2.3.1-氧氣的制?。ê鄡?yōu)競賽試題）（原卷版）

2.3.1氧氣的性質(zhì)和用途學習目標重難點1.掌握實驗室制取氧氣的原理2.掌握實驗室制取氧氣的實驗步驟3.了解工業(yè)制取氧氣的方法重點：1.制取氧氣的原理、裝置選擇、步驟；2.制取氧氣的注意事項難點：催化劑概念的理解和運用知識01氧氣的實驗室制取方法1．加熱高錳酸鉀制取氧氣【反應原理】2KMnO4eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))K2MnO4+MnO2+O2↑【發(fā)生裝置】由于反應物是固體，反應需要加熱，所以選擇固固加熱制氣體的裝置。【收集裝置】由于氧氣不易溶于水，且不與水發(fā)生化學反應，所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。

由于氧氣的密度比空氣大，且不與空氣中的成分發(fā)生化學反應，所以還可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。排水法向上排空氣法【實驗步驟】①查：檢查裝置的氣密性。②裝：將高錳酸鉀裝入干燥的試管，并在試管口放一團棉花，并用帶導管的橡皮塞塞緊試管。③定：將試管固定在鐵架臺上。④點：點燃酒精燈，試管均勻受熱后，就使酒精燈固定在試管底部加熱。⑤收：根據(jù)所選的收集裝置來確定氣體的收集方法。⑥移：把導管移出水槽。⑦滅：熄滅酒精燈?！緳z驗】將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi)，如果帶火星的木條復燃，說明是氧氣?！掘灊M】（用排水法收集）如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn)，說明氣體收集滿了。

（用向上排空氣法收集）將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明氧氣收集滿了。加熱法制取氧氣的細節(jié)①藥品要平鋪在試管底部，均勻受熱。②試管口要略向下傾抖，防止藥品中的水分或反應生成的水受熱后變成水蒸氣，遇冷凝結成水滴倒流回試管底部，使試管炸裂。③鐵架臺上的鐵夾要夾在試管的中上部（或距離管口1/3處）。④試管內(nèi)的導管稍伸出橡皮塞即可，便于氣體導出。⑤集氣瓶充滿水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。⑥加熱時要先使試管均勻受熱，然后用酒精燈外焰對準藥品所在部位加熱。⑦用排水法收集氣體時，應注意當氣泡連續(xù)均勻冒出時再收集，否則收集的氣體中混有空氣，當集氣瓶口有大氣泡冒出時，證明已收集滿。⑧停止加熱時，應先把導管從水里撤出，再熄滅酒精燈。如果先熄滅酒精燈，試管內(nèi)氣體溫度降低，壓強減小，水槽中的水就會倒吸入熱的試管內(nèi)，使試管炸裂。⑨高錳酸鉀制氧氣時，試管口要放一小團棉花，防止加熱時粉末進入導管，不利于氣體的導出。⑩盛氧氣的集氣瓶應蓋上玻璃片正放，因為氧氣的密度大于空氣的密度，正放可減少氣體逸散。2．氯酸鉀制取氧氣【反應原理】2KClO3eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───),\s\do6(△))2KCl+3O2↑【實驗裝置】和加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置相同（試管口無棉花團）。3．過氧化氫制氧氣【反應原理】2H2O2eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(─────),\s\do1(─────),\s\do6())2H2O+O2↑【實驗裝置】或或（1）步驟①檢查裝置的氣密性。②向錐形瓶中加入二氧化錳固體。③塞好帶有長頸漏斗（或分液漏斗）和導管的雙孔塞。④向長頸漏斗（或分液漏斗）中加入過氧化氫溶液。⑤用排水集氣法收集。（2）注意的問題a．用過氧化氫溶液制氧氣的發(fā)生裝置中使用長頸漏斗便于加入液體藥品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。b．使用帶有長頸漏斗的發(fā)生裝置時，要注意長頸漏斗下端管口應伸到液面以下，以防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗口逸出。一、發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反應物的狀態(tài),反應的條件))二、收集裝置的選擇依據(jù)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氣體的密度：\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(密度大于空氣且不與空氣成分反應向上排空氣法,密度小于空氣且不與空氣成分反應向下排空氣法)),氣體溶解性：\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(難溶于水或不易溶于水排水法,易溶于水的排空氣法或排油法))))1．（2023年福建省龍巖市漳平市中考一?！じ木帲┤鐖DA~E是實驗室制取氣體的常用裝置。請回答下列問題。（1）寫出標有字母a的儀器名稱：______。（2）實驗室常用B、C裝置組合制取并收集O2，反應文字表達式______。檢驗O2已收集滿的方法是_______。（3）若用A裝置制取氧氣，實驗結束后發(fā)現(xiàn)試管破裂，可能原因是______（任寫一點）。（4）圖F是根據(jù)B裝置設計的簡易制氧機的示意圖。推斷A劑和B劑分別是_______。2．（2023年廣東省東莞市東莞外國語學校中考一?！じ木帲┤鐖D是實驗室制取氣體的常用裝置，試回答有關問題：v、（1）寫出下列儀器的名稱①______。（2）若要用氯酸鉀和二氧化錳制取純凈的氧氣，選擇的收集裝置為______（在AF中選擇），反應的文字表達式為______。（3）實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣的文字表達式為______，裝置C控制反應停止發(fā)生的原理是：關閉活塞，______。（4）實驗室里，常用加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物的方法來制備甲烷，選擇的是發(fā)生裝置為______（填字母），用裝置E而不用裝置D收集甲烷，原因是______。（5）用裝置G和量筒組合可以用來收集并測量H2體積，在G中氣體應從導管______（填“a”或“b”）端通入。3．（2023年江蘇省南京市建鄴區(qū)中考二?！じ木帲嶒炇抑迫怏w的部分裝置如圖所示，請結合圖示回答問題。（1）實驗室用KClO3與MnO2混合固體制取O2的文字表達式為。若用裝置A為發(fā)生裝置，還缺少的儀器是。（2）實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣，選擇裝置D收集氧氣時，證明集滿的方法是。（3）小明用收集到的氧氣做鐵絲燃燒試驗，沒有成功，可能的原因是（4）實驗室常用塊狀固體電石（主要成分是CaC2）與水在常溫下反應制取乙炔（C2H2）氣體，該反應很劇烈，應選擇的發(fā)生裝置是（填字母）?？捎醚b置F收集乙炔，據(jù)此可推測乙炔的相關性質(zhì)是。知識02氧氣的工業(yè)制法1．原料：原料是空氣。2．原理：利用液態(tài)氮的沸點比液態(tài)氧的沸點低的原理。先將空氣在低溫條件下加壓變?yōu)橐簯B(tài)，再將液態(tài)空氣緩緩升溫至左右，氮氣首先達到沸點從液態(tài)空氣里蒸發(fā)出來，剩下的主要就是液態(tài)氧了。3．方法：分離液態(tài)空氣，其過程可以簡單地表示如下：4．貯存：氧氣貯存在藍色鋼瓶中。注意：工業(yè)上以空氣為原料制取氧氣，原料來源廣泛，所制得的氧氣價格較低。工業(yè)上在制取氧氣的過程中，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。1．關于工業(yè)制取氧氣說法正確的是（）A．得到的液態(tài)氧氣儲存在藍色鋼瓶中 B．原理是利用氧氣與氮氣的密度不同 C．氧氣先從液態(tài)空氣中逸出 D．分離液態(tài)空氣后剩下約的氣體不能支持燃燒2．（多選）如圖關于工業(yè)上“分離液態(tài)空氣法”制氧氣，說法中正確的是（）A．此方法制氧氣的原料來源廣泛 B．該分離過程是物理變化 C．說明液氧比液氮沸點低 D．該液體物質(zhì)是純凈的氧氣1.加熱法制取氧氣，為什么試管口要略向下傾抖？防止藥品中的水分或反應生成的水受熱后變成水蒸氣，遇冷凝結成水滴倒流回試管底部，使試管炸裂。2.用排水法收集氧氣時，什么時候開始收集？當氣泡連續(xù)均勻冒出時再收集，否則收集的氣體中混有空氣（開始冒出的氣泡是加熱時是空氣受熱膨脹，溢出的大部分是空氣。）3.停止加熱時，應怎樣操作？先把導管從水里撤出，再熄滅酒精燈。如果先熄滅酒精燈，試管內(nèi)氣體溫度降低，壓強減小，水槽中的水就會倒吸入熱的試管內(nèi)，使試管炸裂。4.加熱高錳酸鉀制取氧氣時，試管口為什么要放一團棉花？防止加熱時粉末進入導管，不利于氣體的導出。題型一實驗室制取氧氣的原理例1.實驗室制取氧氣，既可采用分解過氧化氫的方法，也可采用分解氯酸鉀的方法。上述兩種方法的主要共同點有①反應都需加熱②采用MnO2均可改變其反應速率③兩種方法所需儀器相同④都利用含氧化合物分解來達到目的。A．①③ B．③④ C．①② D．②④變式1.（2023?淮南模擬）如圖所示，將過氧化氫（H2O2）溶液滴入瓶中，下列現(xiàn)象描述正確的是（）A．氣球縮小，紅墨水左移 B．氣球縮小，紅墨水右移 C．氣球不變，紅墨水右移 D．氣球脹大，紅墨水左移題型二實驗室制取氧氣裝置例1.15%的H2O2溶液在二氧化錳催化作用下會劇烈反應產(chǎn)生O2．實驗室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，則下列裝置中，儀器選擇和藥品放置最合理的是A． B． C． D．變式1.實驗室用高錳酸鉀制氧氣的實驗中，不需要使用的一組儀器是A.燒杯、玻璃棒B.大試管、集氣瓶C.酒精燈、鐵架臺D.導管、單孔塞例2.根據(jù)下圖回答問題。(1)A中，加熱KMnO4分解的符號表達式為______。(2)可選擇B收集O2的原因是______。(3)若用C收集O2，檢驗O2是否收集滿的方法為______。變式1.（2023?天心區(qū)校級二模）下列裝置常用于實驗室制取氣體，請回答下列問題。（1）寫出編號①儀器的名稱。（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，發(fā)生裝置選擇（填字母）。（3）已知氨氣（NH3）極易溶于水，空氣的平均相對分子質(zhì)量為29，收集氨氣選擇的收集裝置是（填字母）。（4）若用E裝置收集氧氣，當出現(xiàn)時開始收集。題型三氧氣的收集及檢驗例1.下列裝置中，最適合用來收集氧氣的是（）A． B． C． D．變式1.下列操作正確的是（）A．熄滅酒精燈 B．氧氣的驗滿 C．取固體藥品 D．傾倒液體題型四制取氧氣的操作步驟例1.實驗室用加熱高錳酸鉀制取氧氣，并用排水法收集時，裝藥品的試管破裂了，其可能原因是（）①裝藥品前忘了檢查氣密性②試管口沒有略向下傾斜③試管沒有均勻預熱④收集完氧氣，先熄滅酒精燈，后取出水中導管⑤試管外壁潮濕⑥夾試管的鐵夾夾得太緊。A．①③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④⑤⑥變式1.（2023春?龍口市期中）實驗室用KClO3與MnO2加熱、用排水法收集氧氣，操作的先后順序錯誤的是A．先檢驗裝置氣密性，后裝藥品 B．先加熱一會，后將導管伸入集氣瓶 C．先將導管移出水面，后停止加熱 D．先將集氣瓶移出水槽，后蓋玻璃片題型五氧氣的工業(yè)制法例1.工業(yè)制氧氣采用分離液體空氣法，先將空氣液化，然后逐漸升溫，關于這個過程的描述不正確的是A．屬于物理變化 B．利用了物質(zhì)的沸點不同 C．先收集到的氮氣沸點較低 D．有新物質(zhì)氧氣生成變式1.工業(yè)上以空氣為原料制備氧氣的流程圖如圖：液態(tài)空氣蒸發(fā)分離出氮氣和氧氣是利用它們的（“熔點”或“沸點”）不同，發(fā)生（“化學”或“物理”）變化。（2）此方法得到的A物質(zhì)是（填“混合物”或“純凈物”）?；A鞏固1．（2023年山西省中考）實驗室用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，有關操作如下，正確的一項是A.試管口應該傾斜 B.用酒精燈火焰加熱C.氣泡連續(xù)放出時開始收集 D.收集前集氣瓶應裝滿水2．下列加熱高錳酸鉀制取氧氣的部分操作示意圖中正確的是A.

檢查氣密性，先將導管放入水中B.

一點燃酒精燈，立即收集氣體

C.

集滿氣體后，按圖示移出集氣瓶D.

實驗結束，先熄滅酒精燈3．實驗室有如圖所示的儀器裝置。某同學準備利用這些儀器裝置及相關試劑制取氧氣，下列說法正確的是A.用高錳酸鉀制氧氣時可用I作發(fā)生裝置 B.用過氧化氫溶液制取氧氣時可用Ⅱ作發(fā)生裝置C.可選用Ⅳ收集氧氣 D.用高錳酸鉀制氧氣時需要二氧化錳作催化劑4．如圖所示用高錳酸鉀制取氧氣的實驗操作中，正確的是A.取用高錳酸鉀B.加熱高錳酸鉀C.收滿后移出集氣瓶D.結束時停止加熱5．氧氣是人類活動的必需的物質(zhì)之一，下列與氧氣有關的實驗裝置圖錯誤的是A．制取 B．干燥C．收集 D．驗滿6．下列示意圖分別是實驗室氧氣制備、收集、驗滿、驗證性質(zhì)的操作，其中正確的是ABCD7．某化學興趣小組用如圖所示的裝置（裝置氣密性良好）來制取干燥的氧氣，并測定H2O2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。下列說法正確的A．將裝置I分別與裝置II、III、IV、V連接，均能達到實驗目的 B．稱量裝置I反應前及完全反應冷卻后的質(zhì)量，可計算出H2O2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù) C．若用裝置IV收集氧氣，可將帶火星的木條放置在b導管口處驗滿 D．若用裝置V測量生成氧氣的體積，集氣瓶上方原有的空氣會使測量結果偏大8．在進行實驗室制取和收集O2的過程中，有關做法不正確的是A．選擇裝置①或②作為O2的發(fā)生裝置 B．選擇裝置③或④作為O2的收集裝置 C．裝置④有氣泡冒出時立即收集氣體 D．將裝置①中的長頸漏斗下端管口插入液面以下9．下列關于實驗室制取氧氣的說法中，正確的是A．選擇制取氣體的原理時，應考慮反應速率，且速率越快越好 B．用排水法收集氧氣時，提前將導管伸入盛滿水的集氣瓶以便于收集氣體 C．用向下排空氣法收集氧氣需要在瓶口處驗滿 D．用帶火星的木條檢驗氧氣10．工業(yè)上主要采用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣。這種方法主要利用了氮氣和氧氣的A．化學性質(zhì)不同 B．溶解性不同 C．沸點不同 D．密度不同11．工業(yè)制氧氣與實驗室制氧氣相比較，下列說法正確的是A.

前者是物理變化后者是化學變化

B.

前者使用的是固體后者使用的是氣體

C.

這兩種方法制得的氧氣的性質(zhì)不同

D.

兩種方法都是分解反應二、填空題12．（2023?中衛(wèi)一模）如圖是初中化學中常見的學生實驗，請認真觀察后回答有關問題。（1）儀器名稱是①，②。（2）實驗室利用A裝置制取氧氣，要得到較純凈的氧氣要選擇的收集裝置是，試管口塞一團棉花目的是。（3）實驗室利用B和E裝置制取氧氣，E裝置驗滿的方法是。（4）與B裝置相比，裝置C的顯著優(yōu)點是。（5）通常情況下，氫氣是一種無色、無氣味、密度比空氣小，難溶于水的氣體；實驗室里，用金屬鋅（固體）和稀硫酸反應取氫氣，可選擇的發(fā)生裝置為；若選擇E裝置收集氫氣，則氫氣應從導管口（選填“a”或“b”）端通入。13．（2023?方城縣模擬）如圖是實驗室制取氣體的常用裝置．（1）B裝置的優(yōu)點是可控制反應的發(fā)生和停止，請簡述B裝置中使反應停止的原理。（2）若用C裝置采用排空氣法收集氫氣，氣體從a口進，請把C裝置補畫完整。14．（2023·甘肅金昌·中考真題）化學是以實驗為基礎的學科，正確選擇實驗裝置是實驗成功的關鍵。下圖所示裝置常用于實驗室制取氣體，請回答下列問題。(1)標號①的儀器名稱是______。(2)你認為選用B作發(fā)生裝置，優(yōu)點是______；請指出裝置C中存在的一處錯誤______。(3)改進上述裝置圖中存在的錯誤，并以過氧化氫溶液為原料，在實驗室中制取并收集干燥的氧氣。按照要求選擇實驗裝置，連接儀器后，先______，再裝入藥品，進行實驗。①所選裝置的連接順序為______（從左到右填寫裝置序號字母）。②上述方法制氧氣的化學方程式為______。③若把G裝置中的濃硫酸換成水并盛滿，用來收集難溶于水的氣體時，氣體從______（填“a”或“b”）端通入。(4)甲烷（CH4）是最簡單、難溶于水的有機物類氣體，實驗室常用加熱無水醋酸鈉與氫氧化鈉的固體混合物來制得。實驗室制取甲烷應選用的發(fā)生、收集裝置是______（填序號）。15．（2023·四川內(nèi)江·中考真題）下圖是實驗室制取氣體常用的發(fā)生和收集裝置，請回答有關問題。(1)寫出圖中標注儀器的名稱：①_______；②_______。(2)實驗室選用裝置BD組合制取并收集氧氣，其反應的化學方程式為_______，當D中集氣瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面蓋住集氣瓶口，將集氣瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。(3)用加熱高錳酸鉀固體的方法制取并收集氧氣，可選_______裝置和E裝置，驗滿的方法是_______。(4)實驗室若用裝置C制取二氧化碳，加鹽酸時液面高度至少應該在_______（填“a”或“b”）處以上：檢驗二氧化碳時，將氣體通入澄清石灰水變渾濁的化學方程式為_______。16．（2023·湖南郴州·中考真題）下圖是實驗室中常見的一些裝置。請根據(jù)所學知識回答下列問題：(1)儀器①的名稱是_______。(2)C裝置中玻璃棒的作用是_______。(3)實驗室既可用于制氧氣又可用于制二氧化碳的發(fā)生裝置是_______（填裝置編號），用此裝置制氧氣，其反應的化學方程式是_______。(4)裝置E可用于收集_______（填“氧氣”或“二氧化碳”），氣體應該從_______口進入（填“a”或“b”）；(5)若選用B裝置制氧氣，試管口棉花的作用是_______。培優(yōu)競賽1.在醫(yī)院里給病人輸氧時,用到類似右圖所示的裝置。下列有關說法中不正確的是A．使用該裝置可觀測氧氣輸出的速率B．b導管連接病人吸入氧氣的塑料管C．使用該裝置可用來觀測是否有氧氣輸出D．b導管應連接供給氧氣的鋼瓶2.（2022年湖南省衡陽縣初三五科聯(lián)賽）關于實驗室用MnO2與KClO3制取氧氣的說法正確的是A.不使用MnO2做催化劑該反應也能發(fā)生B.收集氧氣后能直接湊到集氣瓶口去聞C.MnO2參與了反應過程D.在KClO3中加入少量KMnO4也能加快該反應速度，說明KMnO4也是該反應的催化劑3．下列圖象表示一定質(zhì)量的氯酸鉀和二氧化錳混合物受熱過程中某些量隨時間的變化趨勢，其中正確的是A．B．C．D．4.（2021年福建省龍巖市永定區(qū)初中學科競賽）實驗室獲取氮氣有多種途徑，常見的3種方法是：方法一：將氨氣通入灼熱的氧化銅粉末，得到純凈的氮氣和銅：方法二：將空氣通過灼熱的銅，得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末；方法三：將亞硝酸鈉(NaNO2)和氯化銨的混合溶液加熱，氮元素全部轉化為氮氣。進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示(省略夾持裝置與加熱裝置)；（1）方法一：制氮氣所需的氨氣可以用濃氨水滴加到生石灰中得到，此反應的發(fā)生裝置最好選用________(填標號)。請寫出生石灰在此反應中的兩個作用：①_____________；②_____________。（2）方法二：