课题3 制取氧气
测试时间：20分钟
一、选择题
1.(2023河北顺平期中)在实验室里利用分解过氧化氢制取氧气的实验中，不需要使用的仪器是 ( )
A.试管 B.水槽 C.酒精灯 D.集气瓶
2.(2023广西隆安月考)下列反应中属于分解反应的是 ( )
A.硫+氧气 二氧化硫 B.钠+氯气 氯化钠
C.镁+二氧化碳 氧化镁+碳 D.过氧化氢 水+氧气
3.(2023安徽合肥庐阳月考)实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰作催化剂，下列关于二氧化锰的说法，正确的是 ( )
A.没有二氧化锰，过氧化氢无法分解
B.二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
4.(2023湖南衡山星源实验学校期中)取两份等质量的氯酸钾于试管a、b中，仅向b中加入少量二氧化锰，同时加热，下图中能正确反映生成氧气的质量与加热时间的关系的是 ( )
A B C D
5.(2023江苏苏州期中)氧烛常为密闭空间的应急氧源，某种氧烛产氧药块的主要成分为氯酸钠(化学性质与氯酸钾相似)、金属粉(燃烧时放热，提供氯酸钠分解所需的热量)和催化剂等。工作时通过撞击火帽触发启动装置产生热量，使内部药块反应放出高纯度氧气，可持续工作1小时以上。下列说法中不正确的是 ( )
A.氧烛有一定的照明功能
B.氧烛中催化剂的质量随着反应的进行不发生改变
C.金属粉质量的多少不会影响氧烛释放出的氧气质量
D.氧烛释放的氧气主要来自产氧药块中的氯酸钠
6.(2023陕西礼泉期中)为了证明氧化铜也能作为过氧化氢分解的催化剂，实验小组的同学用天平称量0.2 g氧化铜，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验。下列说法正确的是 ( )
Ⅰ.步骤①和③中带火星的木条都复燃
Ⅱ.步骤②中产生大量气泡
Ⅲ.对比步骤②和③可说明氧化铜能作为分解过氧化氢的催化剂
Ⅳ.步骤⑥中称得固体质量为0.2 g
Ⅴ.去掉步骤⑦也能达到实验目的
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ
C.Ⅱ、Ⅳ D.Ⅲ、Ⅳ
7.(2023福建福州台江期中)小明为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用浓度传感器测定收集到的氧气浓度，数据如表所示。下列说法错误的是 ( )
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度/% 79.6 79.7 79.8 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度/% 79.7 89.7
A.以上两种方法中，排水法收集到的氧气更纯净
B.用排水法收集不到纯净氧气的主要原因是排水法收集的氧气中混有水蒸气
C.用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因之一是氧气密度只是略大于空气
D.用向上排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃
二、填空题
8.(2023河南封丘城关乡一中月考)工业上制取氧气的主要步骤如图(图中空气已经过除尘、除二氧化碳、除水的操作)。
空气液态空气剩余液体蓝色钢瓶
(1)工业上制取氧气属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)从步骤②可以得出：液氮的沸点比液氧的沸点 (填“高”或“低”)。
(3)贮存在蓝色钢瓶中的液氧的用途有 (举一例)。
9.如图是某同学设计的实验室制取氧气的发生和收集装置。请完成下列问题。
(1)写出图中仪器a的名称： ；
(2)锥形瓶底部应放入的药品是 ，该装置的优点是 ；
(3)发生和收集装置的连接方法是b接 (填“c”或“d”)。
10.按图1所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，瓶内气压的变化如图2所示。
图1 图2
(1)写出用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式： 。
(2)对比分析图2中的 点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(3)请从催化剂的角度分析，在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因： 。
11.(2022江苏淮安中考改编)根据如图所示气体制取装置，回答下列问题：
A B C D
(1)组装A时，依据酒精灯 (填“外焰”或“内焰”)的高度调节试管位置。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气，应选择的发生装置是 (填字母)，该反应的文字表达式是 。
(3)通常情况下，二氧化碳能溶于水。实验室若采用排水法收集二氧化碳气体，为减少其损耗，应选择的装置是 (填字母)。
12.(2023湖北大冶期中)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下可分解产生氧气。科学探究是一个奇妙的过程，请你一起参与实验探究，并填写下列空白。
【提出问题】小松同学用过氧化氢溶液清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上，发现有大量气泡产生。小松想水泥块是否可作过氧化氢分解的催化剂呢 于是他用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥一些小水泥块。
【猜想】水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤 实验现象 实验结论
实验一 取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条 木条不复燃 过氧化氢分解产生氧气，但是反应速率
实验二 向盛水的试管中加入水泥块，伸入带火星的木条 没有明显现象
实验三 水泥块能加快过氧化氢分解的速率
【结论】水泥块能加快过氧化氢分解的速率，故水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。
【讨论与反思】小芳认为仅凭上述实验还不能证明水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂，她觉得需要增加一个探究实验：探究 。
【实验步骤】①准确称量水泥块的质量；②重复实验三；③待反应结束后，将试管里的物质进行过滤、洗涤、干燥、称量；④对比化学反应前后水泥块的质量。
【分析】如果水泥块在化学反应前后的质量保持不变，则说明水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。
【思考】但小华认为，要证明小松的猜想，小芳的补充实验还是不够，还需要再补充一个实验：探究 。
答案全解全析
一、选择题
1.答案 C 实验室用过氧化氢制氧气的发生装置是固液常温型，不需要酒精灯。
2.答案 D 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应，四个反应中只有D项反应属于分解反应。
3.答案 B 没有二氧化锰，过氧化氢也能分解，只是分解速率较慢；二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率；使用催化剂不能增加生成物的质量；二氧化锰也可以作其他反应的催化剂，如氯酸钾分解制氧气。
4.答案 B 向试管b中加入少量二氧化锰，可加快氯酸钾的分解速率，但不能改变生成氧气的质量。
5.答案 C 氧烛在使用时有一定的照明功能。在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质均不发生改变。金属粉过少会导致燃烧产生的热量少，温度达不到氯酸钠的分解温度，使得氯酸钠无法分解；金属粉过多，燃烧时又会消耗较多的氧气，从而减少产氧量。根据题意可知，氯酸钠的化学性质与氯酸钾相似，氯酸钠在催化剂的作用下受热分解为氯化钠和氧气，所以氧烛释放的氧气主要来自产氧药块中的氯酸钠。
6.答案 C 步骤①中带火星的木条不能复燃，步骤③中带火星的木条复燃；步骤②中产生大量气泡，是因为过氧化氢在氧化铜的催化作用下迅速分解；对比步骤②和③不能说明氧化铜能作为分解过氧化氢的催化剂；步骤⑥中称得固体质量为0.2 g，即反应前后催化剂的质量不变；去掉步骤⑦不能达到实验目的，因为不能证明反应前后氧化铜的化学性质不变。
7.答案 D 用向上排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。
二、填空题
8.答案 (1)物理 (2)低 (3)供给呼吸(用于气焊等，合理即可)
解析 (1)工业上制取氧气利用的是液态氮和液态氧的沸点不同，没有新物质生成，属于物理变化。(2)步骤②先升温分离出氮气，则液氮的沸点比液氧的沸点低。(3)贮存在蓝色钢瓶中的液氧可用于供给呼吸、气焊等。
9.答案 (1)长颈漏斗 (2)二氧化锰 节约药品 (3)d
解析 (1)仪器a是长颈漏斗。(2)实验室用题图发生装置制取氧气的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰，二氧化锰在锥形瓶里，过氧化氢溶液从长颈漏斗中加入；题图发生装置的优点是节约药品。(3)氧气不易溶于水，用题图收集装置收集氧气时氧气应从短管通入，故发生和收集装置的连接方法是b接d。
10.答案 (1)过氧化氢 水+氧气 (2)ac(或bd) (3)催化剂只改变化学反应速率，不改变生成氧气的质量
解析 (1)过氧化氢溶液在催化剂的催化作用下分解生成水和氧气。(2)对比分析图2中的ac(产生相等体积的气体时需要的时间不同)或bd(相同时间内产生气体的体积不同)点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。(3)催化剂只改变化学反应速率，不改变生成氧气的质量，所以虽然两个反应的反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同。
11.答案 (1)外焰 (2)B 过氧化氢 水+氧气 (3)D
解析 (1)组装A时，依据酒精灯外焰的高度调节试管位置。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气，根据反应物状态和反应条件，发生装置应选择B。(3)因为二氧化碳能溶于水，所以在用排水法收集二氧化碳时，应该尽量减少二氧化碳与水的接触，故应选择装置D。
12.答案 【实验验证】实验一：慢 实验二：水泥块加入水中不能产生氧气 实验三：取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，加入水泥块后伸入带火星的木条 木条复燃 【讨论与反思】水泥块在化学反应前后的质量是否发生改变 【思考】水泥块在化学反应前后化学性质是否发生改变
解析 【实验验证】实验一：取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃，说明过氧化氢分解产生氧气的速率慢；实验二：向盛水的试管中加入水泥块，伸入带火星的木条，木条不复燃，说明水泥块加入水中不能产生氧气；实验三：通过结论可知，实验三的实验步骤是取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，加入水泥块后伸入带火星的木条，现象是木条复燃。【思考】因为催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变，所以还需要探究水泥块在化学反应前后化学性质是否发生改变。
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