3.2制取氧气同步练习（一）（含解析）-2021-2022学年九年级化学科粤版上册

3.2制取氧气（一）第三章维持生命之气-氧气2021~2022学年九年级化学同步练习（科粤版）
一．选择题（共12小题）
1．氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的制备、性质、用途说法正确的是（　　）
A．工业上分离液态空气获得氧气，发生化学变化
B．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
C．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
D．实验室加热高锰酸钾制取氧气时，试管内靠近导管处放一团蓬松的棉花
2．某同学将少量KMnO4和KClO3混合进行加热制取氧气，已知KMnO4必须达到一定温度才能分解且分解温度低于氯酸钾。如图像是部分物质质量随时间的变化，其中不符合实验过程的是（　　）
A．氧气的质量
B．MnO2的质量
C．
KMnO4的质量
D．
KClO3的质量
3．氧气与世间万物如影随形。下列关于氧气说法错误的是（　　）
A．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
B．工业上可以利用分离液态空气法制取氧气
C．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
D．氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动
4．空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法不正确的是（　　）
A．焊接或切割金属时，使用纯氧代替空气以获得更高的温度
B．氧气和氮气的密度不同，工业上可用分离液态空气法制取氧气
C．稀有气体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光
D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
5．某兴趣小组的同学在学习了氧气的相关知识后，对所学的知识进行了总结，下列四个图象是他们总结反映对实验过程中相关的变化，其中错误的是（　　）
A．过氧化氢和二氧化锰制取氧气
B．用相等质量的氯酸钾制取氧气
C．一定质量木炭在足量氧气中燃烧
D．加热一定量的高锰酸钾制取氧气
6．小明同学采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（　　）
A．反应速率加快，生成氧气的质量不变
B．反应速率不变
C．反应速率加快，生成氧气的质量增加
D．生成氧气的质量不变
7．实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．要收集一瓶比较纯净的氧气，应选用（　　）
A．排水法
B．向上排空气法
C．向下排空气法
D．以上都正确
10．检验氧气的最简便方法是（　　）
A．观察颜色
B．闻气味
C．倒入澄清的石灰水
D．用带火星的木条去检验
11．下列实验基本操作中，正确的是（　　）
A．取粉末状固体药品
B．倾倒液体
C．实验室用高锰酸钾制氧气
D．溶解固体
12．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是（　　）
A．化学方程式H2O2H2O+O2↑
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的质量不变
D．没有催化剂过氧化氢不会分解
二．填空题（共5小题）
13．工业上用　
　的方法制氧气，这一变化属于　
　变化；而实验室通常可在二氧化锰存在下加热　
　制氧气，这种变化属于　
　变化，该反应的文字表达式为　
　；在该实验中，二氧化锰所起的作用　
　。
14．工业上用分离液态空气的方法制取氧气。
（1）工业制氧气属于　
　变化（填“物理”或“化学”）。
（2）工业制氧气利用的原理是氧气和氮气的　
　不同，先分离出的气体是　
　。
15．我们在九月学习中，了解到常用制取氧气的方法有如图四种途径。回答下列问题：
（1）实验室中通过途径乙用二氧化锰做催化剂制取氧气的化学表达式为　
　，如果忘记加入二氧化锰，产生氧气的总质量会　
　（填“减少”、“不变”或“增加”）。
（2）工业制氧。分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，则氮分子的大小要　
　
（填“＞”、“＝”或“＜”）氧分子的大小。
（3）“绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一。化学实验室中用上述中甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，（填“甲”、“乙”或“丙”）　
　途径更体现化学实验的绿色化追求。
16．实验室常用如图装置制取氧气：
（1）在图中标出仪器A的名称，并将此制取氧气的装置图补充完整
（2）若试管中所装入的药品是纯净物，则其化学式为　
　．写出反应的文字表达式：　
　．
若试管中所装入的药品有二氧化锰时，二氧化锰的作用是　
　，因为二氧化锰的　
　．另一种试剂的颜色是　
　色，名称是　
　化学式为　
　．
若在实验结束后，为了从反应后的固体残渣中得到干燥的二氧化锰固体，需要依次经过　
　、　
　和洗涤、烘干四步主要步骤．
（3）在用所制的氧气进行“普通细铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”时，应在集气瓶中放少量　
　，目的是　
　，将　
　系在铁丝末端，点燃后将铁丝由集气瓶口向下慢慢伸入，可观察到的现象为：　
　并有　
　色固体滴落下来，该物质的化学式　
　，属于化合物中的　
　类．
17．如图所示装置有多种用途。若用于收集O2，O2应从该装置的　
　（填“a”或“b“）端通入。验满的方法是　
　，若用排水法收集氧气，应先在集气瓶中　
　，然后从　
　（填“a”或“b”）一端通入氧气。
三．实验探究题（共2小题）
18．实验室用高锰酸钾制取氧气，并验证氧气的化学性质。
（1）图A装置用于高锰酸钾制取氧气，发生反应的文字表达式为
　
　，用排水法收集气体，利用的氧气性质是
　
　。
（2）图A实验结束，停止加热前要先把导管移出水面；反之，则会导致水倒吸入试管中。引起倒吸的原因是
　
　。
（3）如图B所示，可观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧、　
　，放出大量热，　
　。该反应的文字表达式为
　
　。
（4）图C可观察到木炭在氧气中燃烧，　
　，放热。木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈的原因是
　
　。
19．如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。
（1）流程图中空格处应填写的物质是　
　。（空气中体积含量第三的一类气体）工业制取氧气的是属于　
　（“物理变化”或“化学变化”）
（2）利用液氧和液氮的　
　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。
（3）液氧在升温、减压后可变为氧气，请分析此过程的微观实质　
　。
四．计算题（共1小题）
20．为了探究燃烧的现象与氧气的浓度有关，某学习小组想用排水法收集一瓶体积分数为80%的氧气，若用400mL的集气瓶收集，则收集氧气前在集气瓶中应先装入约多少毫升的水？（空气中氧气的体积分数约为）（写出解题过程）
五．推断题（共1小题）
21．工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图所示：
（1）工业氧气属于　
　（填“物理变化”或“化学变化”）．
（2）能利用上述方法分离氧气和氮气的依据是　
　．
（3）从微观角度解释氧气与液氧密度不同的原因是　
　．
六．解答题（共3小题）
22．氧气是一种与人类生活密切相关的气体，请回答下列问题。
①空气中各组分的沸点如下表所示：
组分
氮气
氧气
二氧化碳
氩气
氖气
氦气
沸点（℃）
﹣196
﹣183
﹣78.4
﹣186
﹣246
﹣267
根据以上数据分析可知，将空气加压降温至约﹣200℃时，空气变为液态，升温至约﹣196℃时，　
　逸出。通过此方法得到的氧气是　
　（选填“纯净物”或“混合物”）。
②氧气的化学性质十分活泼，能与许多物质发生反应。例如：铁丝氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，　
　，并放出大量热。发生反应的化学方程式为：　
　。
③收集氧气可采用排水集气法，因为氧气具有　
　的性质。甲同学欲收集体积分数为40%的氧气，他先往集气瓶中注入40%体积的水（如图所示），乙同学认为该方法得到的氧气体积分数不是40%，原因是　
　。
23．工业上常用“分离液态空气法”制氧气，此方法是以空气为原料，利用液氮与液氧沸点不同，将其分离。主要流程如图。
（1）空气中氧气的体积分数约为　
　%。
（2）“分离液态空气法”发生的是　
　（填“物理”或“化学”）变化。
（3）上述流程中，含有氧分子的物质有　
　（填序号）。
A．空气
B．洁净空气
C．液态空气
D．氮气
E．液氧
24．构建网络是学习化学的重要方法。以下六种物质是初中教材中出现的化学物质，在一定条件下，都可以产生氧气。请你写出图中物质X的化学式　
　，有一种物质产生氧气的原理和其他物种物质的区别，这种物质是　
　它产生氧气是　
　变化。
3.2制取氧气（一）第三章维持生命之气-氧气2021~2022学年九年级化学同步练习（科粤版）
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的制备、性质、用途说法正确的是（　　）
A．工业上分离液态空气获得氧气，发生化学变化
B．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
C．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
D．实验室加热高锰酸钾制取氧气时，试管内靠近导管处放一团蓬松的棉花
【分析】A、根据工业制取氧气的原理，进行分析判断．
B、根据空气组成，进行分析判断．
C、根据氧气的化学性质，进行分析判断．
D、根据实验室加热高锰酸钾制取氧气的注意事项，进行分析判断．
【解答】解：A、工业上分离液态空气获得氧气过程中只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，发生物理变化，故错误。
B、空气的成分按体积（不是质量）计算，氧气大约占21%，故错误。
C、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟而不是白色烟雾，故错误。
D、实验室加热高锰酸钾制取氧气时，为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，试管口应放一团棉花，故正确。
故选：D。
【点评】本题难度不大，掌握工业制取氧气的原理、氧气的化学性质、实验室加热高锰酸钾制取氧气的注意事项是正确解答本题的关键．
2．某同学将少量KMnO4和KClO3混合进行加热制取氧气，已知KMnO4必须达到一定温度才能分解且分解温度低于氯酸钾。如图像是部分物质质量随时间的变化，其中不符合实验过程的是（　　）
A．氧气的质量
B．MnO2的质量
C．
KMnO4的质量
D．
KClO3的质量
【分析】某同学将少量KMnO4和KClO3混合进行加热制取氧气，已知KMnO4必须达到一定温度才能分解且分解温度低于氯酸钾。加热到一定温度，高锰酸钾先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，进行分析判断。
【解答】解：A、并不是一开始加热就产生氧气，加热到一定温度，高锰酸钾先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，随着反应的进行，氧气的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项图象错误。
B、加热到一定温度，高锰酸钾先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着该反应的进行，二氧化锰的质量开始增加，至高锰酸钾完全反应不再发生改变；二氧化锰在氯酸钾的分解反应中作催化剂，反应前后质量不变，故选项图象正确。
C、加热到一定温度，高锰酸钾先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾的质量显不变，后逐渐减少，最终减少至0，故选项图象正确。
D、加热到一定温度，高锰酸钾先分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，氯酸钾的质量显不变后随着反应的进行，逐渐减少，最终减少至0，故选项图象正确。
故选：A。
【点评】本题是一道图象坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合KMnO4和KClO3混合进行加热制取氧气的原理，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图象。
3．氧气与世间万物如影随形。下列关于氧气说法错误的是（　　）
A．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
B．工业上可以利用分离液态空气法制取氧气
C．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
D．氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动
【分析】A.根据碳循环和氧循环的意义来分析；
B.根据工业制取氧气的方法来分析；
C.根据氧气的性质来分析；
D.根据氧气的性质与用途来分析。
【解答】解：A.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，选项说法正确；
B.空气主要是由氮气与氧气组成的，氮气和氧气的沸点不同，所以工业上可以利用分离液态空气法制取氧气，选项说法正确；
C.氧气可以支持燃烧，说明氧气具有助燃性，没有可燃性，选项说法错误；
D.氧气能供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动，选项说法正确。
故选：C。
【点评】本题较为简单，了解氧气的性质、制取方法和用途等知识即可分析判断。
4．空气是一种宝贵的自然资源，下列有关空气的说法不正确的是（　　）
A．焊接或切割金属时，使用纯氧代替空气以获得更高的温度
B．氧气和氮气的密度不同，工业上可用分离液态空气法制取氧气
C．稀有气体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光
D．目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等
【分析】A.根据氧气的助燃性来分析；
B.根据分离液态空气法制取氧气的原理来分析；
C.根据稀有气体的性质来分析；
D.根据造成空气污染的主要气体来分析。
【解答】解：A.氧气具有助燃性，焊接或切割金属时，使用纯氧代替空气能使燃料燃烧得更充分，以获得更高的温度，故A正确；
B.氧气和氮气的沸点不同，工业上可用分离液态空气法制取氧气，故B错误；
C.稀有气体没有颜色，没有气味，在通电时可以发出不同颜色的光，故C正确；
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO、NO2以及臭氧等，故D正确。
故选：B。
【点评】本题难度较小，解答本题关键是熟悉空气的组成，及其性质和用途。
5．某兴趣小组的同学在学习了氧气的相关知识后，对所学的知识进行了总结，下列四个图象是他们总结反映对实验过程中相关的变化，其中错误的是（　　）
A．过氧化氢和二氧化锰制取氧气
B．用相等质量的氯酸钾制取氧气
C．一定质量木炭在足量氧气中燃烧
D．加热一定量的高锰酸钾制取氧气
【分析】A．根据催化剂的性质来分析；
B．根据催化剂的作用来分析；
C．根据化学反应的原理来分析；
D．根据加热高锰酸钾制取氧气的原理来分析。
【解答】解：A．二氧化锰在过氧化氢制氧气的实验中是催化剂，反应前后质量应该不变，故图象正确；
B．氯酸钾制氧气时二氧化锰起催化作用，加快了氯酸钾的分解速率，但是不会改变反应生成氧气的质量，故图象正确；
C．一定质量木炭在足量氧气中燃烧生成二氧化碳，当木炭反应完后，二氧化碳的质量不再增加，故图象正确；
D．一定量高锰酸钾分解后生成了锰酸钾和二氧化锰这两种固体，所以最终质量不能为零，故图象错误。
故选：D。
【点评】根据曲线的纵横坐标轴的说明，判断曲线所表示的变化关系，明确选项中的变化过程是正确答题的根本。
6．小明同学采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（　　）
A．反应速率加快，生成氧气的质量不变
B．反应速率不变
C．反应速率加快，生成氧气的质量增加
D．生成氧气的质量不变
【分析】高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰可作为氯酸钾制取氧气的催化剂，加快化学反应速率；据此进行分析判断．
【解答】解：A、高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率；生成氧气的质量与单纯加热氯酸钾相比，质量增加，故选项说法错误。
B、生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率，所以反应速率加快，故选项说法错误。
C、生成的二氧化锰可作氯酸钾反应的催化剂，可加快化学反应速率，所以反应速率加快，生成氧气质量增加，故选项说法正确。
D、高锰酸钾分解可生成氧气，生成氧气的质量与单纯加热氯酸钾相比，质量要增加，故选项说法错误。
故选：C。
【点评】本题难度不大，掌握高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的反应原理及二氧化锰在氯酸钾反应中的作用并能灵活运用是正确解答本题的关键．
7．实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
【分析】实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热型制取气体，据此进行分析解答。
【解答】解：高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，属于固体加热型制取气体。
A、图中所示制取装置为固液常温型装置，实验室加热高锰酸钾制氧气不能选用该装置，故选项错误。
B、图中所示制取装置为固体加热型装置，故选项正确。
C、图中所示制取装置两端开口，不能用于实验室加热高锰酸钾制氧气，故选项错误。
D、图中所示制取装置不能用于实验室加热高锰酸钾制氧气，否则冷凝水会回流到热的烧瓶底部，使烧瓶底部炸裂，故选项错误。
故选：B。
【点评】本题难度不大，是中考的重要考点之一，熟练掌握实验室中制取氧气反应原理、发生装置的选择依据是正确解答本题的关键。
8．实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　）
A．
B．
C．
D．
【分析】A、根据A属于固液常温型解答；
B、根据B可以用于金属矿物的冶炼解答；
C、根据从用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应需要加热；实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团去分析；
D、根据D属于液体的蒸馏解答．
【解答】解：A、A属于固液常温型；
B、B可以用于金属矿物的冶炼；
C、用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，由于反应需要加热，所以发生装置应选C；实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团；
D、D属于液体的蒸馏装置。
故选：C。
【点评】实验室制取气体时，发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于水溶性和气体的密度；考查了实验室制取氧气的反应原理，及注意事项，是考试的重点也是中考的重点．
9．要收集一瓶比较纯净的氧气，应选用（　　）
A．排水法
B．向上排空气法
C．向下排空气法
D．以上都正确
【分析】根据“氧气不易溶于水且不与水发生反应和密度比空气的大且不与空气的成分发生反应”选择收集方法。
【解答】解：氧气的收集方法，主要有“排水法”和“向上排空气法”两种。
要收集一瓶比较纯净的氧气，应选用排水法进行收集。
故选：A。
【点评】应熟悉常用的气体收集方法，排空气法要根据气体的密度来确定，但排空气法收集的气体不是很纯；气体用排水法收集的较纯。
10．检验氧气的最简便方法是（　　）
A．观察颜色
B．闻气味
C．倒入澄清的石灰水
D．用带火星的木条去检验
【分析】氧气在通常情况下是一种无色、无味的气体，不能和石灰水反应，能使带火星的木条复燃。
【解答】解：A、很多气体的颜色是无色的，例如氮气、稀有气体、二氧化碳等。故A错误。
B、很多气体是无味的，例如氮气、稀有气体、二氧化碳等。故B错误。
C、很多气体不能和石灰水反应，例如氮气、稀有气体等。故C错误。
D、氧气能使带火星的木条复燃，其它气体没有这种性质。故D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键是要充分理解氧气的性质，只有这样才能对问题做出正确的判断。
11．下列实验基本操作中，正确的是（　　）
A．取粉末状固体药品
B．倾倒液体
C．实验室用高锰酸钾制氧气
D．溶解固体
【分析】A、根据固体药品的取用方法进行分析判断。
B、根据向试管中倾倒液体药品的方法进行分析判断。
C、根据实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤、注意事项进行分析判断。
D、根据溶解操作的方法，进行分析判断。
【解答】解：A、取用固体粉末状药品时，瓶塞要倒放，应用药匙取用，不能用手接触药品，图中所示操作错误。
B、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口，图中所示操作正确。
C、为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜；为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，试管口应放一团棉花；图中所示操作错误。
D、溶解操作应在烧杯中进行，不能在量筒内进行，图中所示操作错误。
故选：B。
【点评】本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键。
12．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是（　　）
A．化学方程式H2O2H2O+O2↑
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的质量不变
D．没有催化剂过氧化氢不会分解
【分析】催化剂能够改变反应速率，反应前后质量和化学性质都不变。
【解答】解：A、在催化剂催化作用下，过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式：2H2O22H2O+O2↑，该选项书写不正确；
B、产生的泡沫中含有氧气，不可用于灭火，该选项说法不正确；
C、反应前后催化剂的质量不变，该选项说法正确；
D、没有催化剂过氧化氢也会分解，只是反应速率慢一些，该选项说法不正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查催化剂的性质，比较简单。
二．填空题（共5小题）
13．工业上用　分离液态空气　的方法制氧气，这一变化属于　物理　变化；而实验室通常可在二氧化锰存在下加热　氯酸钾　制氧气，这种变化属于　化学　变化，该反应的文字表达式为　氯酸钾氯化钾+氧气　；在该实验中，二氧化锰所起的作用　催化作用　。
【分析】根据工业制氧气的方法、实验室中制取氧气的原理、是否生成新物质来分析。
【解答】解：工业上用分离液态空气的方法制氧气，这一变化没有生成新物质，属于物理变化；而实验室通常可在二氧化锰存在下加热氯酸钾制氧气，这种变化有新物质生成，属于化学变化，该反应的文字表达式为：氯酸钾氯化钾+氧气；在该实验中，二氧化锰所起的作用是催化作用。
故填：分离液态空气；物理；氯酸钾；化学；氯酸钾氯化钾+氧气；催化作用。
【点评】本题考查了制备氧气的原理，掌握氧气的工业制法与实验室制法是解题的关键。
14．工业上用分离液态空气的方法制取氧气。
（1）工业制氧气属于　物理　变化（填“物理”或“化学”）。
（2）工业制氧气利用的原理是氧气和氮气的　沸点　不同，先分离出的气体是　氮气　。
【分析】由于空气中大约含有21%的氧气，所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料，根据工业上制取氧气的原理进行分析解答。
【解答】解：（1）工业上主要采用分离液态空气的方法制取氧气，是利用了液态氧与液态氮的沸点的不同，没有新物质生成，属于物理变化。
（2）由于空气中大约含有21%的氧气，所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料；工业上制氧气采用的是分离液态空气法：在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发；由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
故答案为：
（1）物理；
（2）沸点；氮气。
【点评】本题难度不大，了解工业上制取氧气的方法与原理是正确解答本题的关键．
15．我们在九月学习中，了解到常用制取氧气的方法有如图四种途径。回答下列问题：
（1）实验室中通过途径乙用二氧化锰做催化剂制取氧气的化学表达式为　KClO3KCl+O2↑　，如果忘记加入二氧化锰，产生氧气的总质量会　不变　（填“减少”、“不变”或“增加”）。
（2）工业制氧。分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，则氮分子的大小要　大于　
（填“＞”、“＝”或“＜”）氧分子的大小。
（3）“绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一。化学实验室中用上述中甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，（填“甲”、“乙”或“丙”）　甲　途径更体现化学实验的绿色化追求。
【分析】（1）根据实验室中制取氧气的原理来分析；
（2）根据过滤的原理来分析；
（3）根据化学反应的原理、产物来分析。
【解答】解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气；是否使用催化剂对生成物的量没有影响；故填：KClO3KCl+O2↑；不变；
（2）通过特制的分子筛
把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，说明N2大于O2．故填：大于；
（3）氯酸钾和高锰酸钾制取氧气需要加热，浪费能源，过氧化氢制取氧气，装置操作简单、安全，不需加热，生成物是水和氧气，无污染；故填：甲。
【点评】答本题关键是要知道制取氧气的方法，熟悉分解反应的特点：一变多的反应；知道工业制取氧气的方法，熟悉催化剂的特点。
16．实验室常用如图装置制取氧气：
（1）在图中标出仪器A的名称，并将此制取氧气的装置图补充完整
（2）若试管中所装入的药品是纯净物，则其化学式为　KMnO4　．写出反应的文字表达式：　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　．
若试管中所装入的药品有二氧化锰时，二氧化锰的作用是　催化作用　，因为二氧化锰的　质量和化学性质都没有发生变化　．另一种试剂的颜色是　白　色，名称是　氯酸钾　化学式为　KClO3　．
若在实验结束后，为了从反应后的固体残渣中得到干燥的二氧化锰固体，需要依次经过　溶解　、　过滤　和洗涤、烘干四步主要步骤．
（3）在用所制的氧气进行“普通细铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”时，应在集气瓶中放少量　水（或细砂）　，目的是　防止燃烧生成的高温熔化物溅落瓶底，引起集气瓶底炸裂　，将　一根火柴梗　系在铁丝末端，点燃后将铁丝由集气瓶口向下慢慢伸入，可观察到的现象为：　剧烈燃烧、火星四射　并有　黑　色固体滴落下来，该物质的化学式　Fe3O4　，属于化合物中的　氧化物　类．
【分析】（1）依据实验室制取氧气的装置分析解答；
（2）依据实验室制取氧气可用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物、高锰酸钾的方法制取氧气，并依据反应原理书写表达式，二氧化锰在氯酸钾分解中起催化作用；并据氯酸钾的颜色、化学式回答；二氧化锰不溶于水，氯化钾能溶于水，据此分析解答；
（3）根据铁丝燃烧的实验注意事项、现象、物质的分类知识等分析解答．
【解答】解：（1）通过观察，可以看出A是铁架台，在图中标出名称，由图中棉花可以推出是用高锰酸钾为原料制氧气的，而且要用排水法收集氧气，如下图；
（2）若试管中装的是纯净物，则是利用加热高锰酸钾的方法制取氧气，其化学式是：KMnO4；反应表达式是：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
若试管中所装入的药品有二氧化锰时，说明是用加热氯酸钾的方法制取氧气，二氧化锰的作用是催化作用，因为其质量和化学性质在反应前后均保持不变；氯酸钾是一种白色固体，化学式是：KClO3；二氧化锰不溶于水，氯化钾能溶于水，所以要从反应后的固体残渣中得到干燥的二氧化锰固体，可采取溶解、过滤、洗涤、烘干的方法；
（3）铁丝在氧气中燃烧时应在集气瓶中放少量水或细砂，防止燃烧生成的高温熔融物溅落瓶底，引起集气瓶底炸裂；实验时，将一根火柴梗系在铁丝末端，点燃后将铁丝由集气瓶口向下慢慢伸入，可观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质四氧化三铁，化学式是Fe3O4，该物质由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素，故属于氧化物；
故答案为：（1）；
（2）KMnO4；
高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；催化作用；
质量和化学性质都没有发生变化；
白；氯酸钾；
KClO3；
溶解；
过滤；
（3）水（或细砂）；
一根火柴梗；
火星四射；
黑；
Fe3O4；氧化物．
【点评】本题较为细致的考查了实验室制取氧气的装置、反应原理等，以及铁丝燃烧实验，掌握相关知识才能灵活应用解答相关问题．
17．如图所示装置有多种用途。若用于收集O2，O2应从该装置的　a　（填“a”或“b“）端通入。验满的方法是　是将带火星的木条放在b口，木条复燃，则证明已满　，若用排水法收集氧气，应先在集气瓶中　装满水　，然后从　
　（填“a”或“b”）一端通入氧气。
【分析】图所示装置有多种用途，①若用排空气法收集O2时，气体应从装置的长管进入，因为氧气的密度比空气大；若用排水法收集O2，瓶内先装满水，气体从短管进入，因为氧气的密度比水小。
【解答】解：该装置有多种用途。若用装置收集氧气，则气体应从a进，验满方法是将带火星的木条放在b口，木条复燃，则证明已满；
若用排水法收集氧气，应先在集气瓶中装满水，然后从b一端通入氧气，氧气聚集在上部将水从A导管中压出，若将水收集起来。
故填：a；是将带火星的木条放在b口，木条复燃，则证明已满；装满水；b。
【点评】此题中所用装置有多种用途：收集气体、储存气体、测量气体体积、洗涤气体等。解决此题的关键在于把握实验的目的、实验的操作、实验的过程、实验的现象等方面，从基础入手，“以不变，应万变”。
三．实验探究题（共2小题）
18．实验室用高锰酸钾制取氧气，并验证氧气的化学性质。
（1）图A装置用于高锰酸钾制取氧气，发生反应的文字表达式为
　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　，用排水法收集气体，利用的氧气性质是
　氧气不易溶于水　。
（2）图A实验结束，停止加热前要先把导管移出水面；反之，则会导致水倒吸入试管中。引起倒吸的原因是
　试管冷却后，管内压强减小，小于大气压，导致水倒吸入试管中　。
（3）如图B所示，可观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧、　火星四射　，放出大量热，　生成黑色固体　。该反应的文字表达式为
　铁+氧气四氧化三铁　。
（4）图C可观察到木炭在氧气中燃烧，　发出白光　，放热。木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈的原因是
　氧气浓度不同　。
【分析】（1）根据加热高锰酸钾制取氧气的原理以及可用排水法收集氧气的原因来分析；
（2）根据装置内的压强变化来分析；
（3）根据铁丝在氧气中燃烧的原理以及实验现象来分析；
（4）根据木炭在氧气中燃烧的现象以及氧气的助燃性来分析。
【解答】解：（1）高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，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，所以可用排水法来收集氧气；故填：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；氧气不易溶于水；
（2）实验结束时，停止加热前要先把导管移出水面；反之，会导致水倒吸入试管中．引起倒吸的原因是试管冷却后，管内压强减小，小于大气压，导致水倒吸入试管中；故填：试管冷却后，管内压强减小，小于大气压，导致水倒吸入试管中；
（3）铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，放出大量热，生成黑色固体。铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，该反应的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁；故填：火星四射；生成黑色固体；铁+氧气四氧化三铁；
（4）木炭在氧气中燃烧，发出白光，放热，木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，是因为氧气中的氧气浓度比空气中的氧气浓度大。故填：发出白光；氧气浓度不同。
【点评】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
19．如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。
（1）流程图中空格处应填写的物质是　稀有气体　。（空气中体积含量第三的一类气体）工业制取氧气的是属于　物理变化　（“物理变化”或“化学变化”）
（2）利用液氧和液氮的　沸点　不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。
（3）液氧在升温、减压后可变为氧气，请分析此过程的微观实质　氧分子间隔变大　。
【分析】（1）根据空气的组成以及是否生成新物质来分析；
（2）根据分离液态空气法的原理来分析；
（3）根据物理变化的微观实质来分析。
【解答】解：（1）根据空气的组成可知：流程图中空格处应填写的物质是稀有气体；工业制备氧气没有新物质生成，发生的属于物理变化；故填：稀有气体；物理变化；
（2）利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。故填：沸点；
（3）液氧在升温、减压后可变为氧气，此过程的微观实质是氧分子间隔变大；故填：氧分子间隔变大。
【点评】化学来源于生产生活，也必须服务于生产生活，所以与人类生产生活相关的化学知识也是重要的中考热点之一。
四．计算题（共1小题）
20．为了探究燃烧的现象与氧气的浓度有关，某学习小组想用排水法收集一瓶体积分数为80%的氧气，若用400mL的集气瓶收集，则收集氧气前在集气瓶中应先装入约多少毫升的水？（空气中氧气的体积分数约为）（写出解题过程）
【分析】本题有一定难度，需要考虑到空气中也含有氧气，氧气约占空气总体积的五分之一，氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积；然后根据氧气的体积分数约为80%，列等式进行计算。
【解答】解：本题学生做起来有点难度，要考虑空气中也有氧气，氧气约占空气总体积的五分之一；加水的体积就是氧气收集的氧气的体积。
设通入氧气后在集气瓶中预先放水的体积为x，x+（400mL﹣x）400mL×80%
解得x＝300mL。
答：收集氧气前在集气瓶中应先装入约300毫升的水。
【点评】本题应考虑氧气的总体积应是通入的氧气的体积加上通入的空气中含有的氧气的体积，才能表示氧气的浓度90%。
五．推断题（共1小题）
21．工业上以空气为原料制备氧气的流程图如图所示：
（1）工业氧气属于　物理变化　（填“物理变化”或“化学变化”）．
（2）能利用上述方法分离氧气和氮气的依据是　液氧和液氮的沸点不同　．
（3）从微观角度解释氧气与液氧密度不同的原因是　分子间隔不同　．
【分析】根据空气中各种气体的沸点不同，可以进行分离．分离前首先进行除尘，除去二氧化碳和水蒸气．根据分子的性质回答，分子很小，在不断运动，分子间有间隔，
【解答】解：（1）在除去空气中的灰尘、二氧化碳和水蒸气后，液化空气，控制条件，氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，再把氮气和氧气分离．该过程没有新的物质生成，属于物理变化；
（2）能利用上述方法分离氧气和氮气的依据是液氧和液氮的沸点不同；
（3）氧气加压后变成液氧，是因为分子间的间隔变小，由气态变为液态，氧气与液氧密度不同的原因是分子间隔不同．
故答案为：
（1）物理变化；
（2）液氧和液氮的沸点不同；
（3）分子间隔不同．
【点评】解答本题要知道空气的组成成分及其各种成分的性质，然后根据性质选择适宜的方法进行分离．
六．解答题（共3小题）
22．氧气是一种与人类生活密切相关的气体，请回答下列问题。
①空气中各组分的沸点如下表所示：
组分
氮气
氧气
二氧化碳
氩气
氖气
氦气
沸点（℃）
﹣196
﹣183
﹣78.4
﹣186
﹣246
﹣267
根据以上数据分析可知，将空气加压降温至约﹣200℃时，空气变为液态，升温至约﹣196℃时，　氮气　逸出。通过此方法得到的氧气是　混合物　（选填“纯净物”或“混合物”）。
②氧气的化学性质十分活泼，能与许多物质发生反应。例如：铁丝氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，　火星四射　，并放出大量热。发生反应的化学方程式为：　3Fe+2O2Fe3O4　。
③收集氧气可采用排水集气法，因为氧气具有　不易溶于水　的性质。甲同学欲收集体积分数为40%的氧气，他先往集气瓶中注入40%体积的水（如图所示），乙同学认为该方法得到的氧气体积分数不是40%，原因是　剩余的瓶内60%的容积中含有空气，空气中含有氧气　。
【分析】根据已有的空气的分离方法、物质在氧气中燃烧的现象的知识进行分析解答即可。
【解答】解：①根据以上数据分析可知，将空气加压降温至约﹣200℃时，空气变为液态，升温至约﹣196℃时，沸点低的氮气逸出。通过此方法得到的氧气中含有多种物质，是混合物，故填：氮气；混合物。
②铁丝氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，并放出大量热。发生反应的化学方程式为：3Fe+2O2Fe3O4；故填：火星四射；3Fe+2O2Fe3O4。
③收集氧气可采用排水集气法，因为氧气具有不易溶于水的性质。欲收集体积分数为40%的氧气，先往集气瓶中注入40%体积的水，该方法得到的氧气体积分数不是40%，是因为剩余的瓶内60%的容积中含有空气，空气中含有氧气，故填：不易溶于水；剩余的瓶内60%的容积中含有空气，空气中含有氧气。
【点评】本题考查的是空气的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行。
23．工业上常用“分离液态空气法”制氧气，此方法是以空气为原料，利用液氮与液氧沸点不同，将其分离。主要流程如图。
（1）空气中氧气的体积分数约为　21　%。
（2）“分离液态空气法”发生的是　物理　（填“物理”或“化学”）变化。
（3）上述流程中，含有氧分子的物质有　ABCE　（填序号）。
A．空气
B．洁净空气
C．液态空气
D．氮气
E．液氧
【分析】（1）根据空气中氧气的含量回答问题；
（2）工业制氧气，没有生成新物质，发生物理变化；
（3）氧气由氧分子构成，含有氧分子，即找出含有氧气的物质。
【解答】解：（1）干燥空气中，氧气约占空气总体积的21%；
故填：21；
（2）分离液态空气法，是根据液氮和液氧的沸点不同，将两者进行分离，没有生成新物质，属于物理变化；
故填：物理；
（3）由于氧气由氧分子构成，所以含有氧分子就表示该物质含有氧气，空气、洁净空气、液态空气、液氧中，均含有氧分子；
故选：ABCE。
【点评】本题考查的是工业制氧气，分离液态空气法，内容相对简单。
24．构建网络是学习化学的重要方法。以下六种物质是初中教材中出现的化学物质，在一定条件下，都可以产生氧气。请你写出图中物质X的化学式　KClO3　，有一种物质产生氧气的原理和其他物种物质的区别，这种物质是　空气　它产生氧气是　物理　变化。
【分析】根据制取氧气的物质及其变化分析回答有关的问题。
【解答】解：由生成氧气的物质可知，氯酸钾加热也能产生氧气，所以X是KClO3，有一种物质产生氧气的原理和其他五种有本质的区别，这种物质是空气，它产生氧气没有新物质生成，是物理变化。
故填：氯酸钾；空气；物理。
【点评】本题主要考查了氧气的制取等方面的内容，结合图示和已有的知识分析过程是解题的关键。
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