第二单元 课题3 氧气的制取 同步练习题含答案与部分解析

人教版化学九年级上册 第二单元 课题3 氧气的制取 同步练习题
1．实验室用高锰酸钾制取氧气，不需要用到的一组仪器是(　　)
A．烧杯、玻璃棒 　　 B．大试管、集气瓶
C．酒精灯、铁架台 D．导管、单孔塞
2．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
化合反应
纯净物
物理变化
化学反应
Y
氧化反应
混合物
化学变化
化合反应
3．实验室制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法。这两种方法的共同点是(　　)
A．反应都不需要加热 B．所需仪器相同
C．均可用二氧化锰作催化剂 D．都利用氧化物分解
4．下列关于催化剂的说法正确的是(　　)
A．催化剂必定加快反应速率
B．反应前后催化剂的化学性质通常会发生改变
C．在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂
D．用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加
5．若实验室用过氧化氢制氧气，可直接采用的发生装置是(　　)
6．已知FeCl3也可以催化H2O2的分解，现向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，充分反应(忽略水的挥发)。下列图象正确的是(　 　)

A B C D
7．如图所示的集气瓶被誉为“万能瓶”。下列说法错误的是(　　)
A．收集O2时应从a口进入，瓶内空气从b口排出
B．用排水法收集O2时，把瓶装满水，气体应从b口进入，水从a口排出
C．如果要把贮存在瓶中的氧气排出，从a口通入水，气体从b口排出
D．当被收集的气体从b口进入时，瓶内空气从a口排出，相当于向上排空气法收集气体
8．a、b两支试管分别加入相同体积和浓度的过氧化氢溶液，再在b试管内加入少量二氧化锰。则能正确表示a、b两支试管内放出的氧气质量与反应时间关系的图象是(　　)
9．(双选)某同学用高锰酸钾加热制氧气时，试管炸裂了。造成试管炸裂的原因可能是(　　)
A．未垫石棉网 B．没有给试管均匀预热
C．试管口未放一团棉花 D．试管口没有略向下倾斜
10. 根据图示回答下列问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)为能得到平稳的氧气流，且收集到纯净的氧气，应选择的发生装置和收集装置是 。
11. 根据下列装置，回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：① ，② 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，发生反应的化学方程式为 ，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用 (填装置序号)。
(3)因为氧气不易溶于水，所以可以利用装置 F (填装置序号)收集。如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验，用这种装置收集氧气时应注意 。
12. 验室制取氧气，提供了下列药品和常用装置，请按要求回答有关问题：
药品：①过氧化氢溶液　②氯酸钾　③二氧化锰
装置：
(1)装置中仪器a的名称为 。
(2)若小明选择装置A和C来制取氧气，则他选择的药品应为
(填序号)；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为将带火星的木条伸到 ，观察木条是否复燃。
(3)某气体X可用D装置收集，若改用E装置收集，则气体X应从
(填“b”或“c”)口进。
13. “寻找新的催化剂” 的探究内容，实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。
【提出问题】红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，效果如何？
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论及解释
Ⅰ.
A中无明显现象， B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
①产生的气体是
②红砖粉末能改变过氧化氢分解速率
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
①又产生大量能使带火星的木条复燃的气体
②滤渣质量等于a g
红砖粉末的
在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂
Ⅲ.
两试管中均产生气泡且
红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好
【拓展应用】
已知CuSO4也可作为过氧化氢分解的催化剂。向101.2 g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2 g CuSO4粉末，充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液，则生成氧气 g。
14. 小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图)，并与斜卧型装置比较，在气密性良好的装置中分别加入5.0 g高锰酸钾晶体，用同一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录如下表：
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒
59
68
收集2瓶氧气所需时间/秒
95
108
收集氧气的总体积/毫升
525
476
(1)收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是 。
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是
__________________________________________________________ 。
(3)根据2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，算出5.0 g高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
【提出假设】
小峰假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气；
你的假设： 。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
15. 华雪同学在老师的指导下从图中选择装置，在实验室进行氧气的制备实验。
(1)华雪同学首先选择装置A和E用加热高锰酸钾的方法制取氧气。
①装置A和E的导管口之间要用 连接(填实验用品)；
②不用D装置收集氧气的原因是 ；
③当反应不再进行时停止加热，待试管冷却后洗涤试管，可看到溶解残留固体的洗涤用水呈现绿色(已知MnO2不溶于水)，说明 (填离子符号)在溶液中呈绿色。
(2)华雪同学然后选择装置B和C用分解过氧化氢的方法制取氧气。
①写出仪器a的名称： ；
②实验证明MnO2、CuSO4溶液、FeCl3溶液等对过氧化氢的分解具有催化作用。已知FeCl3在水中可解离出Fe3＋和Cl－，请设计实验证明：FeCl3溶液中对H2O2的分解真正起催化作用的是FeCl3溶液中的Fe3＋。 向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中
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答案与解析：
1. A 解析： 实验室中用高锰酸钾来制取氧气，发生装置为大试管、铁架台、蝴蝶夹、酒精灯、带导管的单孔橡皮塞，收集装置为集气瓶，水槽等装置和仪器，而在实验中用不到烧杯和玻璃棒。
2. A 解析: 题图所示关系是交叉关系。化合反应中有的属于氧化反应，有的不属于氧化反应，同样氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应，则化合反应和氧化反应之间是交叉关系；纯净物和混合物之间、物理变化和化学变化之间都是并列关系；化合反应属于化学反应，二者是包含关系。
3. C
4. C 解析: 催化剂能改变其他物质的化学反应速率，包括加快和减慢反应速率，故A说法错误；反应前后催化剂的化学性质不发生改变，故B说法错误；在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂，故C说法正确；催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响，故D说法错误。
5. A
6. B 解析: 向一定量的H2O2溶液中滴入几滴一定溶质质量分数的FeCl3溶液，过氧化氢分解为氧气和水，完全反应后，氧气质量不再变化，故A错误；过氧化氢分解为氧气和水，溶剂质量增加，完全反应后，溶剂质量不再变化，故B正确；过氧化氢分解为氧气和水，过氧化氢的质量分数减小，完全反应后，过氧化氢的质量为0，质量分数为0，故C错误；FeCl3是催化剂，反应前后质量不变，过氧化氢分解为氧气和水，溶液质量减小，FeCl3的质量分数变大，故D错误。
7. D 解析:当被收集的气体从b口进入时，瓶内空气从a口排出，说明空气密度大，收集气体的方法相当于向下排空气法。
8. B 解析: 已知a、b两试管内过氧化氢溶液的浓度、体积相等，所以最后产生的气体质量是相等的，故C、D错误；b中有催化剂，所以反应的速度快，故A错误，B正确。
9. BD
10. (1) 锥形瓶
(2) 2KClO32KCl＋3O2↑
(3) CF
解析: (1)仪器①的名称是锥形瓶。
(2)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，其反应的化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑。
(3)为能得到平稳的氧气流，应该选用不需要加热的装置，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解出氧气，不需要加热，气流稳定，故选C装置；要收集到纯净的氧气应用排水法，故选F装置。
11. (1) ① 分液漏斗 ② 试管
(2) 2H2O22H2O＋O2↑ B
(3) 留一些水在集气瓶底
解析: (1)仪器①的名称是分液漏斗，仪器②的名称是试管。
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑，选择发生装置要根据反应物的状态和反应条件，固体和液体常温下制取气体，A、B、C都可以，但只有B可以控制反应速率和节约药品。
(3)由于氧气不易溶于水，所以可用排水法收集氧气，选择装置F，为了防止铁丝燃烧时的熔融物溅落下来炸裂瓶底，在收集时要在瓶内留少量水。
12. (1) 试管
(2) ②③ 集气瓶口
(3) b
13. 【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论及解释
Ⅰ.
A中无明显现象， B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
①产生的气体是 氧气
②红砖粉末能改变过氧化氢分解速率
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
①又产生大量能使带火星的木条复燃的气体
②滤渣质量等于a g
红砖粉末的 化学性质和质量 在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂
Ⅲ.
两试管中均产生气泡且 A中产生气泡较慢
红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好
【拓展应用】
3.2
14. (1) 直立型 。
(2) 斜卧型装置中的固体被气流带到试管口(或棉花团)附近的更多，未完全反应的更多，所以收集到的氧气较少 。
(3) 【提出假设】
反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气) 。
【设计实验】
取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设成立)
解析: (1)由表中数据可知，收集2瓶氧气所需时间较短的装置类型是直立型。
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是斜卧型装置中的固体被气流带到试管口(或棉花团)附近的更多，未完全反应的更多，所以收集的氧气较少。(3)【提出假设】要生成氧气，则反应物中必须含有氧元素。故假设可以是反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气)。
【设计实验】要检验二氧化锰是否分解生成氧气，可以在反应一段时间后用带火星的木条检验，看木条是否复燃；或者检验反应一段时间后二氧化锰的质量是否发生变化，故实验方案为：取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设成立)。
14.
解析: (1)①装置A和E的导管口之间要用胶皮管连接；②D是向下排空气法收集气体，而氧气的密度比空气的大，应该用向上排空气法收集；③加热高锰酸钾制取氧气生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，当反应不再进行时停止加热，待试管冷却后洗涤试管，可看到溶解残留固体的洗涤用水呈现绿色(已知MnO2不溶于水)，钾离子是无色的，说明锰酸根离子是绿色的。
(2)①根据实验室常用仪器可知，仪器a为锥形瓶；②向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的稀盐酸，并把带火星的木条伸入试管，无明显现象，说明溶液中的Cl－不能对过氧化氢分解起到催化作用；向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的FeCl3溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察到产生大量气体，带火星木条的复燃，可知FeCl3溶液中对H2O2的分解真正起催化作用的是FeCl3溶液中的Fe3＋。
15. (1)① 胶皮管
② 氧气的密度比空气的大
③ MnO
(2) ① 锥形瓶
② 加入少量的稀盐酸，并把带火星的木条伸入试管，无明显现象，说明溶液中的Cl－不能对过氧化氢的分解起到催化作用；向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的FeCl3溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察到产生大量气体并使带火星的木条复燃，可知FeCl3溶液中对H2O2的分解真正起催化作用的是FeCl3溶液中的Fe3＋ 。