2.3 制取氧气
一、单选题
1．下列物质受热分解时没有氧气生成的是（ ）
A．氯化铵（）
B．氯酸钾（）
C．高锰酸钾（）
D．氧化汞（）
2．下列变化中，前者属于物理变化，后者属于化学变化的是
A．干冰升华 钢铁生锈
B．动植物呼吸 食物腐 败
C．酒精挥发 工业制氧
D．光合作用 蜡烛熔化
3．正确的实验操作对实验结果、人身安全都非常重要．下列实验操作正确的是（ ）
A．点燃酒精灯 B．氧气验满 C．液体加热 D．量9.5mL液体
4．如图所示四种途径都可以得到反应条件已省略，下列说法正确的是
A．根据绿色化学理念，甲途径是实验室制的最佳方案
B．乙、丙发生反应时都需要加入催化剂，使反应更快地得到
C．甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是氧化反应
D．实验室采用途径丁制取大量，主要是利用了和的密度不同
5．下列关于氧气实验的说法正确的是
A．加热分解氯酸钾制氧气未加二氧化锰，反应不发生
B．木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧发出光的颜色相同
C．收集氧气时，用带火星的木条进行验满，这是利用了氧气的可燃性
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体物质
6．将100mL双氧水均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是
A．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况
B．二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率
C．过氧化氢分解反应放出大量的热
D．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关
7．下列化学反应中，既不属于化合反应，也不属于分解反应的是
A．C+O2CO2 B．Fe+ O2Fe3O4
C．CH4+ O2CO2 + H2O D．Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O
8．下列叙述、对应的表达式、所属基本反应类型均正确的是
A．实验室用纯净物制备氧气 分解反应
B．实验室测定空气中氧气含量 化合反应
C．木炭在空气中燃烧 氧化反应
D．氢气在氯气中燃烧 化合反应
9．下列实验操作正确的是
A．取用块状固体 B．读取液体体积
C． 点燃酒精灯 D．检查装置气密性
10．在用氯酸钾制取氧气时，忘记加二氧化锰，其后果是
A．无氧气产生 B．产生氧气少 C．产生氧气缓慢 D．没有影响
二、填空题
11．如图是某同学设计的加热高锰酸钾来制取氧气的装置图。
(1)写出有标号的仪器名称：
① ，② ，③ ，④ 。
(2)指出图中的错误：
12．李华同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用A装置来制取氧气。
(1)写出A装置中发生反应的符号表达式。
(2)实验中，李华同学发现得到的氧气气流不平稳，就把发生装置由A改为B，这一改进的优点是什么？
(3)若用C排水法收集氧气，则气体应从 （填a或b）通入。
三、实验题
13．火的发现和利用，改善了人类的生存条件。请回答下列问题。
（1）上述三个实验的共同点是 （填序号）；
①都是氧化反应 ②都放热 ③生成物都为固体 ④都是化合反应
（2）硫燃烧实验中水的作用是 ；铁丝燃烧实验中水的作用是 。
（3）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气的文字表达式为 。基本反应类型为 。二氧化锰是该反应 ，起 作用。
（4）如图是某同学在加热试管里的液体时的操作。请写出他在操作中的两个错误：
错误1 ；
错误2 。
四、计算题
14．某实验小组用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，在试管中加入2g二氧化锰和适量氯酸钾，反应过程中测量的有关数据记录如下：
反应时间(min) 0 1 2 3 4
试管中固体质量(g) 14.25 12.65 11.05 9.45 9.45
（1）反应到________min时，氯酸钾就完全分解。
（2）反应完全时生成氧气的质量为________________。
（3）计算剩余固体中中氯化钾的质量是________________？
五、综合应用题
15．实验室有下列仪器以及药品氯酸钾、二氧化锰和相关实验用品。请回答下列问题：
(1)仪器①的名称 ，仪器⑧的用途 ，一般常用于 、 等实验操作。仪器③使用的注意事项 。
(2)写出利用上述仪器和药品制取气体的符号表达式 。制取该气体所选择的仪器是 （填仪器序号）。
(3)在加热固体药品制取氧气时，先使 ，让试管均匀受热，然后对准药品所在位置加热。试管口略向下倾斜的原因是防止 ，炸裂试管。
(4)在上述方法制取氧气时，导管口开始有气泡放出，因为试管中气体 ，压强 ，大于外压，在压强差的作用下，试管内的空气沿导管逸出，所以此时不宜立即收集，当 时，再开始收集。
(5)用排水法收集氧气的原因是 。
(6)小松和小雷与小组同学均利用上述方法制取氧气时，两组同学在试管中加入等量的氯酸钾后，小雷同学忘了放二氧化锰了，实验后两组同学绘制了氧气随加热时间变化的图像，其中正确的是______。
A． B．
C． D．
(7)小雷与小组同学发现问题后，重新在试管中装入氯酸钾和二氧化锰的混合物，反应一段时间收集到所需的氧气后，停止加热。冷却后，同学们对试管中剩余固体成分产生了兴趣。
【猜想与假设】甲同学认为：氯酸钾、二氧化锰、氧气
乙同学认为：氯化钾、二氧化锰
丙同学认为： （填化学符号）
【反思与交流】经过讨论大家一致认为甲同学猜想错误，理由是① ；② 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】氯化铵（）是由氮、氢、氯三种元素组成的，不含氧元素，受热分解不会生成氧气。氯酸钾、高锰酸钾和氧化汞中含有氧元素，受热分解都会生成氧气。故选A。
2．A
【详解】A、干冰升华过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；钢铁生锈过程中有新物质铁锈生成，属于化学变化。
B、动植物呼吸、食物腐败过程中都有新物质生成，都属于化学变化。
C、酒精挥发、工业制氧过程中都没有新物质生成，都属于物理变化。
D、光合作用过程中有新物质生成，属于化学变化。蜡烛熔化过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。
故选：A。
【点睛】化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成。
3．C
【详解】A、禁止用一只酒精灯去点燃另一只酒精灯，图中操作错误，不符合题意；
B、氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已经集满，图中操作错误，不符合题意；
C、给试管里的液体加热时，试管里的液体不应超过试管容积的1/3，图中操作正确，符合题意；
D、量筒量程选择：量程应选择与量取液体体积相近的，这样误差较小，故量取9.5mL液体应选用10mL量筒，图中操作错误，不符合题意。
故选C。
4．A
【分析】
【详解】A、结合分析，根据绿色化学理念，甲途径过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，节能、环保是实验室制的最佳方案，说法正确；
B、结合分析，乙方案氯酸钾制氧气发生反应需要加入催化剂，丙高锰酸钾制氧气发生反应时，不需要加入催化剂，说法错误；
C、由分析可知：甲、乙、丙发生反应都是一种物质反应生成两种或两种以上的物质，特点是“一变多”，基本反应类型为分解反应，说法错误；
D、工业上采用途径丁制取大量，主要是利用了和的沸点不同，说法错误。
故选A。
5．D
【详解】A、加热分解氯酸钾制氧气未加二氧化锰，反应仍然会发生，只是反应速度缓慢，选项A错误；
B、木炭在空气中燃烧和在氧气中燃烧发出光的颜色不相同，在氧气中燃烧发白光，在空气中燃烧发红光，选项B错误；
C、收集氧气时，用带火星的木条进行验满，这是利用了氧气的助燃性，选项C错误；
D、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，选项D正确。
故选：D
6．C
【详解】A、二氧化锰可以加快过氧化氢分解速率，缩短反应时间，所以 a 表示甲溶液，b 表示乙溶液，选项正确；
B、加入二氧化锰的反应速率快，故可得出二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，选项正确；
C、由图无法得出过氧化氢分解反应是否放热，选项错误；
D、由图可知，最后生成氧气的质量相同，说明甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关，选项正确。
故选C。
7．C
【详解】化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成另一种物质的反应，分解反应是指一种物质反应生成两种或两种以上的其他物质的反应。A. C+O2CO2 ，属于化合反应；B. Fe+ O2Fe3O4 ，属于化合反应；C. CH4+ O2CO2 + H2O，既不属于化合反应，也不属于分解反应，而是氧化反应；D. Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O，属于分解反应。
点睛∶化合反应是多变一，分解反应是一变多，氧化反应是指物质跟氧发生的化学反应。
8．D
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，不是纯净物制备氧气，故A选项错误；
B、实验室测定空气中氧气含量，用的是红磷，不是汞，故B选项错误；
C、木炭在空气中燃烧，表达式书写正确，该反应为多变一的反应，基本反应类型为化合反应，该反应是氧化反应，但氧化反应不属于基本反应类型，故C选项错误；
D、氢气在氯气中燃烧，生成氢化氢，表达式书正确，该反应为多变一的反应，属于化合反应，故D选项正确；
故选D。
9．D
【详解】A、取用块状固体，试管应基本持平，块状固体应沿着试管内壁缓缓滑下，以免打破试管底部，故A错误；B、读取液体体积，量筒读数应平视，视线应与液面最低处保持水平，故B错误；C、酒精灯应用火柴点燃，不应用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯，以免失火，故C错误；D、检查装置气密性，手握试管，导管插入水中，冒气泡，证明气密性良好，故D正确。
点睛∶严格按照实验要求规范实验操作是顺利完成实验的重要保证。
10．C
【详解】在用氯酸钾制取氧气时，加二氧化锰能加快反应速度，在化学反应前后二氧化锰本身的质量和化学性质不变，但不能改变生成物的量，即有氧气生成，但是反应速率减慢。故选C。
【点睛】催化剂在化学反应中一定能改变化学反应速率，有的反应中的催化剂加快反应速度，有的反应中的催化剂减慢反应速度。
11．(1) 酒精灯 试管 铁架台 集气瓶
(2)试管口向上倾斜、用酒精灯内焰加热、酒精灯内酒精的量超过酒精灯容积的2/3、导气管伸入集气瓶的长度过短、试管中导管神人过长、试管口没放棉花
【分析】(1)
①为酒精灯，②为试管，③铁架台，④集气瓶。
(2)
由实验的装置可知，图中的错误有：
①试管口向上倾斜易造成冷凝水倒流引起试管炸裂，试管口应稍向下倾斜。
②酒精灯的外焰温度最高，应用酒精灯的外焰加热，图中用酒精灯内焰加热。
③酒精灯内酒精的量不能超过酒精灯容积的2/3，图中酒精灯内酒精的量超过酒精灯容积的2/3。
④氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集时，导气管伸入集气瓶底部，图中导气管伸入集气瓶的长度过短。
⑤导管不要伸入试管太长，防止高锰酸钾进入导管，且方便气体导出，图中试管中导管神人过长。
⑥试管口没放棉花，应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管
12．(1)
(2)可控制化学反应速率
(3)b
【详解】（1）过氧化氢溶液在二氧化锰做催化剂条件下反应生成水和氧气，该反应的符号表达式为：，故填：。
（2）装置B可通过注射器控制液体的滴加速度，来控制化学反应速率，达到平稳气流效果，故填：可控制化学反应速率。
（3）若用C（多用瓶）排水法收集氧气，氧气不易溶于水，气体应从b通入，进入的氧气聚集在集气瓶上方，水从长导管被压出，故填：b。
13． ①② 吸收有毒的SO2，防止污染空气 防止溅落的熔化物炸裂瓶底 分解反应 催化剂 催化 加热时手持试管 加热时试管直立地放在酒精灯上
【详解】（1）硫燃烧发出蓝紫色火焰放出热量，生成物是气体，反应属于化合反应；蜡烛燃烧生成物是两种，分别是气体和液体，不属于化合反应；铁丝燃烧生成物是固体，属于化合反应；这三个实验都发出光，放出热量，都有氧气参加，都属于氧化反应，因此共同点是：①②。
（2）硫燃烧产物是二氧化硫，属于有毒气体污染空气，实验中水的作用是：吸收二氧化硫，防止污染空气；铁丝燃烧实验中水的作用是：防止生成物融化后溅落下来炸裂瓶底。
（3）由于氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热时会生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：，该反应中反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应；该反应中二氧化锰是催化剂，起催化作用。
（4）在加热试管时要用试管夹夹住试管的中上部，试管与水平面成45度的夹角。所以图中的错误是：加热时手持试管；加热时试管直立地放在酒精灯上。
14．（1）氯酸钾和二氧化锰共热生成氯化钾和氧气，所以固体的质量不再减少证明氯酸钾就完全分解，所以由图表可知，反应到3min时，氯酸钾就完全分解；故填：3；
（2）氯酸钾和二氧化锰共热生成氯化钾和氧气，所以反应前后固体的质量减少的就是氧气的质量，反应完全时生成氧气的质量=14.25g-9.45g=4.8g；故填：4.8g；
（3）根据质量守恒定律，氯酸钾加热生成氯化钾和氧气，氯酸钾完全分解，剩余固体中中氯化钾的质量=9.45g-2g=7.45g．
故填：7.45g。
【详解】见答案。
15．(1) 试管 固定和支持各种仪器 过滤 加热 不能加热
(2) ①③⑤⑥⑦⑧
(3) 酒精灯火焰在试管下方来回移动 冷凝水回流到热的试管底部
(4) 温度升高 增大 气泡连续且比较均匀放出
(5)氧气不易溶于水且不与水反应
(6)D
(7) KClO3、KCl、MnO2 常温下，氧气为气体 KC1固体为此反应的生成物一定存在
【详解】（1）仪器①的名称试管，仪器⑧为铁架台，用于固定和支持各种仪器，一般常用于过滤、加热、滴定等实验操作。仪器③为集气瓶，常用于收集或贮存少量气体，使用的注意事项是集气瓶不能加热；
（2）写出利用上述仪器和药品制取气体，可选择氯酸钾和二氧化锰制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，该反应的符号表达式为：；该反应为固固加热型，需要酒精灯、铁架台、试管、带导管的单孔塞，由于氧气不易溶于水，可选择排水法收集氧气，可选择集气瓶和水槽，故制取氧气所选择的仪器是①③⑤⑥⑦⑧；
（3）在加热固体药品制取氧气时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准药品所在位置加热。试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管；
（4）在排水法制取氧气时，导管口开始有气泡放出，因为试管中气体温度升高，压强增大，大于外压，在压强差的作用下，试管内的空气沿导管逸出，所以此时不宜立即收集，当气泡连续且比较均匀放出时，再开始收集；
（5）由于氧气不易溶于水且不与水反应，故可选择排水法收集氧气；
（6）由于二氧化锰是催化剂，只能加快氯酸钾的分解速率，不能使生成物的质量增加，两组同学在试管中加入等量的氯酸钾后，小雷同学忘了放二氧化锰了，所以小松同学的实验中产生氧气的速率较快，即小松同学的实验曲线的斜率较大，由于加入的氯酸钾是等量的，故最终产生的氧气的质量是相等的，而且反应均需要加热一段时间才能分解产生氧气，故选D；
（7）[猜想与假设]
由于氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，反应一段时间收集到所需的氧气后，停止加热，冷却后，根据催化剂的概念，催化剂是指在化学反应中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在反应前后不变的物质，所以剩余固体中一定含有生成的氯化钾和催化剂二氧化锰，可能含有氯酸钾，故作出如下猜想：
甲同学认为：氯酸钾、二氧化锰、氧气；
乙同学认为：当氯酸钾完全反应，剩余固体中为氯化钾、二氧化锰；
丙同学认为：当氯酸钾并没有反应完全，还有剩余时，剩余固体中为KClO3、KCl、MnO2；
[反思与交流]
由于常温下，氧气为气体，不可能存在于剩余固体中，由于KC1固体为此反应的生成物一定存在与剩余固体中，所以甲同学猜想错误。
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