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2025-2026学年浙教版（新教材）八年级下册培优讲义
第一章 我们呼吸的空气
1.1.3 氧气的制取及反应类型
思维导图
知识要点精讲
知识要点1
氧气的工业制备
1.空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:
空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
2.膜分离技术
一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集空气。多级分离，可以得到含90%以上氧气的富集空气。
知识要点2
氧气的实验室制取
1.过氧化氢制取氧气
（1）反应原理：；
（2）实验药品及色态：过氧化氢溶液，无色液体；二氧化锰，黑色固体；
（3）实验装置：
①实验气体发生装置：固液不加热型发生装置；具体有分液漏斗(或长颈漏斗)、锥形瓶（圆底烧瓶）、导管、双孔橡胶塞；（如下图）
②实验气体收集装置：集气瓶、水槽、导管（如上图）
（4）实验步骤：
①如图连接装置，并检查装置气密性(手捂法&水压法)；
②向圆底烧瓶或锥形瓶中装入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的橡胶塞，塞紧管口；
③关闭玻璃活塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液(若用长颈漏斗，需将漏斗口浸入液面以下，形成液封，防止气体逃逸)；
④打开玻璃活塞，向烧瓶或锥形瓶中滴加过氧化氢溶液；
⑤用排水法(向上排空气法)收集，并验证收集的是氧气。
验满：
①若用排水集气法收集：当集气瓶的瓶口有大量气泡逸出时，证明已收集满；
②若用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
2.氯酸钾、高锰酸钾制取氧气
反应原理：
；
；
（2）实验药品及色态：高锰酸钾，紫黑色晶体；锰酸钾，墨绿色固体；氯酸钾，白色晶体；
（3）实验装置：
①实验气体发生装置：固固加热型发生装置；具体有试管、酒精灯、带铁夹的铁架台、导管；
②实验气体收集装置：导管、集气瓶
（4）实验步骤：
①查：检查装置的气密性；
②装：往试管里加KClO3或KMnO ，（若用KMnO 还需要把一团棉花放在试管口），并用带导管的橡胶塞塞紧试管口；
③定：使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上，铁夹夹在距管口1/3处；
④点：点燃酒精灯，来回移动酒精灯先预热，使试管受热均匀后将火焰对准药品部位集中加热；
⑤收：当气泡连续均匀地放出时，用排水法收集氧气；
⑥离：从水槽中移离导管；
⑦熄：熄灭酒精灯；
（5）验满：
①用排水集气法收集：当集气瓶的瓶口有大量气泡逸出时，证明已收集满；
②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
3.加热氯酸钾或高锰酸钾制氧气实验过程中的问题与讨论：
问题一：高锰酸钾制氧气实验时，为什么试管口要塞一团棉花？
答：防止 KMnO4粉末进入导管，堵塞导管，导致试管炸裂。
问题二：为什么导管伸入试管内稍露出橡胶塞即可？
答：有利于排尽试管中的空气，以及产生气体的导出。
问题三：为什么试管口略向下倾斜？
答：防止水倒流入试管底部使其受热不均而炸裂。
问题四：收集满氧气后，为什么先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？
答：防止水槽中的水倒流入试管，使试管炸裂。
4.催化剂：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反应前后都不改变的物质（一变二不变），工业上也称触媒。
①“改变速率”包括加快或减慢速率；
②同一物质可作为多个反应的催化剂，同一反应可以有多种催化剂；
③催化剂不能决定反应是否进行，更不能增多或减少生成物的质量。
知识要点3
气体制备的发生装置和收集装置：
1．发生装置图
（1）固+固加热型
（2）固+液不加热型或液+液不加热型
（3）固+液加热型或液+液加热型
2．收集装置图
（1）排空气法 （判断气体密度，用该气体的相对分子质量与空气的相对分子质量29比较）
①密度比空气大的气体（如 O2，CO2,Cl2，相对分子质量大于29）；
②密度比空气小的气体（如 H2,NH3，相对分子质量小于29）；
（2）排水法
3.检查装置气密性：
手捂法：将导管端放入水，用手捂住试管一会儿,若导管口有连续气泡冒出时,则气密性好。使用手捂法检验装置气密性时，除了用手紧握的方法外，还可以采用用热毛巾捂住试管，或用酒精灯微热试管的方法（尤其是在夏天等室温很高的情况下）。
液差法：塞紧橡皮塞，关闭止水夹，从长颈漏斗上口注入水，使水浸过长颈漏斗下端，继续加水使长颈漏斗中水面高于试管中水面静置一段时间，若液面高度差不变，则装置不漏气。
注射器归位法：推或者拉注射器，若活塞能回归到原来的位置，则气密性良好。
知识要点4
基本反应类型
1.化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。特点：“多变一”，可用通式：“A＋B—→C”表示；
2.分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应。特点：“一变多”，可用通式“C—→A＋B”表示。
经典例题精讲
【典例1】（浙江宁波·期末）工业上采用蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气和氩气的沸点不同（氮气-196°C ，氩气 -185°C，氧气-183°C），使其在不同的温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来（如图所示）。在蒸发液化空气时，最后被汽化的气体是（ ）
A．氧气 B．氩气
C．氮气 D．无法确定
【答案】A
【详解】氧气沸点是-183℃，氩气沸点是-185℃，氮气沸点是-196℃，-183℃＞-185℃＞-196℃，由于沸点低的先汽化，沸点高的最后汽化，空气汽化时，依次汽化的是氮气、氩气、氧气，故A正确。故选A。
【典例2】小张用足量的双氧水和二氧化锰反应，并尝试利用下图所示装置制取和收集一瓶O2；你认为小张（ ）
A．不可能收集到一瓶O2，因为O2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶O2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶O2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶O2
【答案】C
【详解】A、氧气不易溶于水，所以用排水法能收集到氧气，故A错误；B、择B、C两种装置，导管b接导管d不能收集到一瓶O2，氧气比水的密度小，当气体从b进入集气瓶，然后又从c逸出，故B错误；C、选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶O2，因为氧气密度比水小，从c进入集气瓶内形成气压，把水从b排出，故C正确；D、选择A、B两种装置，导管a接导管c才能通过排水法收集到一瓶O2，故D错误；故选C。
【典例3】下列收集O2的方法错误的是（ ）
B．
D．
【答案】C
【详解】A、排水法导管要放在集气瓶口，故A正确；B、氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，故B正确；C、氧气密度比空气大，用向上排空气法收集，故C错误；D、由于氧气的密度比空气大，所以要从长管进入，故D正确。故选C。
【典例4】如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中，错误的一项是（ ）
A．用排空气法收集CO2，则CO2从b管通入
B．用排空气法收集O2，则O2从a管通入
C．除去空 气中的CO2，则空气从a管通入
D．用排水法收集 O2，则O2从b管通入
【答案】A
【详解】A、用排空气法收集CO2，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，则CO2从a管通入，不能从b管通入，故A错误。B、用排空气法收集O2，因为氧气的密度比空气的密度大，则O2从a管通入，故B正确。C、除去空气中的CO2，可以用氢氧化钠溶液吸收，则空气从a管通入，故C正确。D、用排水法收集O2，则O2应该从b管通入，这样可以把水彻底的排出，否则会导致氧气从b跑出，不能收集到氧气，故D正确。故选A。
【典例5】实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（ ）
A．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．收集O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片
D．停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管
【答案】A
【详解】A、用排水法收集氧气时，加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中，故A正确；B、用排水法收集氧气时，当气泡均匀连续地放出时，才开始收集氧气，不能先将导管口移入集气瓶，再开始加热，故B错误；C、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故C错误；D、氧气收集完毕，如果先将酒精灯熄灭，则试管内压强变小，水会沿导管倒流进试管，故D错误。故选A。
【典例6】请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器②的名称 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，选用的气体发生装置A，试管口略向下原因是 ；收集氧气可以选用装置F或 。实验室高锰酸钾制取氧气的文字表达式： 。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为( )
A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑥⑤ C．②①④③⑤⑥ D．②①④③⑥⑤
（4）经查资料可知，的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取，选用 装置作制取氨气的发生装置，最好选用 装置来收集，理由是 。
【答案】 锥形瓶 防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管底部炸裂 E C A G 防止氨气污染空气
【详解】（1）图中仪器②的名称是锥形瓶。
管口略向下倾斜的原因是：防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管底部炸裂；收集氧气可选用装置F或E，其原因是：氧气的密度比空气大，不易溶于水；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：。（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气，采用用排水法收集，其主要操作步骤为：检查装置气密性、装入药品、加热、收集气体、移出导气管、停止加热，故选C。
（4）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取，所以需选用A装置来制取，最好选用G装置来收集NH3的原因是：防止氨气污染空气。
【典例7】如图是实验室常用的气体收集装置，据图回答下列问题。
（1）用图中装置收集氧气，操作的正确顺序为 （填编号）
①当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口
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
④熄灭酒精灯
⑤导管移出水面
（2）若用乙装置进行排空气法收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。
（3）下列的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是 。
【答案】 ②①③⑤④ b ②⑤
【详解】（1）图中甲装置为排水法收集氧气，选择该方法收集氧气的实验步骤是将装满水的集气瓶倒置在水槽中，当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口，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，然后将导管移出水面，最后熄灭酒精灯，防止水分倒吸造成试管炸裂，即正确操作顺序为②①③⑤④，故填②①③⑤④。
氧气的密度大于空气的密度，用乙装置采用排空气法收集氧气，则氧气应从长管，即b管进入瓶中，故填b。
（3）①装置关闭止水夹，干燥管中的气体滞留，管中压强增大，液面下降，最后固体与液体分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，管中压强减小，管中液面上升，固体与液体接触，反应继续发生，选项正确；②装置关闭止水夹，锥形瓶中的压强增大，小试管中的部分液体进入长颈漏斗中，但液体与固体不能彻底分离，反应不会停止，选项错误；③装置中，将铜丝向上提，固体与液体分离，反应停止，再将铁丝向下按，固体与液体接触，反应继续发生，选项正确；④装置中关闭玻璃开关，试管中气体滞留，管内压强增大，试管中液面下降，长颈漏斗中液面上升，液面低于多孔塑料隔板，固体与液体分离，反应停止，打开玻璃开关，气体导出，试管中的压强减小，长颈漏斗中的液面下降，试管中的液面上升，液面超过多孔塑料隔板，液体与固体重新接触，反应继续进行，选项正确；⑤装置可以通过分液漏斗控制滴加液体的速率，能够控制反应的速率，但不能实现随开随制，随关随停的实验效果，选项错误，故填②⑤。
【典例8】（浙江·期中）用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。不正确的分析是（ ）
A．反应到时生成了（a-b）g氧气
B．P点处固体成分是KCl、和
C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减少
D．在0~时段，在混合物中的质量分数不断增大
【答案】C
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热的条件下生成氯化钾和氧气，所以反应中固体混合物质量的减少就是生成的氧气的质量，反应结束时能收集到（a-b）g的氧气，分析正确；B、P点是氯酸钾部分分解，因此有未反应的氯酸钾和生成的氯化钾，还有作为催化剂的二氧化锰，分析正确；C、在反应过程中，剩余固体质量逐渐较少，而生成的氯化钾的质量逐渐增加，因此氯化钾的质量分数逐渐增大，分析错误；D、在0~ t2 时段，在反应中二氧化锰是反应的催化剂，质量不变，剩余固体质量不断减小，因此MnO2的质量分数不断增大，分析正确。故选C。
【典例9】a和b为两份质量相等的固体。已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】a和b为两份质量相等的含有氯酸钾的固体，a中混有少量二氧化锰，则a中氯酸钾的质量小于b中氯酸钾的质量，加热完全反应后，a固体生成氧气的质量小于b固体生成氧气的质量，a中的二氧化锰作催化剂能加快氯酸钾分解的速率，所以a固体反应的时间比较短，故选A。
【典例10】（浙江·期末）有六种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）途径A、B、C、E、F的基本反应类型都属于 反应。
（2） （填序号）途径发生的是物理变化；
（3）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入 。
（4）实验室制取氧气，收集完毕，先从水槽中取出导管，然后再熄灭酒精灯的原因是什么？
【答案】 分解 D 催化剂 防止水倒流使试管炸裂
【详解】（1）途径A是过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，B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，C是水在通电条件下分解生成氢气和氧气，E是氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气，F是氯酸钾在二氧化锰的作用下受热分解生成氯化钾和氧气，A、B、C、E、F的基本反应类型都属于分解反应；
D途径是利用空气中各成分的沸点不同，加热时可以先后挥发，没有新的物质生成，发生的是物理变化，故选D。
为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入二氧化锰做催化剂。
（4）实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，收集完毕，先从水槽中取出导管，然后再熄灭酒精灯的原因是防止水倒流使试管炸裂。
习题精练
题组A 夯实基础过关练
1．（浙江金华·期末）下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是（ ）
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气 B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶 D．氧气验满
【答案】A
【详解】A、用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，发生装置为固体加热型，图中试管口略向下倾斜，能防止冷凝水倒流炸裂试管；铁夹应夹在试管中上部；酒精灯外焰加热，正确；B、氧气密度比空气略大，应用向上排空气法收集，错误；C、用向上排空气法收集氧气后，取出集气瓶时，应在水中在集气瓶口盖上毛玻璃片，且毛玻璃片粗糙面朝下，防止氧气逸出，错误；D、氧气验满时，应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，若把带火星木条伸入集气瓶内，则是检验氧气的操作，不是验满，错误。故选A。
2．（浙江·期中）下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（ ）
A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
【答案】A
【详解】A、在该实验中，烧瓶内的水可以稀释过氧化氢溶液，还能起到缓冲的作用，正确；B、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，错误；C、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气，错误；D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明集满，伸入集气瓶内是检验氧气，错误。故选A。
3．如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，下列实验无法完成的是（ ）
A．气体从a端通入，收集二氧化碳
B．瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳
C．瓶内装有氢氧化钠溶液，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳
D．在b端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积
【答案】D
【详解】A．二氧化碳的密度比空气大，所以用该装置收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管进入，故正确；B．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以瓶内装有澄清石灰水，可以检验氧气中是否混有二氧化碳，气体应从长管进入，故正确；C．一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应，而二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，所以瓶内装有氢氧化钠溶液，可以吸收一氧化碳中混有的二氧化碳，气体应从长管进入，故正确；D．如果瓶内装满水，可以测量气体的体积，气体应该从b端通入，在a端接量筒，而不是b端接量筒，故错误。故选D。
4．（浙江温州·期中）下列反应中，属于化合反应的是（ ）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
【答案】B
【详解】A、石蜡+氧气二氧化碳+水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应，故选项错误；B、硫+氧气二氧化硫，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项正确；C、氯酸钾氯化钾+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误；D、双氧水水+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误。故选B。
5．某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是（ ）
A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解
B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解
C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变
D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量
【答案】A
【详解】A、实验甲中带火星的木条不复燃，是因为过氧化氢分解放出氧气的量很少，故A符合题意；B、对比实验甲和实验乙，实验甲中带火星的木条不复燃，实验乙中带火星的木条复燃，说明MnO2能加快过氧化氢分解，故B不符合题意；C、实验丙中带火星的木条复燃，则通过对比实验乙和实验丙，说明反应前后MnO2的化学性质不变，故C不符合题意；D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。则要说明MnO2是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后MnO2的质量，故D不符合题意。故选A。
6．（浙江杭州·期末）思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。下图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（ ）
A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法
B．Ⅲ处表示的是催化剂
C．图中制取氧气的原料中都含有氧气
D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高
【答案】C
【详解】A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的工业制法和实验室制法，分别是氧气的不同制法，说法正确，不符合题意；B．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；Ⅲ处物质在制取氧气的反应前后质量不变、化学性质不变，Ⅲ处表示的是催化剂，说法正确，不符合题意；C．图中制取氧气原料中都含有氧元素，不是都含有氧气，说法错误，符合题意；D．利用空气制取氧气，蒸发出来的是氮气，留下来的是液态氧，可知液氧沸点比氮高，说法正确，不符合题意。故选C。
7．（浙江温州·期中）下列图像对应关系正确的是（ ）
A．①测定空气中氧气含量的实验
B．②加热一定质量的高锰酸钾
C．③等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应
D．④红磷在盛有一定量空气的密闭容器中燃烧至熄灭
【答案】D
【详解】A、氧气约占空气总体积的五分之一，测定空气中氧气的含量，装置内气体的体积减少五分之一，图示中装置内气体的体积减少五分之四，错误；B、加热一定质量的高锰酸钾，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应结束后固体质量不为0，错误；C、等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应，有催化剂反应快，无催化剂反应慢，最终生成的氧气质量相等，错误；D、红磷燃烧放热，气压增大，完全反应后氧气被消耗，温度降低到室温，气压减小至小于原气压，正确。故选D。
8．（浙江绍兴·期中）实验室常用以下装置来制取氧气。请回答：
(1)请写出图A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)若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤有：①将药品装入试管，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 ；
(4)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是 ；
(5)如图①②③④是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 ；【答案】(1)铁架台(2)AC(3)②①④③⑥⑦⑤(4)氯酸钾氯化钾+氧气(5)④
【详解】（1）图A中a的名称是铁架台。
A. 都需要加热，此选项正确；B. 用高锰酸钾制取氧气，试管口要放一团棉花，而氯酸钾可直接选用A装置制取，此选项错误；C. 这两个反应都是由一种物质发生化学反应生成两种或两种以上物质，都属于分解反应，此选项正确；D. 高锰酸钾无需二氧化锰作催化剂，氯酸钾需要二氧化锰作催化剂，此选项错误。故选AC。
若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤为：检查装置的气密性；将药品装入试管，用带导管的橡皮塞塞紧试管口；将装置固定在铁架台上；给试管加热；收集气体；将导管从水槽中取出；熄灭酒精灯。故填：②①④③⑥⑦⑤。
（4）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是：氯酸钾氯化钾+氧气。（5）氧气的密度比空气的密度大，可用向上排空气法收集，氧气不易溶于水，且和水不反应，所以可用排水法收集氧气，则图①②③④是化学中常见的气体收集装置，②是万用瓶，可用来收集氧气，其中不能用于收集氧气的装置有④。
9．（浙江湖州·期中）如图所示为实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题：
(1)用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取并收集氧气，应选择图甲中的 （填字母）组合装置。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是_____（多选，填字母）。
A．收集气体前，集气瓶没有注满水
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
C．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(3)如图乙所示为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是_____（填字母）。
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
【答案】(1)AC/CA (2)AB (3)C
【详解】（1）加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气为固固加热型反应，发生装置选A，氧气不易溶于水，可用C排水法收集；氧气的密度比空气大，氧气应从长导管通入，不能用D来收集，则用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择AC组合装置；量守恒定律可知，固体混合物中钾元素的质量不变，故D不符合题意；故选C。
A、收集气体前，集气瓶没有注满水，瓶中留有空气，使收集到的氧气纯度偏低，符合题意；B、导管口开始有气泡冒出，立刻收集，会导致收集到的氧气不纯，因为刚开始排出的是装置内的空气，符合题意；C、集气体后，集气瓶中仍有少量水，说明氧气未收集满，但不会影响氧气的纯度，不符合题意；故选AB；
（3）A、氯酸钾分解生成氧气，则固体中氧元素的质量随反应的进行而逐渐减小，氯酸钾完全反应后才不再改变，不符合题意；B、加热到一定温度时，氯酸钾才开始分解产生氧气，图像的起点应为零，不符合题意；C、二氧化锰是该反应的催化剂，质量在反应前后不变，而固体混合物加热到一定温度时质量才开始减少，直到氯酸钾完全反应后固体质量不变，则固体中MnO2的质量分数先不变，再增大，最后不再改变，符合题意；D、由反应原理和质量守恒定律可知，固体混合物中钾元素的质量不变，不符合题意。故选C。
10．回答实验室制取氧气的相关问题。
(1)写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的化学方程式： 。某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低、原因可能是 。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水
b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(2)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。极易溶于水。制取并收集，应该从上图中选择的装置是 （填编号）。
(3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置 （填编号）。
【答案】(1) ab (2)AE (3)丙
【详解】（1）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；某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是收集气体前集气瓶没有注满水或没有等到导管口有连续均匀气泡冒出就开始收集，收集气体后集气瓶中仍有少量水不会影响氧气的纯度，故选：ab；
实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A，氨气密度比空气小且极易溶于水，应采用向下排空气法收集，即装置E，综上可知，制取并收集，应该从上图中选择的装置是AE；
（3）氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集，由于氧气密度比水小，所以在集气瓶中装满水用排水法收集氧气时，氧气应从短导管的一端通入，水从长导管的一端排出，排出水的体积即为收集氧气的体积，故填：丙。
题组B 拓展培优提分练
11．实验室要收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（ ）
A．集气瓶中灌的水 B． 集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶约处 D．导管伸入到集气瓶约处
【答案】B
【详解】收集一瓶约含四分之一空气的氧气时，先向集气瓶中灌入瓶容积四分之三的水，瓶中的空气约占瓶容积的四分之一，再选择排水法收集氧气，集满氧气后，就收集了一瓶约含四分之一空气的氧气。故选B。
12．氧气是生产生活中重要的物质。如图所示“氧气”要穿过迷宫，从进口顺利地走到出口，途中遇到不反应的物质才能通过（反应条件省略）
（1）“箭头”画出了“氧气”应行走的路线，“氧气”不能从甲处通过，你认为甲处放的物质可能是 （填字母）。
A．硫 B．水 C．氦气 D．氢氧化钠
（2）氧气在进迷宫过程中，碰到了三种阻止它前进的物质，这三个反应都属于基本反应类型中的 。
【答案】 A 化合反应
【详解】（1）“氧气”要穿过迷宫，从进口顺利地走到出口，途中遇到不反应的物质才能通过。“箭头”画出了“氧气”应行走的路线，“氧气”不能从甲处通过，甲处放的物质可能是硫，因为硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫；水、氦气、氢氧化钠均不与氧气反应；
（2）氧气在进迷宫过程中，碰到了三种阻止它前进的物质，这三个反应分别是磷和氧气点燃条件下生成五氧化二磷；硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫；铁和氧气点燃条件下生成四氧化三铁，都是由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于基本反应类型中的化合反应。
13．如图所示，很多物质分解可以产生氧气。
（1）实验室常用①、②、③三个原理制取氧气。原料中氧元素质量分数最大的是 （选填①、②、③，下同），需要加热条件的是原理 ，反应装置直接输出的气体中会混有水蒸气的是 。
（2）通过途径④获得氧气的反应条件为 ，在生成氧气的同时，还会有 生成，消耗一定体积的水时，氧气与该气体的体积比为 。
【答案】（1）②； ①③； ②；（2）通电； 氢气； 1：2
【详解】（1）氯酸钾中氧元素的质量分数：×100%=39.2%；过氧化氢中氧元素的质量分数：×100%=94%；高锰酸钾中氧元素的质量分数： ×100%=40.5%；故原料中氧元素质量分数最大的是过氧化氢；氯酸钾、高锰酸钾制取氧气都需要加热，双氧水制取氧气时生成水和氧气，故直接输出的气体中会混有水蒸气．
（2）水在通电的条件下生成氢气和氧气，氢气与氧气的体积比是2：1。
14．如图是实验室制备气体的常见装置，请回答下列问题：
(1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的实验装置是 （填字母），反应的表达式为 。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是（ ）（填字母）。
A．收集气体前，集气瓶没有注满水
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
C．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体，实验室制取Cl2的化学方程式为：MnO2+4HCI（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列对制取气体的分析，正确的是（ ）。
A．制取CO2和Cl2的发生装置相同
B．用D装置收集Cl2时，Cl2应从a端进入
C．制取Cl2的反应中，MnO2是催化剂
D．用E装置收集O2时，O2应从d管导入
【答案】(1) BD/DB (2)AB (3)BD
【详解】（1）实验室用石灰石（主要成分CaCO3）和稀盐酸制取二氧化碳，该反应是固体和液体在常温下进行，所以发生装置选B；二氧化碳能溶于水，密度比空气大，所以收集装置选D；反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
A、收集气体前，集气瓶没有注满水，会使瓶内留有空气，导致收集的氧气中混有空气，纯度偏低，正确。B、导管口开始有气泡冒出，立刻收集，此时排出的是装置内的空气，会使收集的氧气不纯，纯度偏低，正确。C、收集气体后，集气瓶中仍有少量水，这并不影响氧气的纯度，只会影响收集的氧气体积，错误。故选AB。
（3）A、制取CO2是固体和液体常温反应，发生装置选B；制取Cl2是固体（MnO2）和液体（浓HCl）在加热条件下反应，发生装置应选C，二者发生装置不同，错误；B、Cl2密度比空气大，用D装置收集Cl2时，Cl2应从a端进入，空气从b端排出，正确；C、制取Cl2的反应中，MnO2参与反应，反应前后质量和化学性质改变，不是催化剂，而是反应物，错误；D、用E装置收集O2时，O2密度比水小，应从d管导入，水从c管排出，正确。故选BD。
15．动、植物的生存都离不开氧气。实验室常利用化学反应制取少量氧气，常用装置如下图所示。
实验室用高锰酸钾制氧气的发生装置应选择 ，该反应的符号表达式为：
。
(2)实验室用装置A制取氧气时，反应的符号表达式为： ，应先向锥形瓶中加入的固体是 ，然后通过长颈漏斗向锥形瓶内添加液体至 （选填“a”或“b”）处。若将装置A中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗其优点是 。
(3)装置B若用于高锰酸钾制氧气存在明显的缺陷，应如何改正 。
(4)改进后用高锰酸钾制取氧气并测量所得氧气体积，从上图选择合适的装置并正确连接：
（填序号）。
(5)氧气制取及性质实验按如图所示进行，该实验能得出的结论是 （填字母）。
A．氧气具有助燃性 B．氧气密度比空气大
C．分子在不断运动 D．氧气不易溶于水
(6)实验室可用金属锌与稀硫酸（H2SO4）在常温下反应制取氢气，同时生成硫酸锌，则发生装置应选择 ，若用F装置收集氢气，气体应从 进入，反应的符号表达式为： 。
【答案】(1) B KMnO4K2MnO4 + MnO2+ O2 (2) H2O2H2O+O2 二氧化锰/MnO2 a 控制反应速率 (3)在试管口放一团棉花 (4)②⑨⑧⑩ (5)ABC (6) A ⑥ Zn+H2SO4ZnSO4+H2
【详解】（1）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾制取氧气需要加热，发生装置应选择B。该反应的符号表达式为：KMnO4K2MnO4 + MnO2+ O2。
装置 A 是固液不加热型，用于过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，反应的符号表达式为：H2O2H2O+O2。 应先向锥形瓶中加入的固体是 二氧化锰（MnO2），然后通过长颈漏斗向锥形瓶内添加液体至a处（形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出）。 若将装置 A 中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗（能控制液体的滴加速率），其优点是 可以控制反应速率。（3）装置 B 若用于高锰酸钾制氧气，存在的明显缺陷是 试管口没有放一团棉花，改正方法是在试管口放一团棉花，防止试管内粉末进入导管。（4）测量氧气体积的装置连接： 改进后用高锰酸钾制取氧气并测量所得氧气体积，氧气不易溶于水，可用排水法收集，且通过测量排出水的体积来测量氧气体积，所以从上图选择合适的装置并正确连接为： B - G -H（B 为发生装置，G 为排水收集装置，H用于测量排出水的体积），氧气密度比水小，应从⑨通入，则连接顺序为②⑨⑧⑩。（5）A、带火星的木条复燃，说明氧气具有支持燃烧的性质，正确；B、带火星的木条复燃，说明有一定量的氧气还在烧杯中没有向上散失，说明氧气密度比空气大，正确；C、氧气原本在集气瓶中，结果烧杯中气体能使带火星的木条复燃，说明氧分子在不断运动，氧分子运动到了烧杯中，正确；D、图中实验氧气没有与水接触，不能说明氧气不易溶于水，错误。故选ABC。
（6）实验室用金属锌与稀硫酸在常温下反应制取氢气，是固液不加热型反应，发生装置应选择A。氢气密度比空气小，若用 F 装置收集氢气，气体应从⑥进入，空气从⑦排出。反应的符号表达式为：Zn+H2SO4ZnSO4+H2。
16．实验室常用下列装置来制取、收集气体。据图回答问题：
（1）实验室用A装置作为高锰酸钾制取氧气的发生装置，其中试管口略向下倾斜的原因是 ；若用D装置作为氧气的收集装置，则检验氧气是否收集满的方法是 ；若用F装置作为氧气的收集装置，则收集完氧气后，接下来的操作是 ；怎样对B装置进行气密性检验 。
（2）实验室用氯酸钾固体粉末制取氧气的实验大致可分为下列步骤：a．点燃酒精灯，加热试管；b．把它固定在铁架台上；c．将药品装入试管，用带导气管的橡皮塞塞紧试管；d．检查装置的气密性；e．用排水法收集氧气；f．将导管从水槽中取出；g．熄灭酒精灯。正确的操作顺序是 。
A．dcbeafg B．dcbaefg C．dcbafeg D．dcabefg
（3）常温下块状电石（CaC2）与水反应生成乙炔（C2H2）气体和氢氧化钙，实验室利用此原理制备乙炔气体，但在实验过程中须严格控制加水速度，以免剧烈反应放出大量的热引起装置炸裂。上图中适合制取乙炔气体的发生装置是 （选填字母）。
（4）甲烷（CH4）是一种无色、无味的气体，密度比空气小且极难溶于水，是天然气的主要成分．实验室制取甲烷气体常用无水醋酸钠（固体）和碱石灰（固体）加热制得．则实验室制取甲烷可选用的发生装置是 （选填字母），选用的收集装置是 （选填字母）。
【答案】 防止水分倒流，导致试管炸裂 将带火星的木条伸到集气瓶口处，木条复燃，证明已经集满氧气 先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 向B装置中加入水至浸没长颈漏斗管口，在通过导管向锥形瓶中吹气，长颈漏斗中形成一段液柱，说明装置不漏气 B C A E或F
【详解】（1）加热高锰酸钾制取氧气的发生装置中，试管口略向下倾斜的原因是防止水分倒流，导致试管炸裂，故填防止水分倒流，导致试管炸裂；氧气具有助燃性，能够使带火星木条复燃，D装置为向上排空气法，检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条伸到集气瓶口处，木条复燃，证明已经集满氧气，故填将带火星的木条伸到集气瓶口处，木条复燃，证明已经集满氧气；加热高锰酸钾制取氧气，收集完氧气后，接下来的操作是先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水分倒流，导致试管炸裂，故填先将导管移出水面，再熄灭酒精灯；对B装置进行气密性检验的方法是向B装置中加入水至浸没长颈漏斗管口，再通过导管向锥形瓶中吹气，长颈漏斗中形成一段液柱，说明装置不漏气。
（2）用氯酸钾固体粉末制取氧气的实验步骤是检查装置的气密性，将药品装入试管，用带导管的橡皮塞塞紧试管，把它固定在铁架台上，点燃酒精灯，加热试管，用排水法收集氧气，将导管从水槽中取出，最后熄灭酒精灯，即为dcbaefg，故填B。
（3）常温下块状电石与水反应生成乙炔气体和氢氧化钙，是固体与液体常温下反应生成气体，应选择固液常温发生装置，即装置BC，实验过程中须严格控制加水速度，以免剧烈反应放出大量的热引起装置炸裂，则装置中需加装分液漏斗来控制滴加水的速率，即选择装置C，故填C。
（4）实验室制取甲烷气体常用无水醋酸钠（固体）和碱石灰（固体）加热制得，是加热固体生成气体的反应，应选择固体受热发生装置，即装置A，故填A；甲烷的密度比空气小，收集甲烷应选择向下排空气法，即装置E，甲烷极难溶于水，则收集甲烷还可以选择排水法，即装置F，故填E或F。
17．利用如图所示仪器制取并测量氧气的体积，来测定高锰酸钾样品的纯度（杂质不参加反应）。实验步骤如下：
（1）检查气密性：连接好发生装置后，将导管口的下端浸入水中， ，若观察到导管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。
（2）组装装置：连接好的装置如图甲，其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下，需要调节 （填字母）旋钮改正错误。
（3）进行实验：采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是 （填字母）。
A．加热时间过短，会使测量结果不准确
B．反应一段时间，排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体，会使结果更准确
【答案】 用手紧握试管 AB A
【详解】（1）检验装置的气密性：将导管口的下端浸入水中用手紧握试管，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气，故填用手紧握试管。
（2）组装仪器，给试管中的固体加热时，要用酒精灯的外焰加热，试管口要向下倾斜，故应该调整AB处螺母，使试管口略向下倾斜，故填AB。
（3）A 、收集并测量气体的体积时，加热时间过短，反应物反应不完全，会使测量结果不准确，选项正确；B、反应一段时间，排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体，相当于开始反应的一段时间内生成的氧气没有被收集测量，会使测量结果不准，选项错误，故填A。
18．（绍兴·期末）关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
任务一：认识催化剂
【小组讨论】
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是（ ）
A．不加入催化剂化学反应就不能发生
B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
(2)任务二：探究催化剂
【查阅资料】氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。
【分析交流】填写下列表格。
步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论
试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
(3)任务三：探究催化剂的催化效果
【进行实验】
在两支试管中分别加入10mL5%的过氧化氢溶液，一支加入1g二氧化锰，另一支加入1g氧化铜。按图1所示装置分别进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压随时间的变化如图2所示。
对比分析图2中的 （填字母）两点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
【反思评价】请从催化剂的角度解释完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。【答案】(1)B (2) 0.2g 产生大量气泡，带火星的木条复燃 (3)bd/ac (4)催化剂能改变反应速率，但不能改变生成物的质量
【详解】（1）A、不加入催化剂化学反应也能发生，故A错误；B、在化学反应前后催化剂的质量和化学性质不发生改变，故B正确；C、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，如二氧化锰是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，也是高锰酸钾分解制取氧气反应的生成物，故C错误；故选B；
结论为氧化铜为过氧化氢分解的催化剂，则反应前后氧化铜的质量不变，即反应后氧化铜仍为0.2g；实验结论是氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂，过氧化氢在氧化铜催化作用下分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则步骤⑦现象是有大量气泡产生，带火星木条复燃；
若想比较化学反应速率与催化剂的种类有关，可比较相同时间收集气体体积的多少，或比较收集相同体积的气体所需时间长短，则可比较ac或bd点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关；
（4）由于催化剂能改变反应速率，但不能改变生成物的质量，所以上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同。
19．学习KClO3的分解反应后，小马对该反应的催化剂产生了疑问：除了MnO2，其他物质能做这个反应的催化剂吗？他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，并将数据记录在表格中。
编号 KClO3质量/g 加入物质 加入物质质量/g 50毫升氧气
实验1 5 无 无 171
实验2 5 Fe2O3 0.5 58
实验3 5 MnO2 0.5 49
实验4 5 KCl 0.5 154
请据此分析：
(1)实验中，小马是通过测量 来比较3种物质的催化效果。
(2)用实验1继续收集50毫升氧气，所需时间明显少于171秒，这是因为 。
(3)如图2表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A．固体中氧元素的质量分数 B．固体中钾元素的质量
C．固体中MnO2的质量 D．剩余固体的质量
(4)如图丙是科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）。
(5)“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体（O2占空气体积分数），可用于航天、医疗、炼钢等。若在实验室要混制一瓶（一定体积）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，可使用图丙中的②装置，首先在装置中装满水，再次从导管通入空气排出120mL水，最后应通入氧气排出 mL水。
作图：右为收集并测量O2体积的装置，且能根据装置中的现象调节气流速度。共设计存在不足请将其补充完整，用笔在图上画出 。
【答案】(1)收集相同气体所需要时间 (2)生成的KCl具有催化作用 (3)AD (4)④⑤/⑤④ (5)40 (6)
【详解】（1）实验中，小马是通过测量收集 50 毫升氧气所需时间来比较 3 种物质的催化效果。因为催化剂能改变化学反应速率，在相同条件下，收集相同体积氧气所需时间越短，说明该物质对KClO3分解反应的催化效果越好；
从实验 4 可知，加入KCl后收集50毫升氧气所需时间比未加时短，说明KCl能加快KClO3分解；用实验 1 继续收集 50 毫升氧气，所需时间明显少于 171 秒，这是因为实验 1 加热一段时间后，KClO3分解产生了KCl，KCl对KClO3的分解有一定的催化作用；
A、给固体混合物加热一段时间后，氯酸钾会分解产生氧气，生成氧气的质量随反应的进行不断增多，至氯酸钾完全分解后保持不变，则固体中氧元素的质量分数随反应的进行会变少，至完全反应后，剩余固体为氯化钾和二氧化锰的混合物，剩余固体中含有氧元素，所以反应完全后，氧元素的质量分数保持不变且不为零，符合该图像，正确；B、反应前后固体中氯元素的质量不变，固体质量减少，氯元素的质量分数增大，不符合该图像，错误；C、二氧化锰在反应中为催化剂，反应前后质量不变，不符合该图象，错误；D、给固体混合物加热一段时间后，氯酸钾会分解产生氧气，生成氧气的质量随反应的进行不断增多，至氯酸钾完全分解后保持不变，符合该图像，正确。故选AD。
①氧气不易溶于水，可用排水法收集，不符合题意；②氧气不易溶于水，氧气的密度小于水，氧气从短管通入，可将水排出，能收集氧气，不符合题意；③氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，不符合题意；④氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集，不符合题意；⑤氧气的密度比空气大，氧气不能从短管通入，也不能收集氧气，符合题意；⑥氧气的密度比空气大，氧气应从长管通入，空气从短管排出，能收集氧气，不符合题意。故选④⑤；
（5）设通入氧气排出x mL水。已知要混制一瓶氧气体积分数为40%的 “富氧空气”，首先在装置中装满水，从导管通入空气排出120mL水，那么空气的体积为120mL，其中氧气的体积为120mL×=24mL；通入氧气后总体积为(120+x)mL，氧气总体积为(24+x)mL。根据氧气体积分数为40%，可列方程：，x=40，最后应通入氧气排出40mL水；（6）要收集并测量O2体积，且能根据装置中的现象调节气流速度，可在广口瓶中装满水，用排水法收集氧气，可将两导管都伸入液面以下，并接近集气瓶底，通过产生气泡速度来判断气体的生成速率，从而调节气流速率，氧气的密度小于水，氧气不能逸出，瓶内的气压增大，水从另一导管排出，通过测量排出水的体积来测量氧气的体积，补充后的装置图如下：。
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2025-2026学年浙教版（新教材）八年级下册培优讲义
第一章 我们呼吸的空气
1.1.3 氧气的制取及反应类型
思维导图
知识要点精讲
知识要点1
氧气的工业制备
1.空气冷冻分离法
①原理:利用液氧的沸点( -183 ℃ )和液氮的沸点( -196 ℃ )不同，说明通过分离液态空气获得氧气。工业制氧气过程中无新物质生成，属于物理变化。
②过程:
空气 净化 洁净的空气 多次压缩降温 液态空气 -196 ℃低温蒸发 氮气(沸点-196℃)+液氧(沸点-183℃，贮存在蓝色钢瓶中)
2.膜分离技术
一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的富集空气。多级分离，可以得到含90%以上氧气的富集空气。
知识要点2
氧气的实验室制取
1.过氧化氢制取氧气
（1）反应原理：；
（2）实验药品及色态：过氧化氢溶液，无色液体；二氧化锰，黑色固体；
（3）实验装置：
①实验气体发生装置：固液不加热型发生装置；具体有分液漏斗(或长颈漏斗)、锥形瓶（圆底烧瓶）、导管、双孔橡胶塞；（如下图）
②实验气体收集装置：集气瓶、水槽、导管（如上图）
（4）实验步骤：
①如图连接装置，并检查装置气密性(手捂法&水压法)；
②向圆底烧瓶或锥形瓶中装入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的橡胶塞，塞紧管口；
③关闭玻璃活塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液(若用长颈漏斗，需将漏斗口浸入液面以下，形成液封，防止气体逃逸)；
④打开玻璃活塞，向烧瓶或锥形瓶中滴加过氧化氢溶液；
⑤用排水法(向上排空气法)收集，并验证收集的是氧气。
验满：
①若用排水集气法收集：当集气瓶的瓶口有大量气泡逸出时，证明已收集满；
②若用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
2.氯酸钾、高锰酸钾制取氧气
反应原理：
；
；
（2）实验药品及色态：高锰酸钾，紫黑色晶体；锰酸钾，墨绿色固体；氯酸钾，白色晶体；
（3）实验装置：
①实验气体发生装置：固固加热型发生装置；具体有试管、酒精灯、带铁夹的铁架台、导管；
②实验气体收集装置：导管、集气瓶
（4）实验步骤：
①查：检查装置的气密性；
②装：往试管里加KClO3或KMnO ，（若用KMnO 还需要把一团棉花放在试管口），并用带导管的橡胶塞塞紧试管口；
③定：使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上，铁夹夹在距管口1/3处；
④点：点燃酒精灯，来回移动酒精灯先预热，使试管受热均匀后将火焰对准药品部位集中加热；
⑤收：当气泡连续均匀地放出时，用排水法收集氧气；
⑥离：从水槽中移离导管；
⑦熄：熄灭酒精灯；
（5）验满：
①用排水集气法收集：当集气瓶的瓶口有大量气泡逸出时，证明已收集满；
②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
3.加热氯酸钾或高锰酸钾制氧气实验过程中的问题与讨论：
问题一：高锰酸钾制氧气实验时，为什么试管口要塞一团棉花？
答：防止 KMnO4粉末进入导管，堵塞导管，导致试管炸裂。
问题二：为什么导管伸入试管内稍露出橡胶塞即可？
答：有利于排尽试管中的空气，以及产生气体的导出。
问题三：为什么试管口略向下倾斜？
答：防止水倒流入试管底部使其受热不均而炸裂。
问题四：收集满氧气后，为什么先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？
答：防止水槽中的水倒流入试管，使试管炸裂。
4.催化剂：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反应前后都不改变的物质（一变二不变），工业上也称触媒。
①“改变速率”包括加快或减慢速率；
②同一物质可作为多个反应的催化剂，同一反应可以有多种催化剂；
③催化剂不能决定反应是否进行，更不能增多或减少生成物的质量。
知识要点3
气体制备的发生装置和收集装置：
1．发生装置图
（1）固+固加热型
（2）固+液不加热型或液+液不加热型
（3）固+液加热型或液+液加热型
2．收集装置图
（1）排空气法 （判断气体密度，用该气体的相对分子质量与空气的相对分子质量29比较）
①密度比空气大的气体（如 O2，CO2,Cl2，相对分子质量大于29）；
②密度比空气小的气体（如 H2,NH3，相对分子质量小于29）；
（2）排水法
3.检查装置气密性：
手捂法：将导管端放入水，用手捂住试管一会儿,若导管口有连续气泡冒出时,则气密性好。使用手捂法检验装置气密性时，除了用手紧握的方法外，还可以采用用热毛巾捂住试管，或用酒精灯微热试管的方法（尤其是在夏天等室温很高的情况下）。
液差法：塞紧橡皮塞，关闭止水夹，从长颈漏斗上口注入水，使水浸过长颈漏斗下端，继续加水使长颈漏斗中水面高于试管中水面静置一段时间，若液面高度差不变，则装置不漏气。
注射器归位法：推或者拉注射器，若活塞能回归到原来的位置，则气密性良好。
知识要点4
基本反应类型
1.化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。特点：“多变一”，可用通式：“A＋B—→C”表示；
2.分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应。特点：“一变多”，可用通式“C—→A＋B”表示。
经典例题精讲
【典例1】（浙江宁波·期末）工业上采用蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气和氩气的沸点不同（氮气-196°C ，氩气 -185°C，氧气-183°C），使其在不同的温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来（如图所示）。在蒸发液化空气时，最后被汽化的气体是（ ）
A．氧气 B．氩气
C．氮气 D．无法确定
【典例2】小张用足量的双氧水和二氧化锰反应，并尝试利用下图所示装置制取和收集一瓶O2；你认为小张（ ）
A．不可能收集到一瓶O2，因为O2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶O2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶O2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶O2
【典例3】下列收集O2的方法错误的是（ ）
B．
D．
【典例4】如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中，错误的一项是（ ）
A．用排空气法收集CO2，则CO2从b管通入
B．用排空气法收集O2，则O2从a管通入
C．除去空 气中的CO2，则空气从a管通入
D．用排水法收集 O2，则O2从b管通入
【典例5】实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（ ）
A．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．收集O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片
D．停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管
【典例6】请根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中仪器②的名称 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，选用的气体发生装置A，试管口略向下原因是 ；收集氧气可以选用装置F或 。实验室高锰酸钾制取氧气的文字表达式： 。
（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为( )
A．①②③④⑤⑥ B．②①③④⑥⑤ C．②①④③⑤⑥ D．②①④③⑥⑤
（4）经查资料可知，的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取，选用 装置作制取氨气的发生装置，最好选用 装置来收集，理由是 。
【典例7】如图是实验室常用的气体收集装置，据图回答下列问题。
（1）用图中装置收集氧气，操作的正确顺序为 （填编号）
①当气泡连续均匀地冒出时，将导管伸入集气瓶口
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
④熄灭酒精灯
⑤导管移出水面
（2）若用乙装置进行排空气法收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。
（3）下列的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是 。
【典例8】（浙江·期中）用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化情况如图所示。不正确的分析是（ ）
A．反应到时生成了（a-b）g氧气
B．P点处固体成分是KCl、和
C．在反应过程中，KCl的质量分数不断减少
D．在0~时段，在混合物中的质量分数不断增大
【典例9】a和b为两份质量相等的固体。已知a为混有少量二氧化锰的氯酸钾，b为氯酸钾。当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
【典例10】（浙江·期末）有六种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）途径A、B、C、E、F的基本反应类型都属于 反应。
（2） （填序号）途径发生的是物理变化；
（3）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入 。
（4）实验室制取氧气，收集完毕，先从水槽中取出导管，然后再熄灭酒精灯的原因是什么？
习题精练
题组A 夯实基础过关练
1．（浙江金华·期末）下列实验室制取氧气的装置或操作中正确的是（ ）
A．用氯酸钾和二氧化锰制取氧气 B．排空气法收集氧气
C．取出集气瓶 D．氧气验满
2．（浙江·期中）下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（ ）
A．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
3．如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，下列实验无法完成的是（ ）
A．气体从a端通入，收集二氧化碳
B．瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳
C．瓶内装有氢氧化钠溶液，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳
D．在b端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积
4．（浙江温州·期中）下列反应中，属于化合反应的是（ ）
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
5．某实验小组设计了如下实验探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用。下列说法不正确的是（ ）
A．实验甲中带火星的木条未复燃是因为过氧化氢常温下不分解
B．实验甲、乙说明能加快过氧化氢分解
C．实验乙、丙说明反应前后的化学性质不变
D．要说明是过氧化氢分解的催化剂，还需称量实验前后的质量
6．（浙江杭州·期末）思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。下图为氧气制取课题的思维导图，下列说法不合理的是（ ）
A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法
B．Ⅲ处表示的是催化剂
C．图中制取氧气的原料中都含有氧气
D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高
7．（浙江温州·期中）下列图像对应关系正确的是（ ）
A．①测定空气中氧气含量的实验
B．②加热一定质量的高锰酸钾
C．③等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应
D．④红磷在盛有一定量空气的密闭容器中燃烧至熄灭
8．（浙江绍兴·期中）实验室常用以下装置来制取氧气。请回答：
(1)请写出图A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)若用高锰酸钾制取并收集氧气的实验步骤有：①将药品装入试管，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 ；
(4)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气文字表达式是 ；
(5)如图①②③④是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 ；
9．（浙江湖州·期中）如图所示为实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题：
(1)用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取并收集氧气，应选择图甲中的 （填字母）组合装置。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是_____（多选，填字母）。
A．收集气体前，集气瓶没有注满水
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
C．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(3)如图乙所示为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是_____（填字母）。
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
10．回答实验室制取氧气的相关问题。
(1)写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的化学方程式： 。某同学用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低、原因可能是 。（填字母）
a．收集气体前，集气瓶没有注满水
b．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
c．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(2)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。极易溶于水。制取并收集，应该从上图中选择的装置是 （填编号）。
(3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置 （填编号）。
题组B 拓展培优提分练
11．实验室要收集一瓶约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（ ）
A．集气瓶中灌的水 B． 集气瓶中灌的水
C．导管伸入到集气瓶约处 D．导管伸入到集气瓶约处
12．氧气是生产生活中重要的物质。如图所示“氧气”要穿过迷宫，从进口顺利地走到出口，途中遇到不反应的物质才能通过（反应条件省略）
（1）“箭头”画出了“氧气”应行走的路线，“氧气”不能从甲处通过，你认为甲处放的物质可能是 （填字母）。
A．硫 B．水 C．氦气 D．氢氧化钠
（2）氧气在进迷宫过程中，碰到了三种阻止它前进的物质，这三个反应都属于基本反应类型中的 。
13．如图所示，很多物质分解可以产生氧气。
（1）实验室常用①、②、③三个原理制取氧气。原料中氧元素质量分数最大的是 （选填①、②、③，下同），需要加热条件的是原理 ，反应装置直接输出的气体中会混有水蒸气的是 。
（2）通过途径④获得氧气的反应条件为 ，在生成氧气的同时，还会有 生成，消耗一定体积的水时，氧气与该气体的体积比为 。
14．如图是实验室制备气体的常见装置，请回答下列问题：
(1)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的实验装置是 （填字母），反应的表达式为 。
(2)小明用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是（ ）（填字母）。
A．收集气体前，集气瓶没有注满水
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
C．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
(3)Cl2是一种密度比空气大、能溶于水的气体，实验室制取Cl2的化学方程式为：MnO2+4HCI（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列对制取气体的分析，正确的是（ ）。
A．制取CO2和Cl2的发生装置相同
B．用D装置收集Cl2时，Cl2应从a端进入
C．制取Cl2的反应中，MnO2是催化剂
D．用E装置收集O2时，O2应从d管导入
15．动、植物的生存都离不开氧气。实验室常利用化学反应制取少量氧气，常用装置如下图所示。
实验室用高锰酸钾制氧气的发生装置应选择 ，该反应的符号表达式为：
。
(2)实验室用装置A制取氧气时，反应的符号表达式为： ，应先向锥形瓶中加入的固体是 ，然后通过长颈漏斗向锥形瓶内添加液体至 （选填“a”或“b”）处。若将装置A中的长颈漏斗改成注射器或分液漏斗其优点是 。
(3)装置B若用于高锰酸钾制氧气存在明显的缺陷，应如何改正 。
(4)改进后用高锰酸钾制取氧气并测量所得氧气体积，从上图选择合适的装置并正确连接：
（填序号）。
(5)氧气制取及性质实验按如图所示进行，该实验能得出的结论是 （填字母）。
A．氧气具有助燃性 B．氧气密度比空气大
C．分子在不断运动 D．氧气不易溶于水
(6)实验室可用金属锌与稀硫酸（H2SO4）在常温下反应制取氢气，同时生成硫酸锌，则发生装置应选择 ，若用F装置收集氢气，气体应从 进入，反应的符号表达式为： 。
16．实验室常用下列装置来制取、收集气体。据图回答问题：
（1）实验室用A装置作为高锰酸钾制取氧气的发生装置，其中试管口略向下倾斜的原因是 ；若用D装置作为氧气的收集装置，则检验氧气是否收集满的方法是 ；若用F装置作为氧气的收集装置，则收集完氧气后，接下来的操作是 ；怎样对B装置进行气密性检验 。
（2）实验室用氯酸钾固体粉末制取氧气的实验大致可分为下列步骤：a．点燃酒精灯，加热试管；b．把它固定在铁架台上；c．将药品装入试管，用带导气管的橡皮塞塞紧试管；d．检查装置的气密性；e．用排水法收集氧气；f．将导管从水槽中取出；g．熄灭酒精灯。正确的操作顺序是 。
A．dcbeafg B．dcbaefg C．dcbafeg D．dcabefg
（3）常温下块状电石（CaC2）与水反应生成乙炔（C2H2）气体和氢氧化钙，实验室利用此原理制备乙炔气体，但在实验过程中须严格控制加水速度，以免剧烈反应放出大量的热引起装置炸裂。上图中适合制取乙炔气体的发生装置是 （选填字母）。
（4）甲烷（CH4）是一种无色、无味的气体，密度比空气小且极难溶于水，是天然气的主要成分．实验室制取甲烷气体常用无水醋酸钠（固体）和碱石灰（固体）加热制得．则实验室制取甲烷可选用的发生装置是 （选填字母），选用的收集装置是 （选填字母）。
17．利用如图所示仪器制取并测量氧气的体积，来测定高锰酸钾样品的纯度（杂质不参加反应）。实验步骤如下：
（1）检查气密性：连接好发生装置后，将导管口的下端浸入水中， ，若观察到导管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。
（2）组装装置：连接好的装置如图甲，其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下，需要调节 （填字母）旋钮改正错误。
（3）进行实验：采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是 （填字母）。
A．加热时间过短，会使测量结果不准确
B．反应一段时间，排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体，会使结果更准确
18．（绍兴·期末）关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
任务一：认识催化剂
【小组讨论】
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是（ ）
A．不加入催化剂化学反应就不能发生
B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
(2)任务二：探究催化剂
【查阅资料】氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图所示实验。
【分析交流】填写下列表格。
步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论
试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂
(3)任务三：探究催化剂的催化效果
【进行实验】
在两支试管中分别加入10mL5%的过氧化氢溶液，一支加入1g二氧化锰，另一支加入1g氧化铜。按图1所示装置分别进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压随时间的变化如图2所示。
对比分析图2中的 （填字母）两点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
【反思评价】请从催化剂的角度解释完全反应后两个装置内压强相同的原因是 。
19．学习KClO3的分解反应后，小马对该反应的催化剂产生了疑问：除了MnO2，其他物质能做这个反应的催化剂吗？他将几种不同的物质分别放入KClO3中，在相同的加热条件下，并将数据记录在表格中。
编号 KClO3质量/g 加入物质 加入物质质量/g 50毫升氧气
实验1 5 无 无 171
实验2 5 Fe2O3 0.5 58
实验3 5 MnO2 0.5 49
实验4 5 KCl 0.5 154
请据此分析：
(1)实验中，小马是通过测量 来比较3种物质的催化效果。
(2)用实验1继续收集50毫升氧气，所需时间明显少于171秒，这是因为 。
(3)如图2表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A．固体中氧元素的质量分数 B．固体中钾元素的质量
C．固体中MnO2的质量 D．剩余固体的质量
(4)如图丙是科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）。
(5)“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体（O2占空气体积分数），可用于航天、医疗、炼钢等。若在实验室要混制一瓶（一定体积）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，可使用图丙中的②装置，首先在装置中装满水，再次从导管通入空气排出120mL水，最后应通入氧气排出 mL水。
作图：右为收集并测量O2体积的装置，且能根据装置中的现象调节气流速度。共设计存在不足请将其补充完整，用笔在图上画出 。
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