ）
A.闻气体气味
B.氧气验满
C.取固体粉末
D.滴加液体
【答案】C
【解析】闻气体的气味时，应用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘进鼻子中，不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味，A错误；检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，B错误；取用粉末状试剂，试管倾斜，用药匙或纸槽把试剂送到试管底部，C正确；使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，D错误。
【举一反三1】中考实验操作考试时，实验室里出现了以下操作，其中不正确的是（ ）
A.氧气的验满
B.倾倒液体
C.往试管里送入固体粉末
D.滴加酚酞
【答案】A
【解析】氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口，而不能伸入集气瓶内，A错误；取用较多量液体时，先拿下细口瓶塞，倒放在桌面上，标签要朝向手心，瓶口要紧挨着试管口，试管稍倾斜，使液体缓缓地流入试管中，B正确；固体粉末状试剂取用时，使试管倾斜，用药匙或纸槽将试剂送入试管底部，再将试管慢慢直立起来，C正确；滴加液体试剂时，使胶头滴管垂直悬空在容器上方，不要接触容器内壁，也不能伸入容器内，D正确。
【举一反三2】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图，将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃。根据上述证据进行推理，不能得到的结论是( )
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
【答案】C
【解析】
【举一反三3】规范实验操作是实验成败的关键，下列实验操作正确的是（ ）
A.闻气体气味
B.氧气验满
C.取固体粉末
D.滴加液体
【答案】C
【解析】闻气体的气味时，应用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘进鼻子中，不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味，A错误；检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，B错误；取用粉末状试剂，试管倾斜，用药匙或纸槽把试剂送到试管底部，C正确；使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，D错误。
【举一反三4】分别将盛满气体甲、乙、丙的等容积试管倒插入盛有相同质量水的烧杯中，一段时间后，观察到如图所示的现象，对于气体甲、乙、丙的分析正确的是( )
A.气体甲、乙、丙的密度依次增大
B.气体乙比气体甲更易溶于水
C.可以用向上排空气法收集气体甲
D.可以采用排水法收集气体丙
【答案】D
【解析】由图可知，气体甲、乙、丙三种气体的溶解度依次减小，但无法比较三种气体的密度大小，故A、C不正确；气体乙剩余的比气体甲剩余更多，说明气体甲比气体乙更易溶于水，B不正确；由于气体丙剩余较多，则说明气体难溶于水，则说明可采用排水法收集气体，D正确。
【举一反三5】根据如图装置图，回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称：① ，② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是 (填字号)，理由是 ，若用该方法收集的氧气不纯，可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气，应从导管 (填“a”或“b”)处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性，并完成下表。
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2)A
(3)E 二氧化硫有毒，需要用水来吸收，防止污染空气 集气瓶中未装满水、未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4)a 将带火星的木条放在b处导管口，木条复燃，说明氧气已收集满
(5)将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁
【解析】(1)标号①的仪器名称为酒精灯；标号②的仪器名称为水槽；
(2)实验室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，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选用固体加热型发生装置，且试管口需要放一团棉花，防止粉末状物质进入导管，则发生装置选择A；
(3)氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法进行收集，即装置D或E，硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体，直接排放会污染空气，二氧化硫能溶于水，若收集一瓶氧气，供硫在氧气中燃烧实验使用，则选择的气体收集装置是E，理由是二氧化硫有毒，需要用水来吸收，防止污染空气；用排水法收集氧气，由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气，所以未等气泡连续均匀放出时就开始收集，会导致收集的氧气不纯；或收集前集气瓶内没有装满水，也会导致收集的氧气不纯；
(4)用F装置收集氧气，由于氧气的密度比空气略大，所以氧气应从导管a处通入，若用该方法收集氧气，则验满的操作和现象是将带火星的木条放在b处导管口，木条复燃，说明氧气已收集满；
(5)设计实验检验G图装置的气密性：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好。
【举一反三6】同学们在实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰进行氧气的制取并验证其性质的实验，请你与他们一起按要求完成实验报告。
[实验目的]学习实验室制取氧气的方法并验证其性质。
[实验仪器]
(1)①锥形瓶、②双孔橡胶塞、③ 、④导管、⑤集气瓶、⑥玻璃片等。
[实验原理]
(2)写出该实验制取氧气的文字表达式： 。
[实验步骤]①组装连接仪器，并检查装置气密性②填装药品③收集并验满气体④验证其性质
(3)检验氧气已收集满的方法是 。
实验结束后，整理洗涤仪器，完善实验报告，离开实验室。
[问题与交流]
(4)集气瓶底部水的作用是 ；若在验证氧气性质时，某小组同学没有看到铁丝燃烧现象，请分析可能的原因是 (写1点即可)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 过氧化氢水+氧气
(3)将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已集满
(4)防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶 未打磨除去铁丝表面的杂质或铁丝下端未系火柴梗或收集到的氧气不纯等(合理即可)
【解析】(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为： 过氧化氢水+氧气；
(3)氧气具有助燃性，检验氧气已收集满的方法是将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已集满，故填：将带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，说明已集满；
(4)玻璃是热的不良导体，受热不均会发生炸裂，集气瓶底部水的作用是防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶；若在验证氧气性质时，某小组同学没有看到铁丝燃烧现象，可能的原因是未打磨除去铁丝表面的杂质或铁丝下端未系火柴梗或收集到的氧气不纯等(合理即可)。
【题型5】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用如图所示装置制取氧气，下列操作中不正确的是( )
A.将高锰酸钾用纸槽装入试管中
B.把装好药品的试管固定在铁架台上，再用带有导管的橡胶塞塞紧管口
C.待集气瓶充满氧气，盖好玻璃片后，移出水面
D.实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
【答案】B
【解析】先将带有导管的橡胶塞塞紧管口，再把装好药品的试管固定在铁架台上，B错误。
【举一反三1】某同学用排水法收集一瓶氧气，发现氧气不纯，原因可能是（ ）
A.试管没有先预热
B.高锰酸钾的量太少
C.导管口一冒气泡就收集
D.试管口没有略向下倾斜
【答案】C
【举一反三2】加热高锰酸钾制氧气实验操作步骤中，“先”与“后”的顺序不正确的是（ ）
A.连接好装置进行实验时，先检查装置气密性，再装试剂
B.给试管加热时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热
C.瓶内充满气体后，先在水下用玻璃片盖好，然后取出集气瓶放于桌上
D.结束实验时先停止加热，后把导管移出水面
【答案】D
【解析】收集气体的实验，要先检查装置气密性，再装试剂，A正确；给试管加热时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，B正确；瓶内充满气体后，先在水下用玻璃片盖好，然后取出集气瓶正放于桌上，C正确；实验室制氧气结束时，先移导管，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，D错误。
【举一反三3】某兴趣小组利用下列装置进行气体的实验室制取和收集，请回答。
(1)若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是__________ (填字母)。你认为该装置存在的缺点是______________________________。
(2)若用过氧化氢制取氧气，发生反应的文字表达式是______________________________，若要收集较为纯净的氧气，则选用__________ (填字母，从A～E中选择)。当观察到__________时，说明瓶内的氧气已收集满。该反应__________ (填“能”或“否”)用高锰酸钾制取氧气后的固体剩余物代替二氧化锰作催化剂。
(3)若用装满水的 F 装置收集氧气，则气体从 __________ (填“a”或“b”)导管处进入。
(4)实验结束后，小王问：“我怎么知道这气体就是氧气 ”请你设计实验消除他的疑问：______________________________。
【答案】(1)A 试管口没有放一团棉花
(2)过氧化氢水+氧气 E 集气瓶口有较大气泡 冒出 能
(3)a
(4)将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气
【举一反三4】根据如图所示实验装置图回答问题：
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时，制取装置应选用 (填编号)；其反应的符号表达式是 。在A装置中试管口稍向下倾斜的目的是 。
(2)分解过氧化氢制取氧气，B装置相对于C装置的优点是 。
(3)若用甲装置采用排水法收集O2，请简述操作步骤 ；
(4)用F装置收集的氧气不纯，其原因可能是(请写两种原因)。① ；② 。
【答案】(1)AD/AF 防止药品中水分在加热时变成水蒸气在管口冷凝倒流，致使试管破裂
(2)控制反应速率
(3)先把集气瓶装满水，气体由b口进入
(4)加热前就将导管放入集气瓶，会收集到装置中的空气 收集时集气瓶没有装满水，收集到的氧气中混有空气
【解析】(1)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，该反应的反应条件是加热，属于固体加热型，氧气密度大于空气，不易溶于水，可用向上排空气法收集或排水法收集，应选用的装置组合是AD或AF；反应的符号表达式为：，试管口稍向下倾斜原因是：防止药品中水分在加热时变成水蒸气在管口冷凝倒流，致使试管破裂；
(2)分解过氧化氢制取氧气，B装置中的分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率，B装置相对于G装置的优点是控制反应速率；
(3)氧气的密度小于水，不易溶于水，若用甲装置采用排水法收集O2，操作步骤是：先把集气瓶装满水，气体由b口进入；
(4)用排水集气法收集氧气时，若在加热前就将导管放入集气瓶，会收集到装置中的空气，导致收集到的氧气不纯；若收集时集气瓶没有装满水，收集到的氧气中混有空气，导致收集到的氧气不纯。
【题型6】催化剂与催化作用
【典型例题】下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A.催化剂只能改变化学反应速率但反应前后催化剂质量不变
B.二氧化锰可作任何反应的催化剂
C.催化剂只能加快化学反应速率，但本身的性质不变
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【答案】A
【解析】催化剂只能改变化学反应速率，且反应前后本身的质量不变，A正确；催化剂可能对一类反应起催化作用，但不能对所有化学反应都起到催化作用，B错误；催化剂能够改变化学反应速率，有的是可加快反应速率，有的是减慢反应速率，但反应前后本身的化学性质不变，C错误；不使用催化剂也能发生化学反应，例如过氧化氢溶液在常温下也能缓慢分解放出氧气，D错误。
【举一反三1】下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
A.在化学反应后其质量减小
B.在化学反应前后其化学性质发生了变化
C.在化学反应后其质量增加
D.催化剂能改变化学反应速率
【答案】D
【解析】催化剂是指能改变某些物质的化学反应速率，而自身的质量和化学性质在化学反应前后不变的物质。
【举一反三2】下列有关催化剂的说法中，正确的是( )
A.能改变化学反应速率
B.在化学反应后其质量减小
C.在化学反应后其质量增加
D.在化学反应后其化学性质发生了变化
【答案】A
【解析】催化剂能改变化学反应速率，能加快或减慢化学反应速率；催化剂在化学反应后其质量不变；催化剂在化学反应后其化学性质不变。
【举一反三3】科学探究是奇妙的过程。在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%过氧化氢溶液的试管中，立即有大量气泡产生。请你和小明一起回答下列问题。
(1)检验试管中产生的气体为氧气的方法：__________________。
(2)小明根据实验现象推测硫酸铜溶液可能是此反应的_________。
(3)小明如果要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后质量和 _________都没有发生变化。
(4)若没有加入硫酸铜溶液，其结果是5%的过氧化氢溶液_________ (填序号)。
A.不能产生氧气
B.产生氧气的速率慢
C.产生氧气的总量减少
【答案】(1)将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则该气体为氧气
(2)催化剂
(3)化学性质
(4)B
【解析】(1)氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故检验氧气的方法是将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃，则该气体为氧气。(2)硫酸铜溶液滴加到盛有5%过氧化氢溶液的试管中，立即有大量气泡产生，根据该现象推测硫酸铜溶液可能是过氧化氢分解的催化剂。(3)催化剂的特点是在化学反应前后质量和化学性质不变，要进一步确定硫酸铜溶液是此反应的催化剂，还需确认化学反应前后它的质量和化学性质都没有发生变化。(4)若没有加入硫酸铜溶液，其结果是5%的过氧化氢溶液产生氧气的速率慢，但仍能产生氧气且最终产生氧气的总量不变，故选B。
【举一反三4】同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铜(CuO，不溶于水)固体在用过氧化氢制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？
[提出问题]CuO能不能作过氧化氢溶液分解的催化剂？
[作出猜想]猜想一：CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂；
猜想二：CuO不能作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(1)[进行实验]
[反思与评价]
(2)实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有_________ (填序号)。
①体积相同 ②浓度相同 ③温度相同
(3)小红提出，仅凭上述实验还不能证明CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂，还需要增加一个探究实验是“验证反应前后CuO_________不变”。
[得出结论]
(4)继续探究得知，CuO能作过氧化氢溶液分解的催化剂。写出CuO催化过氧化氢溶液分解的符号表达式：__________________。
[拓展延伸]
(5)查阅资料得知：硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是__________________ (填字母)。
A．催化剂只能加快反应速率
B．催化剂能增加生成物的质量
C．同一个化学反应可以有多种催化剂
【答案】(1)慢 CuO能够加快过氧化氢的分解速率 化学性质
(2)①②③
(3)质量
(4)H2O2H2O+O2
(5)C
【解析】(1)I、过氧化氢溶液在常温下，产生少量气泡，带火星的木条不复燃，说明过氧化氢分解较慢；II、在过氧化氢溶液加入氧化铜后，产生大量气泡，带火星的木条复燃，说明CuO能够加快过氧化氢的分解速率；III、待试管中没有现象时，重新加入过氧化氢溶液，伸入带火星的木条，重复此操作；产生大量气泡，带火星的木条均复燃，说明氧化铜一直能够加快过氧化氢的分解速率，由此证明反应前后CuO的化学性质没有改变。
(2)根据影响反应进行的因素可知，实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有温度、浓度、体积完全相同，故填①②③。
(3)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，要证明氧化铜是反应的催化剂，还需要证明反应前后氧化铜的质量不变。
(4)CuO催化过氧化氢溶液分解生成水和氧气，反应的符号表达式为H2O2 H2O+O。
(5)催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，A不符合题意；催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，B不符合题意；硫酸铜、猪肝、红砖粉末等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂，故同一个化学反应可以有多种催化剂，C符合题意。
【举一反三5】将一种无味的液体A装入试管，用带火星的木条检验，无现象产生，而向其中加入少量黑色粉末B后，迅速产生气泡，生成了能使带火星的木条复燃的气体C，使金属E红热并伸入盛有气体C且瓶底有少量液体D的集气瓶中，金属E剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体F。
(1)写出下列物质的名称：A ，B 。
(2)黑色粉末B在A的分解反应中起 作用，是这个反应的 剂。
【答案】(1)过氧化氢 二氧化锰
(2)催化 催化
【解析】气体C能使带火星的木条复燃，所以C是氧气；使金属E红热并伸入盛有氧气且瓶底有少量液体D的集气瓶中，金属E剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体F，所以E是铁，F是四氧化三铁，D是水；将一种无味的液体A装入试管，用带火星的木条检验，无现象产生，而向其中加入少量黑色粉末B后，迅速产生氧气，所以A是过氧化氢，B是二氧化锰。经过验证，推断正确。(1)由分析可知，A 是过氧化氢，B是二氧化锰。(2)二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，黑色粉末二氧化锰在过氧化氢的分解反应中起催化作用，是这个反应的催化剂。
【题型7】分解过氧化氢制氧气
【典型例题】如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气的实验装置，下列现象描述正确的是( )
A.气球胀大，红墨水左移
B.气球缩小，红墨水右移
C.气球胀大，红墨水右移
D.气球缩小，红墨水左移
【答案】D
【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，迅速分解放出大量氧气，则锥形瓶内的压强变大，气球缩小，红墨水向左移动。
【举一反三1】实验室选用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集较纯净的氧气，下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②⑤
【答案】D
【举一反三2】如图为实验室用过氧化氢溶液制备和收集氧气的常见实验装置，请回答相关问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)小明同学选用装置A制取氧气时，发现装置A有一处明显的错误，请指出 A装置存在的错误并写出会造成的后果___________。利用该原理制取氧气时，也可采用装置B作为发生装置，装置B与装置A相比的优点是___________。请写出该反应的文字表达式___________，该反应属于___________ (填“化合”或“分解”)反应。
(3)若要收集一瓶氧气用于探究细铁丝燃烧的实验，则收集装置最好选用装置___________ (填字母)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)长颈漏斗下端未伸入液面以下，会导致气体从长颈漏斗上端逸出可以控制反应的速率 过氧化氢水+氧气 分解
(3)E
【解析】(1)仪器①是锥形瓶。(2)装置 A 中长颈漏斗下端未伸入液面以下，会导致气体从长颈漏斗上端逸出。装置 B使用了分液漏斗，可通过控制液体药品的滴加速度从而控制反应速率。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，据此写出反应的文字表达式，该反应是由一种反应物生成两种其他物质的反应，属于分解反应。(3)要收集一瓶氧气用于探究细铁丝燃烧的实验，应选用排水法收集，原因是用排水法收集的氧气纯度较高，有利于铁丝燃烧，还方便在集气瓶底部预留少量水，防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂，故应选装置E。
【举一反三3】如图所示为过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置，回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称：a___________、 b___________。
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)该实验中二氧化锰起___________作用，在化学反应前后其___________和___________均不变。
(4)收集氧气的装置为___________ (填字母)，选择该装置的原因是___________。
【答案】(1)长颈漏斗 集气瓶
(2)过氧化氢水+氧气
(3)催化 质量 化学性质
(4)C 氧气密度比空气大
【举一反三4】小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液——“双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取过氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，做了如下实验。
[实验一]探究该双氧水是否失效。
(1)实验过程：
①在试管中加入5 mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②给上述试管加热，液体中有较多气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图装置进行操作，带火星的木条复燃，水槽中冰水所起的作用是______________________。
(2)实验结论：______________________。
[实验二]探究二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用，在反应前后质量是否发生改变。
(3)写出该反应的符号表达式：______________________。
实验步骤：
①称取一定质量的二氧化锰；
②将二氧化锰装入大试管中并加入5.0 mL“双氧水”；
③待反应结束后，将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；
④得出结论。
(4)做完此实验后，小方认为要证明二氧化锰的催化作用，还需要再补充一个探究实验：探究通过实验确认它在化学反应前后______________________不变。
[实验反思]
(5)依据实验一、实验二，影响化学反应速率的因素可能有______________________等。
【答案】(1)使水蒸气冷凝
(2)过氧化氢没有失效
(3)
(4)化学性质
(5)温度、催化剂等
【解析】(1)水槽中冰水所起的作用是，使氧气中混有的水蒸气冷凝，从而得到较纯净的氧气，达到实验目的。
(2)结合实验探究的目的，带火星的木条复燃，说明反应生成了氧气，说明过氧化氢没有失效；则得到的实验结论为过氧化氢没有失效。
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的符号表达式为。
(4)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，则还需补充一个实验探究化学反应前后，二氧化锰的化学性质是否改变。
(5)依据所做的实验，实验一探究的是温度影响化学反应速率，实验二探究的催化剂影响化学反应速率。
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【答案】B
【解析】如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，能用向上排空气法和排水法收集，需要的仪器有大试管、铁架台、集气瓶、酒精灯、导管、单孔塞。
【举一反三1】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是( )
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】C
【举一反三2】实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取和收集氧气不需要用到的仪器是( )
A. 大试管 单孔橡胶塞 B. 大试管 集气瓶 C. 长颈漏斗 锥形瓶 D. 酒精灯 玻璃导管
【答案】C
【举一反三3】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是( )
A.大试管、铁架台 B.烧杯、玻璃棒 C.集气瓶、酒精灯 D.导管、单孔塞
【答案】B
【解析】如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，能用向上排空气法和排水法收集，需要的仪器有大试管、铁架台、集气瓶、酒精灯、导管、单孔塞。
【举一反三4】下列组装高锰酸钾制取氧气的最佳发生装置是( )
A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D
【答案】C
【举一反三5】某小组用高锰酸钾制取氧气。下图是实验室中常见仪器，回答下列问题。
(1)仪器①的名称是________。
(2)高锰酸钾制氧气的文字表达式为______________。组装氧气的收集装置，可选用____________(填序号)。
(3)某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用_______(填实验用品名称)。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是____________(写出1点即可)。
【答案】(1)烧杯
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ②④⑤或③⑤
(3)棉花 收集气体前集气瓶未装满水(或未等气泡连续均匀冒出就开始收集等)
【解析】(2)加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。氧气不易溶于水，可采用排水法收集，用到的仪器有集气瓶、导管和水槽，选用仪器②④⑤；氧气的密度比空气大，也可以用向上排空气法收集，用到的仪器有集气瓶和导管，选用仪器③⑤。(3)用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，是由于加热时试管内的高锰酸钾粉末进入了导管从而进入了水槽，应该在试管口处放一团棉花；若该同学收集的氧气不纯，可能是收集气体前集气瓶未装满水或没有等气泡连续均匀冒出时就开始收集或未在水面下盖玻璃片等情况。
【举一反三6】根据如图回答问题。
(1)仪器a的名称是______________________。
(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为______________________。
(3)收集氧气的装置是___________ (填序号)。
(4)将带火星的木条放在瓶口，若观察到______________________，说明瓶中已充满氧气。
【答案】(1)酒精灯
(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)B
(4)带火星的木条复燃
【解析】(1)仪器a的名称是酒精灯。(2)加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氢气。 (3)因为氧气密度大于空气，所以应该选择向上排空气法收集氧气，故选装置B。 (4)检验氢气的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若观察到带火星的木条复燃，说明瓶中已充满氧气。
【举一反三7】(1)请根据下列各图中提供的信息，回答问题。
a.写出装置图 A 中标号①、②仪器的名称①___________、②___________。
b.若在实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发生装置应选用___________，收集装置可选用___________ (填字母)。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气主要步骤如下：①给试管加热；②检查装置气密性；③将试管固定在铁架台上；④装药品；⑤收集气体；⑥熄灭酒精灯；⑦将导管移出水面。正确顺序为
___________ (用序号表示)。
(3)检验氧气是否收集满的正确操作是___________ (填“F”或“G”)。
【答案】(1)a.试管 酒精灯 b. A C(或D) (2)②④③①⑤⑦⑥ (3)F
