《第四節(jié) 依據(jù)特定需求制取氧氣》（同步訓(xùn)練）初中化學(xué)九年級上冊-北京版-2024-2025學(xué)年

《第四節(jié)依據(jù)特定需求制取氧氣》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有12小題，每小題3分，共36分）1、下列哪種物質(zhì)在加熱時能分解生成氧氣？A.硫磺B.氫氧化鈉C.高錳酸鉀D.氯化鈉2、實驗室制取氧氣時，為了提高氧氣的純度，通常需要：A.在集氣瓶底部放置少量的水B.將氣體通入澄清石灰水中C.在反應(yīng)裝置中添加適量的催化劑D.使用純凈的原料3、在實驗室里，通常采用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。以下關(guān)于此反應(yīng)的說法錯誤的是：A.氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氧氣和氯化鉀。B.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，因為它是由一種物質(zhì)生成兩種物質(zhì)。C.二氧化錳在這個反應(yīng)中起到催化劑的作用，其質(zhì)量在反應(yīng)前后不變。D.這個實驗中，氧氣是作為主要生成物被收集的。4、實驗室制取氧氣時，為了加快氯酸鉀的分解速度，通常會加入：A.碘化鉀B.硫酸C.氯化鈉D.二氧化錳5、在實驗室制取氧氣時，以下哪種物質(zhì)不能用作催化劑來加快反應(yīng)速率？（）A.MnO2（氧化錳）B.KClO3（氯酸鉀）C.NaCl（氯化鈉）D.Fe2O3（氧化鐵）6、下列關(guān)于實驗室制取氧氣的說法中，不正確的是（）A.分離氧氣時，應(yīng)該讓氧氣先出來，以防止氧氣被水或其他氣體污染B.實驗室制取氧氣時，需要先檢查裝置的氣密性C.實驗室制取氧氣時，氧氣的收集方法通常為排水法或向上排空氣法D.實驗室制取氧氣時，生成的氧氣應(yīng)直接通入水中或用向上排空氣法收集7、在實驗室制取氧氣時，以下哪種物質(zhì)通常作為催化劑使用？A.碳酸鈣B.氯化鐵C.硫酸銅D.高錳酸鉀8、在實驗室制取氧氣的過程中，以下哪種現(xiàn)象表明氧氣已經(jīng)收集滿？A.水槽中的氣泡停止冒出B.水槽中的水面出現(xiàn)水泡C.收集瓶口出現(xiàn)“小水滴”D.收集瓶中的氣體體積明顯增加9、在實驗室制取氧氣時，通常采用哪種分解反應(yīng)來制備氧氣？A.氫氣的燃燒反應(yīng)B.高錳酸鉀的加熱分解C.氯酸鉀的加熱分解D.過氧化氫的催化分解10、在加熱氯酸鉀制取氧氣的實驗中，加入二氧化錳的目的是什么？A.生成氧氣B.作為反應(yīng)物C.增加氧氣的產(chǎn)量D.加快反應(yīng)速率11、實驗室制取氧氣時，下列哪種物質(zhì)不能用作催化劑？A.硫酸銅B.氯化錳C.高錳酸鉀D.碘化鉀12、在制取氧氣的實驗中，以下哪個操作是錯誤的？A.用排水法收集氧氣，確保裝置密封B.加熱時，試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流C.實驗結(jié)束后，先熄滅酒精燈，再打開止水夾D.使用氯酸鉀制氧氣時，為防止分解不充分，可以適當(dāng)提高溫度二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分）1、在實驗室制取氧氣時，以下哪種方法最適合用于從過氧化氫溶液中催化分解制取氧氣？A.加熱B.加入氧化鐵作為催化劑C.使用硫酸銅溶液作為催化劑D.加熱并加入二氧化錳2、在實驗室制取氧氣時，以下哪種氣體混合物是安全的？A.氧氣和氫氣B.氧氣和氮氣C.氧氣和二氧化碳D.氧氣和甲烷3、在實驗室制取氧氣的過程中，以下哪些是可能使用的反應(yīng)原理或操作步驟？（）A.加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物B.分離液態(tài)空氣C.加熱高錳酸鉀D.使用催化劑促進(jìn)過氧化氫分解三、簡答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：在實驗室制取氧氣的過程中，為什么通常使用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物？請說明反應(yīng)的化學(xué)方程式，并解釋二氧化錳在反應(yīng)中的作用。第二題：實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，請回答以下問題：在該反應(yīng)中，過氧化氫（H2O2）分解生成氧氣的化學(xué)方程式是什么？二氧化錳（MnO2）在該反應(yīng)中起什么作用？如果想要提高氧氣的生成速率，可以采取哪些措施？第三題：在實驗室中制取氧氣時，為什么通常選擇過氧化氫（H2O2）和二氧化錳（MnO2）作為制氧劑和催化劑？請從化學(xué)反應(yīng)原理和實驗操作的簡便性兩個方面進(jìn)行分析。第四題：在實驗室中制取氧氣時，為什么通常會采用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物？請說明二氧化錳在此反應(yīng)中起到的作用，并解釋為什么選擇過氧化氫溶液而不是其他過氧化合物。四、計算題（5分）實驗室中常用過氧化氫溶液制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H?O?→2H?O+O?↑?，F(xiàn)有10%的過氧化氫溶液100mL，其中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10g/100mL。若反應(yīng)完全，最多能產(chǎn)生多少克氧氣？（氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol，氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol）五、綜合題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）第一題：實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，某同學(xué)設(shè)計了以下實驗方案：實驗步驟：將適量的過氧化氫溶液倒入錐形瓶中；加入少量二氧化錳；將錐形瓶倒置于盛有水的集氣瓶中；觀察氧氣的產(chǎn)生和收集。請簡述該實驗方案中二氧化錳的作用；請說明實驗步驟3中倒置錐形瓶的目的是什么；若收集到的氧氣中含有較多的水蒸氣，請簡述如何處理。第二題：實驗室常用過氧化氫溶液分解制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H?O?→2H?O+O?↑?，F(xiàn)有10%的過氧化氫溶液100mL，密度為1.05g/cm3，計算：（1）該溶液中過氧化氫的質(zhì)量是多少克？（2）若要制取1.12g的氧氣，需要該溶液多少毫升？《第四節(jié)依據(jù)特定需求制取氧氣》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項選擇題（本大題有12小題，每小題3分，共36分）1、下列哪種物質(zhì)在加熱時能分解生成氧氣？A.硫磺B.氫氧化鈉C.高錳酸鉀D.氯化鈉答案：C解析：高錳酸鉀在加熱時會分解生成氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑。其他選項在加熱時不會產(chǎn)生氧氣。2、實驗室制取氧氣時，為了提高氧氣的純度，通常需要：A.在集氣瓶底部放置少量的水B.將氣體通入澄清石灰水中C.在反應(yīng)裝置中添加適量的催化劑D.使用純凈的原料答案：D解析：為了提高氧氣的純度，需要使用純凈的原料。因為在化學(xué)反應(yīng)中，如果原料不純凈，可能會引入雜質(zhì)，導(dǎo)致制取的氧氣不純。選項A、B、C雖然可以用于實驗操作，但不是提高氧氣純度的直接方法。3、在實驗室里，通常采用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。以下關(guān)于此反應(yīng)的說法錯誤的是：A.氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氧氣和氯化鉀。B.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，因為它是由一種物質(zhì)生成兩種物質(zhì)。C.二氧化錳在這個反應(yīng)中起到催化劑的作用，其質(zhì)量在反應(yīng)前后不變。D.這個實驗中，氧氣是作為主要生成物被收集的。答案：B解析：選項B中的說法錯誤。雖然氯酸鉀分解生成氧氣和氯化鉀的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)，但是這個說法并沒有錯誤。錯誤在于選項B的描述方式，因為它與選項A、C、D的描述方式不同，實際上B選項是正確的。正確答案應(yīng)該是D，因為在這個實驗中，氯酸鉀是作為反應(yīng)物被消耗的，而氧氣是生成物，所以氧氣不是主要生成物，氯酸鉀才是。4、實驗室制取氧氣時，為了加快氯酸鉀的分解速度，通常會加入：A.碘化鉀B.硫酸C.氯化鈉D.二氧化錳答案：D解析：選項D正確。在實驗室制取氧氣時，加入二氧化錳作為催化劑可以加快氯酸鉀的分解速度，這是因為二氧化錳可以降低反應(yīng)的活化能，從而加快反應(yīng)速率。選項A的碘化鉀、選項B的硫酸和選項C的氯化鈉在這個反應(yīng)中并不是催化劑，因此不能加快氯酸鉀的分解速度。5、在實驗室制取氧氣時，以下哪種物質(zhì)不能用作催化劑來加快反應(yīng)速率？（）A.MnO2（氧化錳）B.KClO3（氯酸鉀）C.NaCl（氯化鈉）D.Fe2O3（氧化鐵）答案：C解析：在實驗室制取氧氣時，通常使用MnO2作為催化劑來加快KClO3分解生成氧氣的反應(yīng)速率。NaCl和Fe2O3不具備催化KClO3分解生成氧氣的性質(zhì)，因此不能用作催化劑。6、下列關(guān)于實驗室制取氧氣的說法中，不正確的是（）A.分離氧氣時，應(yīng)該讓氧氣先出來，以防止氧氣被水或其他氣體污染B.實驗室制取氧氣時，需要先檢查裝置的氣密性C.實驗室制取氧氣時，氧氣的收集方法通常為排水法或向上排空氣法D.實驗室制取氧氣時，生成的氧氣應(yīng)直接通入水中或用向上排空氣法收集答案：D解析：實驗室制取氧氣時，生成的氧氣應(yīng)先經(jīng)過凈化處理，如通過NaOH溶液吸收CO2等雜質(zhì)，然后才通入水中或用向上排空氣法收集。因此，D選項中的說法不正確。其他選項A、B、C都是實驗室制取氧氣的正確操作步驟。7、在實驗室制取氧氣時，以下哪種物質(zhì)通常作為催化劑使用？A.碳酸鈣B.氯化鐵C.硫酸銅D.高錳酸鉀答案：B解析：在實驗室制取氧氣的過程中，通常使用氯酸鉀（KClO3）與二氧化錳（MnO2）的混合物作為催化劑，其中二氧化錳是催化劑。選項B中的氯化鐵（FeCl3）在特定條件下也可以作為催化劑，但更常見的是二氧化錳。因此，正確答案是B。8、在實驗室制取氧氣的過程中，以下哪種現(xiàn)象表明氧氣已經(jīng)收集滿？A.水槽中的氣泡停止冒出B.水槽中的水面出現(xiàn)水泡C.收集瓶口出現(xiàn)“小水滴”D.收集瓶中的氣體體積明顯增加答案：C解析：在實驗室用排水法收集氧氣時，當(dāng)氧氣收集瓶口出現(xiàn)“小水滴”時，說明氧氣已經(jīng)收集滿。這是因為氧氣與水接觸時，水蒸氣在瓶口冷凝形成小水滴。其他選項中的現(xiàn)象并不能準(zhǔn)確表明氧氣已經(jīng)收集滿。因此，正確答案是C。9、在實驗室制取氧氣時，通常采用哪種分解反應(yīng)來制備氧氣？A.氫氣的燃燒反應(yīng)B.高錳酸鉀的加熱分解C.氯酸鉀的加熱分解D.過氧化氫的催化分解答案：D解析：實驗室制取氧氣通常采用的是過氧化氫的催化分解反應(yīng)，即過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣。選項D正確。10、在加熱氯酸鉀制取氧氣的實驗中，加入二氧化錳的目的是什么？A.生成氧氣B.作為反應(yīng)物C.增加氧氣的產(chǎn)量D.加快反應(yīng)速率答案：D解析：在加熱氯酸鉀制取氧氣的實驗中，加入二氧化錳的目的是作為催化劑，催化劑的作用是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，而不會改變反應(yīng)的產(chǎn)物。選項D正確。11、實驗室制取氧氣時，下列哪種物質(zhì)不能用作催化劑？A.硫酸銅B.氯化錳C.高錳酸鉀D.碘化鉀答案：C解析：硫酸銅、氯化錳和碘化鉀都可以作為催化劑，加速過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)。而高錳酸鉀在分解時自身會產(chǎn)生氧氣，因此不能用作催化劑。故選C。12、在制取氧氣的實驗中，以下哪個操作是錯誤的？A.用排水法收集氧氣，確保裝置密封B.加熱時，試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流C.實驗結(jié)束后，先熄滅酒精燈，再打開止水夾D.使用氯酸鉀制氧氣時，為防止分解不充分，可以適當(dāng)提高溫度答案：C解析：實驗結(jié)束后，應(yīng)該先打開止水夾，讓冷卻的氣體排出，再熄滅酒精燈，以防止由于試管內(nèi)外壓力差導(dǎo)致水倒流入熱試管中引起試管炸裂。因此，選項C的操作是錯誤的。其他選項描述的操作都是正確的實驗步驟。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題3分，共9分）1、在實驗室制取氧氣時，以下哪種方法最適合用于從過氧化氫溶液中催化分解制取氧氣？A.加熱B.加入氧化鐵作為催化劑C.使用硫酸銅溶液作為催化劑D.加熱并加入二氧化錳答案：B解析：在實驗室中，通常使用過氧化氫溶液（H?O?）在二氧化錳（MnO?）的催化下分解來制取氧氣。二氧化錳作為催化劑能夠加快反應(yīng)速率，而加熱可以提高反應(yīng)速率但不是必需的。硫酸銅溶液雖然也能催化該反應(yīng)，但不如二氧化錳常見。因此，選項B是最適合的方法。2、在實驗室制取氧氣時，以下哪種氣體混合物是安全的？A.氧氣和氫氣B.氧氣和氮氣C.氧氣和二氧化碳D.氧氣和甲烷答案：B解析：氧氣是一種支持燃燒的氣體，與易燃?xì)怏w混合可能導(dǎo)致爆炸。在給出的選項中，只有氮氣和二氧化碳不與氧氣形成爆炸性混合物。氮氣是一種惰性氣體，不支持燃燒；二氧化碳雖然能支持燃燒，但其濃度通常不足以形成爆炸性混合物。因此，選項B是安全的氣體混合物。其他選項中的氫氣和甲烷都是易燃?xì)怏w，與氧氣混合可能引起爆炸。3、在實驗室制取氧氣的過程中，以下哪些是可能使用的反應(yīng)原理或操作步驟？（）A.加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物B.分離液態(tài)空氣C.加熱高錳酸鉀D.使用催化劑促進(jìn)過氧化氫分解答案：ACD解析：在實驗室制取氧氣，常用的方法有加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物（A選項），加熱高錳酸鉀（C選項）和使用催化劑促進(jìn)過氧化氫分解（D選項）。而分離液態(tài)空氣（B選項）是工業(yè)上制取氧氣的方法，不屬于實驗室制取氧氣的操作步驟。因此，正確答案是ACD。三、簡答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：在實驗室制取氧氣的過程中，為什么通常使用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物？請說明反應(yīng)的化學(xué)方程式，并解釋二氧化錳在反應(yīng)中的作用。答案：在實驗室制取氧氣的過程中，通常使用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物，是因為過氧化氫在二氧化錳的催化作用下可以分解生成水和氧氣，反應(yīng)條件溫和、操作簡便?；瘜W(xué)方程式為：2H?O?→2H?O+O?↑。二氧化錳在反應(yīng)中作為催化劑，其作用是降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，但自身在反應(yīng)前后不發(fā)生變化。解析：過氧化氫在常溫下分解速率較慢，而加入二氧化錳后，二氧化錳能夠提供活性位點，使得過氧化氫分子在活性位點上分解，從而加快反應(yīng)速率。在這一過程中，二氧化錳不參與反應(yīng)，只起到催化作用。因此，使用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物，能夠有效地在實驗室條件下制取氧氣。第二題：實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，請回答以下問題：在該反應(yīng)中，過氧化氫（H2O2）分解生成氧氣的化學(xué)方程式是什么？二氧化錳（MnO2）在該反應(yīng)中起什么作用？如果想要提高氧氣的生成速率，可以采取哪些措施？答案：過氧化氫分解生成氧氣的化學(xué)方程式為：2H2O2→2H2O+O2↑二氧化錳在該反應(yīng)中起催化劑的作用，它能夠加快過氧化氫分解成水和氧氣的反應(yīng)速率，而自身在反應(yīng)前后不發(fā)生化學(xué)變化。為了提高氧氣的生成速率，可以采取以下措施：提高過氧化氫溶液的濃度，因為反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比。升高反應(yīng)溫度，因為溫度的升高可以增加分子的運動速度，從而提高反應(yīng)速率。增加反應(yīng)物的接觸面積，例如將過氧化氫溶液噴成霧狀，使其與二氧化錳有更大的接觸面積。解析：本題考查了學(xué)生對實驗室制取氧氣的基本原理和方法的掌握。通過書寫化學(xué)方程式，學(xué)生能夠理解反應(yīng)物和生成物的關(guān)系；通過分析二氧化錳的作用，學(xué)生能夠認(rèn)識到催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的重要性；通過提出提高氧氣生成速率的措施，學(xué)生能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。第三題：在實驗室中制取氧氣時，為什么通常選擇過氧化氫（H2O2）和二氧化錳（MnO2）作為制氧劑和催化劑？請從化學(xué)反應(yīng)原理和實驗操作的簡便性兩個方面進(jìn)行分析。答案：第三題答案：化學(xué)反應(yīng)原理：過氧化氫（H2O2）在二氧化錳（MnO2）的催化作用下分解生成水和氧氣，反應(yīng)式為：2H2O2→2H2O+O2↑。該反應(yīng)是固液常溫型反應(yīng)，不需要加熱，安全方便。反應(yīng)產(chǎn)物中只有水和氧氣，沒有其他有害物質(zhì)生成，對環(huán)境友好。實驗操作的簡便性：過氧化氫溶液易于儲存和操作，可以控制反應(yīng)速度，便于實驗控制。二氧化錳作為固體催化劑，不溶于水，容易分離，不會對反應(yīng)后的產(chǎn)品造成污染。實驗過程中，只需將過氧化氫溶液加入含有二氧化錳的容器中，即可開始反應(yīng)，操作簡單。解析：本題考查了實驗室制取氧氣的原理和操作方法。選擇過氧化氫和二氧化錳作為制氧劑和催化劑的原因主要基于以下兩點：一是化學(xué)反應(yīng)原理，即過氧化氫在二氧化錳催化下分解生成氧氣，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物無害；二是實驗操作的簡便性，即反應(yīng)無需加熱，產(chǎn)物易于分離，操作簡單方便。這兩方面保證了實驗的安全性和實用性。第四題：在實驗室中制取氧氣時，為什么通常會采用過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物？請說明二氧化錳在此反應(yīng)中起到的作用，并解釋為什么選擇過氧化氫溶液而不是其他過氧化合物。答案：選擇過氧化氫溶液和二氧化錳作為反應(yīng)物的原因：過氧化氫（H2O2）分解產(chǎn)生氧氣（O2）的過程相對溫和，易于控制，且反應(yīng)速率適中，便于實驗室操作。二氧化錳（MnO2）作為催化劑，可以顯著提高過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率，同時二氧化錳在反應(yīng)過程中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不參與反應(yīng)本身，便于回收和重復(fù)利用。二氧化錳在反應(yīng)中起到的作用：催化作用：二氧化錳作為催化劑，降低了過氧化氫分解的活化能，使反應(yīng)在較低的溫度下即可進(jìn)行，從而提高反應(yīng)速率。選擇過氧化氫溶液而不是其他過氧化合物的原因：過氧化氫溶液具有較好的穩(wěn)定性，不易分解，便于儲存和運輸。過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣純度高，副產(chǎn)物少，對環(huán)境友好。相比于其他過氧化合物，如過氧化鈉（Na2O2）等，過氧化氫溶液分解過程更為溫和，便于實驗室操作。四、計算題（5分）實驗室中常用過氧化氫溶液制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H?O?→2H?O+O?↑?，F(xiàn)有10%的過氧化氫溶液100mL，其中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10g/100mL。若反應(yīng)完全，最多能產(chǎn)生多少克氧氣？（氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol，氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol）答案：1.6g解析：首先計算過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量：10g/100mL×100mL=10g過氧化氫的摩爾質(zhì)量為34g/mol，因此100mL溶液中過氧化氫的物質(zhì)的量為：10g÷34g/mol≈0.294mol根據(jù)化學(xué)方程式，2mol過氧化氫分解產(chǎn)生1mol氧氣，所以0.294mol過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣物質(zhì)的量為：0.294mol÷2=0.147mol氧氣的摩爾質(zhì)量為32g/mol，因此最多能產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量為：0.147mol×32g/mol≈4.7g然而，題目中給出的過氧化氫溶液濃度為10%，所以實際上溶液中還有90%的水，這些水在反應(yīng)過程中不參與氧氣的產(chǎn)生。因此，實際能產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量為：4.7g×(1-90%)=4.7g×0.1=0.47g由于題目中給出的答案是1.6g，說明計算過程中可能存在誤差或題目有誤。根據(jù)正確的計算過程，最多能產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量為0.47g。五、綜合題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）第一題：實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，某同學(xué)設(shè)計了以下實驗方案：實驗步驟：將適量的過氧化氫溶液倒入錐形瓶中；加入少量二氧化錳；將錐形瓶倒置于盛有水的集氣瓶中；觀察氧氣的產(chǎn)生和收集。請簡述該實驗方案中二氧化錳的作用；請說明實驗步驟3中倒置錐形瓶的目的是什么；若收集到的氧氣中含有較多的水蒸氣，請簡述如何處理。答案：二氧化錳在該實驗中起催化作用，加速過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)。實驗步驟3中倒置錐形瓶的目的是為了使錐形瓶內(nèi)的空氣排出，以便收集到較純凈的氧氣。若收集到的氧氣中含