人教版初中化学2023-2024学年九年级上学期课堂达标训练试卷 第二单元 课题3 制取氧气 （一）
一、单选题
1．研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。下表是不同金属氧化物作催化剂，使氯酸钾剧烈反应时的温度：
氧化物 Fe2O3 Al2O3 CuO MgO
剧烈反应 时的温度 490℃ 540℃ 350℃ 545℃
实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用( )
A．Fe2O3 B．Al2O3 C．CuO D．MgO
【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】通过分析表中数据可以看出；当氧化铜作催化剂时，所需的温度低，更容易反应
故答案为：C
【分析】从反应所要达到的温度分析解答
2．下列反应属于分解反应的是（ ）
A．硫 + 氧气 二氧化硫
B．酒精 + 氧气 二氧化碳 + 水
C．高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
D．铜 + 氧气 氧化铜
【答案】C
【知识点】分解反应及其应用
【解析】【解答】A.硫 + 氧气 → 二氧化硫为化合反应，不符合题意；
B.酒精 + 氧气 → 二氧化碳 + 水反应物和生成物都两种物质，既不是化合也不是分解反应，不符合题意；
C.高锰酸钾 →锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气为分解反应，符合题意；
D.铜 + 氧气 → 氧化铜为化合反应，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据分解反应为一种物质生成两种或两种以上物质的反应分析。
3．如图所示的装置，其中可以收集氧气的是（ ）
A．① 和② B．② 和 ③ C．① 和 ④ D．① 和 ⑤
【答案】D
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】根据氧气不易溶于水，且不与水反应，可用排水法收集；在通常情况下，氧气比空气略重，且不与空气中的其他成分反应，可用向上排空气法收集，收集时，导管口应接近集气瓶瓶底，便于将集气瓶内的空气排尽。故答案为D项。
【分析】本题考查氧气的收集方法，排水法和向上排空气法。
4．用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否集满的最简便的方法是（ ）
A．看集气瓶口是否有气体冒出
B．将带火星的木条伸入集气瓶中，看木条是否复燃
C．将带火星的木条伸到集气瓶口，看木条是否复燃
D．倒入澄清的石灰水，看是否变浑浊
【答案】C
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】氧气能使带火星的木条复燃，验满时应将带火星的木条放在集气瓶口部，木条复燃，说明已满．
【分析】只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满，根据氧气有助燃的性质去检验．
5．用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触，下列说法不正确的是（ ）
A．过氧化氢溶液遇到二氧化锰，立刻产生大量气泡
B．若a处粉末是木炭粉，能看到白光
C．若a处粉末是镁粉，b处会出现白雾
D．若a处粉末是铜粉，能看到粉末由红色变为黑色
【答案】C
【知识点】氧气的化学性质；氧气的实验室制法
【解析】【解答】A. 过氧化氢溶液遇到二氧化锰，立刻产生大量气泡，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速度，故正确，不符合题意；
B. 若a处粉末是木炭粉，能看到白光，故正确，不符合题意；
C. 若a处粉末是镁粉，b处会出现白烟，故错误，符合题意；
D. 若a处粉末是铜粉，能看到粉末由红色变为黑色，在加热下铜与氧气反应生成氧化铜，故正确，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据过氧化氢制取氧气的反应原理，物质在氧气中能燃烧现象分析。
6．实验室利用分解过氧化氢制氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是( )
A．不能产生氧气 B．生成氧气的速率慢
C．产生氧气的总量减少 D．过氧化氢不能分解
【答案】B
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用是加快反应速率，不加二氧化锰不影响产物的量，只是反应速率变慢
故答案为：B
【分析】根据催化剂的特点分析解答
7．利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是( )
A．高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．氧化汞 汞＋氧气
C．氯酸钾 氯化钾＋氧气
D．过氧化氢 水＋氧气
【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】A操作复杂，需要加热，A不符合题意
B操作复杂，需要加热，B不符合题意
C操作复杂，需要加热，C不符合题意
D反应快，操作简便，能好少，D符合题意
F故答案为：D
【分析】根据各反应的原理进行判断是否具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的特点
8．（2017九上·凉州期末）实验室用加热高锰酸钾或双氧水与二氧化锰混合的方法制取氧气，其共同点是（ ）
A．都需要加热 B．都使用二氧化锰作催化剂
C．都发生了分解反应 D．都生成了两种物质
【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】解：A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下在常温下就能生成水和氧气；故选项说法错误．
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，不需要使用催化剂，故选项说法错误．
C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气；反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，故选项说法正确．
D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成了三种物质，故选项说法错误．
故选C．
【分析】根据实验室用加热高锰酸钾或双氧水与二氧化锰混合的方法制取氧气的反应原理进行分析判断即可．
9．工业上制取大量氧气的方法是（ ）
A．加热氯酸钾 B．加热高锰酸钾
C．分离液态空气 D．加热二氧化锰
【答案】C
【知识点】氧气的工业制法
【解析】【解答】解：工业上需用大量氧气时，主要利用液氧和液氮的沸点不同，采用加压、降温的方法使空气液化，然后再蒸发掉氮气，就能得到大量氧气，故答案选C．
【分析】本题考查工业制取氧气的方法，属于基础题．
10．下列有关催化剂的说法中正确的是( )
A．二氧化锰可使氯酸钾在较低温度下产生氧气
B．催化剂能加快物质的反应速率
C．二氧化锰是所有反应的催化剂
D．加入二氧化锰可使氯酸钾产生更多的氧气
【答案】A
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】解：A、因为催化剂改变了反应的机理，所以二氧化锰可以使氯酸钾在较低的温度下就开始产生氧气；故本选项正确；
B、催化剂能改变某个反应的反应速率，而不是物质的反应速率；故本选项错误；
C、对于不同的反应催化剂是不同的；故本选项错误；
D、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的量；故本选项错误；
故选A．
【分析】本题考查催化剂的相关知识，其定义“一变”“两不变”，其作用“加快”“减慢”。
二、填空题
11．由于氧气的密度比空气 ，收集氧气可用 法。由于氧气 溶于水，收集氧气可用 法。要得到纯净的氧气最好选用 法收集。
【答案】大；向上排空气法；不易；排水法；排水
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】由于氧气的密度比空气大，收集氧气可用向上排空气法。由于氧气不易溶于水，收集氧气可用排水法。要得到纯净的氧气最好选用排水法收集。
【分析】根据氧气的密度及溶解性确定氧气的收集方法分析，其中排水法收集的气体较纯净。
12．检验氧气的方法：将 的木条伸入集气瓶中，若木条 则证明集气瓶中的气体是氧气。
【答案】带火星；复燃
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃则证明集气瓶中的气体是氧气。
【分析】根据氧气的检验方法分析，检验氧气可用带火星木条看是否复燃。
13．工业上制备大量的氧气是采用 的方法，其原理是利用液态氮的沸点比液态氧的沸点 的性质.蒸发液态空气时， 首先蒸发出来，剩下的主要是 .此变化属于 .工业上为了便于贮存.运输和使用，常把氧气加压到1.5×107 Pa，并贮存在钢瓶中.
【答案】分离液态空气；低；氮气；氧气；物理变化
【知识点】氧气的工业制法
【解析】【解答】工业制取氧气采取的是分离液态空气的方法，因为液态氮沸点低，蒸发时会先气化最后得到液态氧．这个过程中没有新的物质产生，变化类型属物理变化．
【分析】工业制取氧气是利用混合物各组成成分沸点不同而分离混合物的方法制得．
一般过程为：除尘净化-低温加压液化-蒸发液态空气．
14．收集氧气可采用排水法，是因为 ，排水法收集氧气时不需验满，看到瓶口气泡向外冒，表示氧气已收集满；氧气还可采用向上排空气法，是因为 ，用向上排空气法收集氧气需验满，将带火星的木条置于瓶口，木条复燃，氧气已收集满。
【答案】氧气不易溶于水；氧气密度比空气略大
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】氧气的收集方法向上排空气法和排水法。
【分析】本题考查氧气的收集方法，根据氧气的溶解性及密度与空气比较确定。
15．在实验室里加热氯酸钾制氧气，为了加快反应速率常选用二氧化锰作催化剂，当氯酸钾完全分解后，试管里的固体物质是 和 ；在这个反应前后，二氧化锰的 和 都没有改变．
【答案】氯化钾；二氧化锰；质量；化学性质
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】在反应前后二氧化锰作催化剂，其质量和化学性质都不改变；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，加热至气体不再产生，试管内固体是氯化钾和二氧化锰． 【分析】在反应前后二氧化锰作催化剂，其质量和化学性质都不改变；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，加热至气体不再产生，试管内固体是氯化钾和二氧化锰．
三、简答题
16．某同学在实验室里用高锰酸钾和二氧化锰加热制取氧气，实验结束时发现大试管已破裂，请你帮他分析造成试管破裂的可能原因是什么？（写出三条即可）
【答案】（1）没有给试管均匀预热；（2）试管外壁有水滴；（3）试管口没有略向下倾斜．
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行【分析】试管破裂可能是由于试管受热不均匀，也可能是在高温时突然冷却等引起的．如试管没有预热，就直接加热会造成试管受热不均匀；试管口没有向下倾斜，实验完毕先停止加热再拿出水槽中的导管，这些都会导致水回流，试管破裂．
【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行分析，造成试管炸裂的原因可能是：试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热等．
17．用向上排空气法收集氧气时，怎样证明瓶内的氧气已收集满？
【答案】将带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃证明氧气已满，反之则不满．
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】氧气能使带火星的木条复燃，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口，因此验满的方法是将带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃证明氧气已满，反之则不满． 【分析】根据氧气的性质分析，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口．
四、综合题
18．我们人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，也没有生机勃勃的地球。
（1）空气中稀有气体的体积分数约为 (用百分比表示)。
（2）下列过程中，能产生氧气的有 (填字母)。
（3）潜水员水下作业时要携带“富氧空气”，是因为氧气能 。
（4）空气是工业上制取大量氧气的原料，空气中主要组分的沸点如下表：
组分 氮气 氧气 二氧化碳
沸点/℃ -195.8 -183.0 -78.5
工业制氧气是根据空气中氧气和氮气的 不同，此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。将液态空气升温，最先逸出的物质主要是 (填化学符号)。
【答案】（1）0.94%
（2）B
（3）供给呼吸
（4）沸点；物理；N2
【知识点】空气的组成；氧气的用途；氧气的工业制法；自然界中的物质循环
【解析】【解答】（1）空气中稀有气体的体积分数约为0.94% ，二氧化碳的体积分数约为0.03%。
（2）植物的光合作用能产生氧气。
（3）氧气具有氧化性，提供给物质氧，因此氧气的用途是供给呼吸。
（4）工业制氧气是根据空气中氧气和氮气的沸点不同，分离液态空气来制取氧气属于物理变化，氮气的化学式为N2。
【分析】（1）根据空气的组成成分是氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质分别占空气的体积分数的21%、78%、0.94%、0.03%、0.03%来解答；
（2）根据植物的光合作用能产生氧气，呼吸作用吸收氧气，燃烧消耗氧气来解答；
（3）根据氧气的化学性质具有氧化性，在化学反应中提供给物质氧，是常用的氧化剂，氧气的用途是供给呼吸和支持燃烧；
（4）工业上根据氮气和氧气的沸点不同来采用分离液态空气法制取氧气属于物理变化。
五、实验探究题
19．实验学校的同学们在学习了催化剂的知识后提出：氧化铁固体（Fe2O3，难溶于水）在双氧水制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究：
（1）【猜想】
Ⅰ、Fe2O3既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ、Fe2O3是反应物，要生成O2，反应前后质量和化学性质要改变；
Ⅲ、Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后 ；
（2）【实验】用天平称量1g Fe2O3固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行实验：
实验过程中记录现象如下：
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥ 结论
无明显变化 称得固体质量为1g 猜想Ⅲ成立．
（3）老师指出上述实验不能证明Fe2O3是该反应的催化剂，理由是 ____ ；
A．只有二氧化锰能起催化作用
B．未验证回收的固体是否仍是Fe2O3
C．未验证回收的固体的物理性质
D．未验证Fe2O3是否改变反应速率
（4）Fe2O3催化分解双氧水的化学反应式为 ；
（5）步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是
【答案】（1）质量和化学性质不变
（2）有大量气泡产生，带火星的木条复燃
（3）B
（4）2H2O22H2O+O2↑
（5）B
【知识点】氧气的检验和验满；催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】（1）由另两个猜想及猜想Ⅲ提示可知，猜想Ⅲ为Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。
（2）步骤 ③ 向过氧化氢溶液中加入氧化铁固体，要证明氧化铁是催化剂，则氧化铁会加速过氧化氢分解，观察到的现象为有大量气泡产生，带火星的木条复燃。
（3）所给实验中证明了氧化铁能加快过氧化氢分解，且氧化铁反应前后质量未改变，但未验证氧化铁化学性质是否改变，所以不能证明氧化铁是该反应的催化剂，故选B。
（4） Fe2O3催化分解双氧水生成水和氧气，化学反应式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
（5） 步骤③中加入氧化铁即可使过氧化氢分解，试管中氧气质量增加至反应结束保持不变，A错误；过氧化氢分解生成水和氧气，水的质量在原有基础上增加，B正确；氧化铁为催化剂，反应前后质量不变，C错误；过氧化氢为反应物，随反应时间增加而减少，D错误。
【分析】（1）根据所给各猜想及催化剂反应前后质量和化学性质不变分析；
（2）根据氧化铁可加快过氧化氢分解及氧气能使带火星木条复燃分析；
（3）根据要证明是催化剂需验证该物质反应前后化学性质不变分析；
（4）根据Fe2O3催化分解双氧水生成水和氧气分析；
（5）根据过氧化氢在氧化铁催化作用下分解产生氧气和水，反应过程中氧气、水、过氧化氢质量变化分析。
20．某化学实验兴趣小组的同学欲制取并探究氧气的化学性质，请你帮助他们完成下列任务。
（1）写出标号a、b仪器的名称：a ，b 。
（2）现有如下几种物质：A.氯化钠(NaCl)；B.氯酸钾(KClO3)；C.水(H2O)；D.过氧化氢(H2O2)；E.甲烷(CH4)。从元素组成角度推测，上述物质中能制得氧气的是 (填字母)。
（3）写出用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式： ，其中，二氧化锰起 作用。
（4）若用氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取并收集一瓶纯净的氧气，所选择的装置为 (填字母)。
（5）该小组同学利用制得的氧气，进行了如图三个实验。
①实验二中，铁丝在氧气中燃烧的现象为 。
②通过上述实验探究，发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。请从微观角度进行解释： 。
（6）实验结束后，同学们进行了以下反思，你认为正确的观点有____(填字母)。
A．可根据反应物的状态和反应条件，选择适当的发生装置
B．可根据气体的密度(与空气密度相比较)和在水中的溶解性，选择气体的收集方法
C．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与很多物质发生氧化反应
【答案】（1）试管；分液漏斗
（2）BCD
（3）H2O2 H2O+O2；催化
（4）AE
（5）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；单位体积空间里氧分子数目越多，反应越剧烈
（6）A；B；C
【知识点】氧气的化学性质；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；氧气的实验室制法
【解析】【解答】（1）a为试管；b为分液漏斗。
（2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，能制取氧气的物质必须含有氧元素，A氯化钠（NaCl）、E甲烷（CH4）中不含氧元素，所以不能用来制取氧气；B氯酸钾（KClO3）、C水（H2O）、D过氧化氢（H2O2）中含氧元素，所以可用来制取氧气，
故答案为：BCD。
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，符号表达式为：；其中二氧化锰作为催化剂，起到催化作用。
（4）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶纯净的氧气，不需要加热，该反应为固液常温型，发生装置可选择B；因为氧气密度比空气大，氧气不易溶于水，可选择向上排空气法或排水法收集氧气，而排水法收集的气体较为纯净，故收集较纯净的氧气可选择E排水法，所以选择的装置组合为BE。
（5）①铁丝在氧气中燃烧的现象为：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；
②在氧气中，单位体积的空间里，氧分子的个数比空气中的多，所以发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。
（6）A、可根据反应物的状态和反应条件，选择适当的气体发生装置，故正确；
B、可根据气体的密度（与空气密度相比较）和在水中的溶解性，选择气体的收集方法，故正确；
C、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与很多物质发生氧化反应，故正确；
故答案为：ABC。
【分析】（2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变分析。
（3）根据过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰作为催化剂进行分析。
（4）根过氧化氢制取氧气的反应原理，反应条件是常温，排水法收集的氧气较纯净进行分析。
（5）根据铁丝在氧气燃烧现象，反应原理分析。
（6）选择发生装置时，要考虑反应物的状态、反应条件等因素；选择收集装置时，要考虑气体的水溶性、能否和水发生化学反应、密度、能否和空气中的物质发生化学反应等因素。
人教版初中化学2023-2024学年九年级上学期课堂达标训练试卷 第二单元 课题3 制取氧气 （一）
一、单选题
1．研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。下表是不同金属氧化物作催化剂，使氯酸钾剧烈反应时的温度：
氧化物 Fe2O3 Al2O3 CuO MgO
剧烈反应 时的温度 490℃ 540℃ 350℃ 545℃
实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用( )
A．Fe2O3 B．Al2O3 C．CuO D．MgO
2．下列反应属于分解反应的是（ ）
A．硫 + 氧气 二氧化硫
B．酒精 + 氧气 二氧化碳 + 水
C．高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
D．铜 + 氧气 氧化铜
3．如图所示的装置，其中可以收集氧气的是（ ）
A．① 和② B．② 和 ③ C．① 和 ④ D．① 和 ⑤
4．用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否集满的最简便的方法是（ ）
A．看集气瓶口是否有气体冒出
B．将带火星的木条伸入集气瓶中，看木条是否复燃
C．将带火星的木条伸到集气瓶口，看木条是否复燃
D．倒入澄清的石灰水，看是否变浑浊
5．用“W”形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触，下列说法不正确的是（ ）
A．过氧化氢溶液遇到二氧化锰，立刻产生大量气泡
B．若a处粉末是木炭粉，能看到白光
C．若a处粉末是镁粉，b处会出现白雾
D．若a处粉末是铜粉，能看到粉末由红色变为黑色
6．实验室利用分解过氧化氢制氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是( )
A．不能产生氧气 B．生成氧气的速率慢
C．产生氧气的总量减少 D．过氧化氢不能分解
7．利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是( )
A．高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．氧化汞 汞＋氧气
C．氯酸钾 氯化钾＋氧气
D．过氧化氢 水＋氧气
8．（2017九上·凉州期末）实验室用加热高锰酸钾或双氧水与二氧化锰混合的方法制取氧气，其共同点是（ ）
A．都需要加热 B．都使用二氧化锰作催化剂
C．都发生了分解反应 D．都生成了两种物质
9．工业上制取大量氧气的方法是（ ）
A．加热氯酸钾 B．加热高锰酸钾
C．分离液态空气 D．加热二氧化锰
10．下列有关催化剂的说法中正确的是( )
A．二氧化锰可使氯酸钾在较低温度下产生氧气
B．催化剂能加快物质的反应速率
C．二氧化锰是所有反应的催化剂
D．加入二氧化锰可使氯酸钾产生更多的氧气
二、填空题
11．由于氧气的密度比空气 ，收集氧气可用 法。由于氧气 溶于水，收集氧气可用 法。要得到纯净的氧气最好选用 法收集。
12．检验氧气的方法：将 的木条伸入集气瓶中，若木条 则证明集气瓶中的气体是氧气。
13．工业上制备大量的氧气是采用 的方法，其原理是利用液态氮的沸点比液态氧的沸点 的性质.蒸发液态空气时， 首先蒸发出来，剩下的主要是 .此变化属于 .工业上为了便于贮存.运输和使用，常把氧气加压到1.5×107 Pa，并贮存在钢瓶中.
14．收集氧气可采用排水法，是因为 ，排水法收集氧气时不需验满，看到瓶口气泡向外冒，表示氧气已收集满；氧气还可采用向上排空气法，是因为 ，用向上排空气法收集氧气需验满，将带火星的木条置于瓶口，木条复燃，氧气已收集满。
15．在实验室里加热氯酸钾制氧气，为了加快反应速率常选用二氧化锰作催化剂，当氯酸钾完全分解后，试管里的固体物质是 和 ；在这个反应前后，二氧化锰的 和 都没有改变．
三、简答题
16．某同学在实验室里用高锰酸钾和二氧化锰加热制取氧气，实验结束时发现大试管已破裂，请你帮他分析造成试管破裂的可能原因是什么？（写出三条即可）
17．用向上排空气法收集氧气时，怎样证明瓶内的氧气已收集满？
四、综合题
18．我们人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，也没有生机勃勃的地球。
（1）空气中稀有气体的体积分数约为 (用百分比表示)。
（2）下列过程中，能产生氧气的有 (填字母)。
（3）潜水员水下作业时要携带“富氧空气”，是因为氧气能 。
（4）空气是工业上制取大量氧气的原料，空气中主要组分的沸点如下表：
组分 氮气 氧气 二氧化碳
沸点/℃ -195.8 -183.0 -78.5
工业制氧气是根据空气中氧气和氮气的 不同，此过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。将液态空气升温，最先逸出的物质主要是 (填化学符号)。
五、实验探究题
19．实验学校的同学们在学习了催化剂的知识后提出：氧化铁固体（Fe2O3，难溶于水）在双氧水制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究：
（1）【猜想】
Ⅰ、Fe2O3既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ、Fe2O3是反应物，要生成O2，反应前后质量和化学性质要改变；
Ⅲ、Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后 ；
（2）【实验】用天平称量1g Fe2O3固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行实验：
实验过程中记录现象如下：
步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥ 结论
无明显变化 称得固体质量为1g 猜想Ⅲ成立．
（3）老师指出上述实验不能证明Fe2O3是该反应的催化剂，理由是 ____ ；
A．只有二氧化锰能起催化作用
B．未验证回收的固体是否仍是Fe2O3
C．未验证回收的固体的物理性质
D．未验证Fe2O3是否改变反应速率
（4）Fe2O3催化分解双氧水的化学反应式为 ；
（5）步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是
20．某化学实验兴趣小组的同学欲制取并探究氧气的化学性质，请你帮助他们完成下列任务。
（1）写出标号a、b仪器的名称：a ，b 。
（2）现有如下几种物质：A.氯化钠(NaCl)；B.氯酸钾(KClO3)；C.水(H2O)；D.过氧化氢(H2O2)；E.甲烷(CH4)。从元素组成角度推测，上述物质中能制得氧气的是 (填字母)。
（3）写出用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式： ，其中，二氧化锰起 作用。
（4）若用氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取并收集一瓶纯净的氧气，所选择的装置为 (填字母)。
（5）该小组同学利用制得的氧气，进行了如图三个实验。
①实验二中，铁丝在氧气中燃烧的现象为 。
②通过上述实验探究，发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。请从微观角度进行解释： 。
（6）实验结束后，同学们进行了以下反思，你认为正确的观点有____(填字母)。
A．可根据反应物的状态和反应条件，选择适当的发生装置
B．可根据气体的密度(与空气密度相比较)和在水中的溶解性，选择气体的收集方法
C．氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与很多物质发生氧化反应
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】通过分析表中数据可以看出；当氧化铜作催化剂时，所需的温度低，更容易反应
故答案为：C
【分析】从反应所要达到的温度分析解答
2．【答案】C
【知识点】分解反应及其应用
【解析】【解答】A.硫 + 氧气 → 二氧化硫为化合反应，不符合题意；
B.酒精 + 氧气 → 二氧化碳 + 水反应物和生成物都两种物质，既不是化合也不是分解反应，不符合题意；
C.高锰酸钾 →锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气为分解反应，符合题意；
D.铜 + 氧气 → 氧化铜为化合反应，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据分解反应为一种物质生成两种或两种以上物质的反应分析。
3．【答案】D
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】根据氧气不易溶于水，且不与水反应，可用排水法收集；在通常情况下，氧气比空气略重，且不与空气中的其他成分反应，可用向上排空气法收集，收集时，导管口应接近集气瓶瓶底，便于将集气瓶内的空气排尽。故答案为D项。
【分析】本题考查氧气的收集方法，排水法和向上排空气法。
4．【答案】C
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】氧气能使带火星的木条复燃，验满时应将带火星的木条放在集气瓶口部，木条复燃，说明已满．
【分析】只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满，根据氧气有助燃的性质去检验．
5．【答案】C
【知识点】氧气的化学性质；氧气的实验室制法
【解析】【解答】A. 过氧化氢溶液遇到二氧化锰，立刻产生大量气泡，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速度，故正确，不符合题意；
B. 若a处粉末是木炭粉，能看到白光，故正确，不符合题意；
C. 若a处粉末是镁粉，b处会出现白烟，故错误，符合题意；
D. 若a处粉末是铜粉，能看到粉末由红色变为黑色，在加热下铜与氧气反应生成氧化铜，故正确，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据过氧化氢制取氧气的反应原理，物质在氧气中能燃烧现象分析。
6．【答案】B
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用是加快反应速率，不加二氧化锰不影响产物的量，只是反应速率变慢
故答案为：B
【分析】根据催化剂的特点分析解答
7．【答案】D
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】A操作复杂，需要加热，A不符合题意
B操作复杂，需要加热，B不符合题意
C操作复杂，需要加热，C不符合题意
D反应快，操作简便，能好少，D符合题意
F故答案为：D
【分析】根据各反应的原理进行判断是否具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的特点
8．【答案】C
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】解：A、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下在常温下就能生成水和氧气；故选项说法错误．
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，不需要使用催化剂，故选项说法错误．
C、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气；反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，故选项说法正确．
D、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成了三种物质，故选项说法错误．
故选C．
【分析】根据实验室用加热高锰酸钾或双氧水与二氧化锰混合的方法制取氧气的反应原理进行分析判断即可．
9．【答案】C
【知识点】氧气的工业制法
【解析】【解答】解：工业上需用大量氧气时，主要利用液氧和液氮的沸点不同，采用加压、降温的方法使空气液化，然后再蒸发掉氮气，就能得到大量氧气，故答案选C．
【分析】本题考查工业制取氧气的方法，属于基础题．
10．【答案】A
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】解：A、因为催化剂改变了反应的机理，所以二氧化锰可以使氯酸钾在较低的温度下就开始产生氧气；故本选项正确；
B、催化剂能改变某个反应的反应速率，而不是物质的反应速率；故本选项错误；
C、对于不同的反应催化剂是不同的；故本选项错误；
D、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的量；故本选项错误；
故选A．
【分析】本题考查催化剂的相关知识，其定义“一变”“两不变”，其作用“加快”“减慢”。
11．【答案】大；向上排空气法；不易；排水法；排水
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】由于氧气的密度比空气大，收集氧气可用向上排空气法。由于氧气不易溶于水，收集氧气可用排水法。要得到纯净的氧气最好选用排水法收集。
【分析】根据氧气的密度及溶解性确定氧气的收集方法分析，其中排水法收集的气体较纯净。
12．【答案】带火星；复燃
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃则证明集气瓶中的气体是氧气。
【分析】根据氧气的检验方法分析，检验氧气可用带火星木条看是否复燃。
13．【答案】分离液态空气；低；氮气；氧气；物理变化
【知识点】氧气的工业制法
【解析】【解答】工业制取氧气采取的是分离液态空气的方法，因为液态氮沸点低，蒸发时会先气化最后得到液态氧．这个过程中没有新的物质产生，变化类型属物理变化．
【分析】工业制取氧气是利用混合物各组成成分沸点不同而分离混合物的方法制得．
一般过程为：除尘净化-低温加压液化-蒸发液态空气．
14．【答案】氧气不易溶于水；氧气密度比空气略大
【知识点】氧气的收集方法
【解析】【解答】氧气的收集方法向上排空气法和排水法。
【分析】本题考查氧气的收集方法，根据氧气的溶解性及密度与空气比较确定。
15．【答案】氯化钾；二氧化锰；质量；化学性质
【知识点】催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】在反应前后二氧化锰作催化剂，其质量和化学性质都不改变；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，加热至气体不再产生，试管内固体是氯化钾和二氧化锰． 【分析】在反应前后二氧化锰作催化剂，其质量和化学性质都不改变；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气，加热至气体不再产生，试管内固体是氯化钾和二氧化锰．
16．【答案】（1）没有给试管均匀预热；（2）试管外壁有水滴；（3）试管口没有略向下倾斜．
【知识点】氧气的实验室制法
【解析】【解答】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行【分析】试管破裂可能是由于试管受热不均匀，也可能是在高温时突然冷却等引起的．如试管没有预热，就直接加热会造成试管受热不均匀；试管口没有向下倾斜，实验完毕先停止加热再拿出水槽中的导管，这些都会导致水回流，试管破裂．
【分析】根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行分析，造成试管炸裂的原因可能是：试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热等．
17．【答案】将带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃证明氧气已满，反之则不满．
【知识点】氧气的检验和验满
【解析】【解答】氧气能使带火星的木条复燃，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口，因此验满的方法是将带火星的木条平放在集气瓶口，若木条复燃证明氧气已满，反之则不满． 【分析】根据氧气的性质分析，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口．
18．【答案】（1）0.94%
（2）B
（3）供给呼吸
（4）沸点；物理；N2
【知识点】空气的组成；氧气的用途；氧气的工业制法；自然界中的物质循环
【解析】【解答】（1）空气中稀有气体的体积分数约为0.94% ，二氧化碳的体积分数约为0.03%。
（2）植物的光合作用能产生氧气。
（3）氧气具有氧化性，提供给物质氧，因此氧气的用途是供给呼吸。
（4）工业制氧气是根据空气中氧气和氮气的沸点不同，分离液态空气来制取氧气属于物理变化，氮气的化学式为N2。
【分析】（1）根据空气的组成成分是氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质分别占空气的体积分数的21%、78%、0.94%、0.03%、0.03%来解答；
（2）根据植物的光合作用能产生氧气，呼吸作用吸收氧气，燃烧消耗氧气来解答；
（3）根据氧气的化学性质具有氧化性，在化学反应中提供给物质氧，是常用的氧化剂，氧气的用途是供给呼吸和支持燃烧；
（4）工业上根据氮气和氧气的沸点不同来采用分离液态空气法制取氧气属于物理变化。
19．【答案】（1）质量和化学性质不变
（2）有大量气泡产生，带火星的木条复燃
（3）B
（4）2H2O22H2O+O2↑
（5）B
【知识点】氧气的检验和验满；催化剂的特点与催化作用
【解析】【解答】（1）由另两个猜想及猜想Ⅲ提示可知，猜想Ⅲ为Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。
（2）步骤 ③ 向过氧化氢溶液中加入氧化铁固体，要证明氧化铁是催化剂，则氧化铁会加速过氧化氢分解，观察到的现象为有大量气泡产生，带火星的木条复燃。
（3）所给实验中证明了氧化铁能加快过氧化氢分解，且氧化铁反应前后质量未改变，但未验证氧化铁化学性质是否改变，所以不能证明氧化铁是该反应的催化剂，故选B。
（4） Fe2O3催化分解双氧水生成水和氧气，化学反应式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
（5） 步骤③中加入氧化铁即可使过氧化氢分解，试管中氧气质量增加至反应结束保持不变，A错误；过氧化氢分解生成水和氧气，水的质量在原有基础上增加，B正确；氧化铁为催化剂，反应前后质量不变，C错误；过氧化氢为反应物，随反应时间增加而减少，D错误。
【分析】（1）根据所给各猜想及催化剂反应前后质量和化学性质不变分析；
（2）根据氧化铁可加快过氧化氢分解及氧气能使带火星木条复燃分析；
（3）根据要证明是催化剂需验证该物质反应前后化学性质不变分析；
（4）根据Fe2O3催化分解双氧水生成水和氧气分析；
（5）根据过氧化氢在氧化铁催化作用下分解产生氧气和水，反应过程中氧气、水、过氧化氢质量变化分析。
20．【答案】（1）试管；分液漏斗
（2）BCD
（3）H2O2 H2O+O2；催化
（4）AE
（5）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；单位体积空间里氧分子数目越多，反应越剧烈
（6）A；B；C
【知识点】氧气的化学性质；氧气与碳、磷、硫、铁等物质的反应现象；氧气的实验室制法
【解析】【解答】（1）a为试管；b为分液漏斗。
（2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，能制取氧气的物质必须含有氧元素，A氯化钠（NaCl）、E甲烷（CH4）中不含氧元素，所以不能用来制取氧气；B氯酸钾（KClO3）、C水（H2O）、D过氧化氢（H2O2）中含氧元素，所以可用来制取氧气，
故答案为：BCD。
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，符号表达式为：；其中二氧化锰作为催化剂，起到催化作用。
（4）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶纯净的氧气，不需要加热，该反应为固液常温型，发生装置可选择B；因为氧气密度比空气大，氧气不易溶于水，可选择向上排空气法或排水法收集氧气，而排水法收集的气体较为纯净，故收集较纯净的氧气可选择E排水法，所以选择的装置组合为BE。
（5）①铁丝在氧气中燃烧的现象为：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；
②在氧气中，单位体积的空间里，氧分子的个数比空气中的多，所以发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。
（6）A、可根据反应物的状态和反应条件，选择适当的气体发生装置，故正确；
B、可根据气体的密度（与空气密度相比较）和在水中的溶解性，选择气体的收集方法，故正确；
C、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与很多物质发生氧化反应，故正确；
故答案为：ABC。
【分析】（2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变分析。
（3）根据过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰作为催化剂进行分析。
（4）根过氧化氢制取氧气的反应原理，反应条件是常温，排水法收集的氧气较纯净进行分析。
（5）根据铁丝在氧气燃烧现象，反应原理分析。
（6）选择发生装置时，要考虑反应物的状态、反应条件等因素；选择收集装置时，要考虑气体的水溶性、能否和水发生化学反应、密度、能否和空气中的物质发生化学反应等因素。
