人教版九年级上化学教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：09【提高】制取氧气

制取氧气（提高）

【学习目标】
1.掌握实验室制取氧气的药品、反应原理、仪器装置、收集方法、验满、检验及注意事项。 2.认识分解反应，能区别分解反应和化合反应。 3.认识催化剂和催化作用。
【典型例题】
类型一、考查实验室制取氧气
1.（2019?南宁中考）向一定质量的过氧化氢溶液加入少量二氧化锰，立即有大量的氧气产生，下列说法正确的是（　　）
A. 过氧化氢中含有水和氧气
B. 过氧化氢能使二氧化锰分解放出氧气
C. 二氧化锰能加快过氧化氢分解生成水和氧气
D. 该反应中有过氧化氢和二氧化锰两种反应物，不属于分解反应
【思路点拨】根据实验室分解过氧化氢制取氧气的反应原理：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，据此进行分析解答。
【答案】C
【解析】过氧化氢中不含水和氧气，故A选项说法错误；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，二氧化锰能加快过氧化氢分解生成水和氧气，故B选项说法错误；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，二氧化锰能加快过氧化氢分解生成水和氧气，故C选项说法正确；该反应中二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，该反应的反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故D选项说法错误。
【总结升华】掌握实验室分解过氧化氢制取氧气的反应原理、催化剂的概念是正确解答本题的关键。
2. （2019春?临沂校级期中）请根据下图所示仪器装置回答问题：
（1）仪器的名称①_________，⑤__________。
（2）给仪器③中的液体进行加热时，液体体积不能超过其容积的_________。
（3）实验室用高锰酸钾加热制氧气的装置应选_________（填序号，下同）。
（4）实验室用过氧化氢和少量二氧化锰混合制氧气，发生装置应选_________；反应后可以用________的方法分离混合物中的二氧化锰，实验中除用到上述玻璃仪器②外，还需________；其中仪器②在分离操作中所起的作用是________。
（5）这四套装置中有的有错误，你选出其中的__________（用字母表示）。
【思路点拨】（1）解答本题须熟记常用仪器的名称。
（2）给试管中的液体加热时，液体体积不应超过试管容积的1/3。
（3）实验室用高锰酸钾制氧气需选用“固+固”加热型装置，装置中的试管口应略向下倾斜；实验室用过氧化氢和少量二氧化锰混合制氧气需选用“固+液”不加热型装置，装置中的长颈漏斗下端管口应位于液面以下，以防止气体从长颈漏斗逸出。
（4）实验室中可用过滤的方法实现固液混合物的分离，用到的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。
【答案】（1）①量筒 ⑤烧杯 （2）1/3 （3）B
（4）D 过滤 ④和⑤ 引流
（5）AC
【解析】（1）熟记常见仪器可知：①为量筒；⑤为烧杯。
（2）给试管中的液体加热时，液体体积不应超过试管容积的1/3。
（3）实验室用高锰酸钾制氧气需选用“固+固”加热型装置，故答案为B。
（4）实验室用过氧化氢和少量二氧化锰混合制氧气需选用“固+液”不加热型装置，故答案为D；将固液混合物分离可用过滤操作，故答案为过滤；过滤需用到的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，除玻璃棒外，还需漏斗和烧杯，故答案为④和⑤；玻璃棒在过滤操作中的作用是引流，故答案为：引流。
（5）A中的试管口向上倾斜了，C中的长颈漏斗下端管口没有位于液面以下，故答案为：AC。
【总结升华】熟记常用仪器的名称、理解混合物的分离及制取氧气实验装置是解答此题的关键。
　举一反三：
【变式1】（2019?湖南中考）下列关于氧气的说法中，不正确的是（ ）
A．液氧用于火箭发射是利用氧气的可燃性
B．氧气约占空气总体积的
C．实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气
D．氧气可用于医疗急救
【答案】A
【解析】氧气能支持燃烧，具有助燃性，不能燃烧，无可燃性，故A错误；空气中氧气的体积分数约为21％，故B正确；高锰酸钾加热分解可生成氧气，这是实验室制取氧气的常用方法，C正确；氧气可供给呼吸，D正确。
【变式2】化学是一门以实验为基础的科学。结合下列实验装置图回答问题：　　　　　　(1)写出带有序号仪器的名称：① ，　② 。　　(2)下面四种途径都可以得到氧气：　　　　　　　　 　　　　　写出实验室中通过甲、乙两种途径制取氧气的文字表达式：　　甲： ；　　乙： 。　　(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是 (填字母代号)。用排水收集氧气完毕后，停止加热时的操作顺序是先 ，然后 ，以防止水倒吸入热的试管中，造成试管破裂。【答案】　　(1)试管　 集气瓶　　(2)甲：过氧化氢 水+氧气 　　　 乙：高锰酸钾　 锰酸钾+二氧化锰+氧气　　(3)A　 把导管移出水面　 熄灭酒精灯
类型二、考查分解反应和化合反应
3. 以下各反应中，属于化合反应的是 ，属于分解反应的 ，属于氧化反应的是 ，既是化合反应又是氧化反应的是 。　A．铁+氧气四氧化三铁　　　 B．二氧化碳+水碳酸　C．过氧化氢水+氧气　 　D．甲烷+氧气二氧化碳+水　E．碳+氧气二氧化碳　 　F．氧化汞　　 汞＋氧气
【答案】　 ABE　 CF 　 ADE　 AE【解析】ABE都是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；CF是由一种物质生成两种物质，属于分解反应； ADE 是物质跟氧发生的反应，属于氧化反应； AE既是化合反应又是氧化反应。【总结升华】 化合反应是“多变一”；分解反应是“一变多”；氧化反应是物质与氧（包括氧气）发生的反应，即反应物中如果有氧气参加的反应就是氧化反应。　
举一反三： 【变式】下列反应中，属于分解反应的是 。　　①高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气　　②氧化汞　　 汞＋氧气　　③碳+氧气二氧化碳
④过氧化氢 水+氧气
【答案】①②④
类型三、考查催化剂和催化作用
4．下列关于催化剂的说法正确的是（　 ）（高清课堂《制取氧气》习题1）
A．用过氧化氢制氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加　　B．必须能加快其他反应速率的物质才是催化剂　　C．二氧化锰只能用作催化剂　　D．加入催化剂，过氧化氢发生分解的温度降低并且放出氧气的速率加快【思路点拨】正确理解催化剂的概念。
【答案】D
【解析】催化剂是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都不变的物质。改变不只是加快也可能减慢；加入催化剂能改变反应速率，但不能增加生成物的质量；一个反应的催化剂在其他反应中不一定是催化剂，二氧化锰在过氧化氢分解时是催化剂，而在高锰酸钾分解时是生成物。过氧化氢中加入催化剂可以使分解的温度降低并且放出氧气的速率加快。故D是正确的。【总结升华】催化剂的特点：“一变二不变”，一变是改变反应速率，二不变是反应前后质量不变，化学性质不变。　　
举一反三：
【变式】“神州七号”太空舱利用镍铁氧体（NiFe2O4 ）将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气，而镍铁氧体本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。你认为镍铁氧体在这一反应中是作（　 ）　　A．反应物 　 B．生成物　　 C．催化剂　 D．消毒剂【答案】C
制取氧气（提高）
【巩固练习】
一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意) 1．以下对氧气的描述中，错误的是（　 ）　A．通常情况下，氧气是一种无色无味的气体　　B．氧气极易溶于水　C．可以用排水法收集氧气　D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体
2．催化剂在化学反应前后：①质量变小；②质量不变；③化学性质改变；④化学性质不变；⑤二氧化锰可以作为各种反应的催化剂。在上述说法中正确的是（　 ）　A．①③　　　 B．②④　　　 C．②④⑤　　　 D．②③
3．将实验室用过氧化氢制取氧气和用高锰酸钾制取氧气进行比较，下列说法正确的是（　 ）A．气体发生装置可能相同　　　　 B．反应条件相同C．反应物状态相同　　　　　　　 D．反应的基本反应类型相同
4．可以鉴别出氧气和空气两瓶气体的简单的方法是（ ）
A．闻气味　 B．用天平称量　　
C．倒入澄清的石灰水 　D．用带火星的木条分别伸入瓶中
5．（2019?大连模拟）实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，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．导管、单孔塞 D．酒精灯、铁架台
6．实验室可用下图所示装置收集各种气体，其中可用于收集氧气的是（　 ）　
　　
　A．①②　　　　 B．①③　　　　 C．②③　　　 D．①②③
7.（2019?成都中考）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是（　　）
A．二氧化锰是反应物B．与高锰酸钾制取氧气装置相同C．可用向上排空气法收集
D．可用带火星的木条检验氧气
8.下列反应属于分解反应的是（　 ）
A．红磷+氧气五氧化二磷　　B．石蜡+氧气二氧化碳+水
C．碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水
D．铁丝+氧气四氧化三铁
9.（2019?福建中考）某课外小组取上述“红色”水，加入适量纳米二氧化钛，进行“污水变纯净水”的趣味实验。纳米二氧化钛是一种新型材料，在可见光下能促使有色物质降解为水和CO2。据此推测，纳米二氧化钛在污水处理中可作（　　）
A．吸附剂　　　 B．絮凝剂　　　 C．消毒剂　　　 D．催化剂
10.下表各组中，实验操作和目的对应关系不正确的是（　 ）
A.
加热试管时，先均匀加热后集中加热
防止试管炸裂
B.
量取液体时，视线与凹液面最低处保持水平
防止读数错误
C.
铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底部放少量水
使实验现象更加明显
D.
用双氧水制氧气时，加入少量二氧化锰
加快氧气生成速度
二、填空题
11．（2019春?唐河县校级月考）实验过程中出现下列现象，可能的原因分别是什么，请写在横线上。
（1）加热高锰酸钾制氧气时，水槽中的水变为紫红色_________________________________。
（2）给试管内的固体加热时，试管破裂______________________________________________。
12.（2019?海南中考）实验室常用下列装置来制取氧气：
（1）写出编号为①的仪器名称　　　　　　；
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，应选用的发生装置是　　　　　　（填“甲”或“乙”）；若用丙装置除去氧气中的水蒸气，丙中盛放的液体试剂是　　　　　　，气体应从　　　　　　（填“a”或“b”）端导入。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
13.下图是实验室制取氧气的两种装置，请回答下列问题。
（1）写出甲装置中发生反应的文字表达式 。
（2）乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满，这是利用了氧气的 性。甲、乙两种制取氧气的方法相比，乙方法的优点是 。
14. 进行完“高锰酸钾制取氧气和氧气性质”的探究后，请你回答下列探究内容：　（1）制取氧气时，我用到的加热仪器是 。　（2）制取操作过程中，氧气收集完成后，停止加热时，我是先 ，然后再 。　（3）做氧气的性质探究时，我用下图所示的操作流程探究木炭与氧气反应生成了什么？　　　　　　C操作，为了使木炭与氧气完全反应，我的操作方法是 。　　D操作，用烧杯倾倒的液体是澄清石灰水，得出的探究结论是 。15．神州七号载人飞船成功返航，标志着我国已跨入航天领域国际先进行列。　（1）在宇宙飞船上可以安装盛有过氧化钠（Na2O2）的装置，它的作用是与人呼出的二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，写出该反应的文字表达式：　　　　　　　　　　　　 。　（2）请在下图所示仪器中选择适当的仪器组成一套用过氧化氢制取并收集干燥的氧气的装置，各仪器从左到右的接口顺序是（　 ）一（　 ）（　 ）一（　 ）。（填各仪器接口处的字母）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3）证明集气瓶中的氧气已经收集满的方法是　　　　　　　　　 。
【答案与解析】1．【答案】B　 【解析】氧气不易溶于水，而不是极易溶于水。2．【答案】B
【解析】催化剂的特点是“一变二不变”，一变是改变反应速率，二不变是反应前后质量不变，化学性质不变。　　3．【答案】D　 【解析】过氧化氢制取氧气和高锰酸钾制取氧气的比较：①气体发生装置不同；②反应物状态不同；③反应条件也不同；④反应的基本类型相同，都是分解反应。
4．【答案】D　 【解析】氧气、空气都没有气味；二者密度相差不大，很难用称量的方法区别出来；二者都不和石灰水反应；氧气可以使带火星的木条复燃，而空气不能使带火星的木条复燃。5．【答案】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（带铁夹）、酒精灯、带导管的单孔塞，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，故选项A错误。6．【答案】A　【解析】实验室用排水法或向上排空气法收集氧气，因为氧气不易溶于水且密度比空气大。7.【答案】A
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，其中的二氧化锰作为反应条件，是催化剂，故A说法错误；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，和加热高锰酸钾制取氧气都是固体加热型的发生装置，故B说法正确；因为氧气的密度比空气大，因此可以采用向上排空气法收集，故C说法正确；氧气具有助燃性，因此可以使带火星的木条复燃用来检验氧气，故D说法正确。
8.【答案】C
【解析】分解反应的特点是“一变多”。
9.【答案】D
【解析】在“红色的污染水”中，加入适量纳米二氧化钛，在可见光的条件下，“红色的污染水”变纯净的水，即在可见光的条件下能促使有色物质降解为水和CO2，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没改变，可见纳米二氧化钛在该反应中作催化剂。故选D。
10.【答案】C
【解析】做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底要预先放一些细沙或水，防止生成物熔化后（高温）溅落下来炸裂瓶底。11.【答案】（1）靠近试管口没放一团棉花（2）试管外壁有水；试管接触灯芯（或没有预热）（合理的答案均可）
【解析】（1）加热高锰酸钾制氧气时，水槽中的水变为紫红色是因为靠近试管口没放一团棉花。（2）加热试管时试管破裂可能是因为试管外壁有水或试管接触灯芯（或没有预热）等（合理的答案均可）。
12.【答案】（1）酒精灯 （2）乙 浓硫酸 a
【解析】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，发生装置的特点是固液常温型的乙装置；因为浓硫酸具有吸水性，可以干燥氧气，干燥时长进短出，气体应从a进。
13.【答案】（1）高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
（2）助燃（或氧化） 操作简便、节能、安全等(答一点即可)
【解析】（1）甲装置需要加热且在试管口堵上一团棉花，所以，甲装置是用高锰酸钾制取氧气。（2）氧气能助燃，体现了氧气的氧化性；乙装置制取氧气的优点是反应不需加热，操作简便，节约能源以及安全等。
【总结升华】比较两种方案的优缺点时，从以下几方面考虑：①是否操作简便；②是否环保；③是否节能；④是否安全；⑤是否制取成本低等。
14.【答案】 （1）酒精灯　　 （2）从水中取出导气管 熄灭酒精灯　　 （3）将红热木炭自上而下缓慢伸入集气瓶中 生成物是二氧化碳
【解析】（2）氧气收集完毕，先将导管拿出水槽，然后再熄灭酒精灯，防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。（3）做木炭等物质在氧气中燃烧的实验时，应将红热木炭自上而下慢慢伸入到集气瓶的中下部；如果迅速伸入到瓶底，物质燃烧放出的热量使氧气受热膨胀，大量氧气逸出到瓶外，可燃物将不能持续燃烧。15．【答案】（1）过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气
（2）b f e g 　　 （3）将带火星的小木条放在集气瓶的瓶口处，若复燃证明氧气已经收集满
【解析】在宇宙飞船特殊的环境下，利用过氧化钠不但可以制得氧气，同时还消耗了人呼出的二氧化碳气体，可谓一举两得。不同的药品状态和反应条件，需要选择不同的制取装置制取氧气，干燥氧气可以选择浓硫酸，但要注意洗气时是“长管进、短管出”。验满时将带火星的木条放在集气瓶口即可。