限时练习：60min 完成时间： 月 日 天气：
作业03 制取氧气
考点一 氧气的工业制法（分离液态空气法）
1.原理：利用液态氧和液态氮的 不同。该过程是 变化
2.具体过程：将空气液化，升温时 先蒸发出来（液态氮的沸点比液态氧的沸点 ），剩下主要是 。
考点二 氧气的实验室制法
1.双氧水（过氧化氢）制取氧气
（1）药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2）
（2）化学方程式：
（3）装置：固液不加热型装置
（4）固液不加热型不同装置的优点
①装置A ，所用仪器
②装置B方便
③装置C可以控制 ，从而产生 。
其中分液漏斗可以用 代替。
2.用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
（1）药品：高锰酸钾（ 色固体）、氯酸钾（ 色固体）与二氧化锰（ 色粉末）
（2）化学方程式： ；
（3）装置：固体加热型装置
（4）操作步骤：①连接装置；② ；③装入药品；④固定装置；⑤ ；⑥收集气体；⑦先 ；⑧再 。谐音：茶庄定点收利息。
（5）注意事项：
①试管口要略微向下倾斜：防止 。
②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。
③用高锰酸钾制取氧气时，试管口 ：防止 。
④排气法收集气体时，导气管要伸入 ：有利于集气瓶内空气排出。
⑤实验结束后，先将导气管移离水面，然后熄灭酒精灯：防止 。
（6）收集方法：① 法（氧气 溶于水）；② 法（氧气密度比空气 ）
（7）检验：用 ，若 ，说明是氧气；
（8）验满：用 ，若 ，证明已满。
考点三 催化剂
1．概念：在化学反应中能 其他物质的反应速率，但本身的 和 在反应前后不变的物质。
2．注意：①催化剂 改变生成物的质量 ②催化剂不是反应物也不是生成物
③一种催化剂只针对某一反应。不同的反应，催化剂可能不同
④某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）
3．探究某物质能否做某反应的催化剂的思路
（1）通过对比实验探究该物质能否改变该反应的速率
（2）通过反应前后的两次称量探究 是否改变
（3）探究反应后 是否改变
考点一 氧气的工业制法
题型01 分离液态空气制取氧气
1．（2023·山东烟台）下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．氧气具有助燃性，常用作燃料
B．二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C．工业上可用分离液态空气制取氧气
D．空气污染指数越大，空气质量状况越差
2．（2023·陕西）氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是
A．自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳
B．工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同
C．家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化
D．实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2∶1
3．空气是宝贵的自然资源，下图是以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程。关于该实验的说法正确的是
A．X是空气中可以助燃的气体
B．为加快“转化”速率，可在转化过程中使用催化剂
C．将空气降温加压后分离出X气体时，应控制温度大于O2的沸点，小于X的沸点
D．“合成”反应的化学表达式为：CO2+H2OCO(NH2)2
考点二 氧气的实验室制法
题型01 仪器的选择
4．（2022·江苏苏州）在双氧水制取氧气实验中，一定不需用到的仪器是
A．酒精灯 B．水槽 C．集气瓶 D．锥形瓶
5．（2023·内蒙古兴安盟）实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸、稀硫酸，以及下列仪器：
(1)写出仪器⑦的名称 。
(2)利用上述仪器和药品可制取二氧化碳，选择的仪器是 （填序号），反应的化学方程式为 。
(3)若用上述仪器和药品制取氧气，还需补充 （填仪器名称），反应的化学方程式为 。
(4)用排水法收集氧气时，当集气瓶中水排完后， （填操作），把集气瓶移出水槽， （填“正放”或“倒放”）在桌上。
(5)小组同学将生成的二氧化碳气体通入石灰水中却始终未见变浑浊，可能的原因是 。
题型02 反应原理
6．（2023·北京）下图是的制取和性质实验。
(1)实验1，仪器a的名称是 ，制取的化学方程式为 。
(2)实验2，观察到铁丝剧烈燃烧、 、生成黑色固体。
7．（2023·黑龙江齐齐哈尔）实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器：
(1)仪器①的名称是 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取氧气，反应的化学方程式为 。排水法收集的氧气不纯，可能的原因是 （答一点即可）。
(3)利用上述仪器和药品制取较大量二氧化碳，你选择的仪器是 （填序号），药品是 。写出检验二氧化碳的方法 。
8．某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法不正确的是
A．时刻，氧气开始产生 B．时刻，氯酸钾开始分解
C．c可代表生成的氯化钾 D．高锰酸钾是氯酸钾分解反应的催化剂
题型03发生装置和收集装置
9．（2023·湖北十堰）根据下图回答问题：
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气，其化学方程式是 ，可选择的发生和收集装置的组合为 （从A～E中选填字母编号）。
(2)实验室制取，可选择的发生和收集装置的组合是 （从A～E中选填字母编号）。若用装置收集，进气口是 （填“”或“”）。
10．（2023·西藏）实验是学习化学的重要途径。实验室里制取气体的部分实验装置如图所示，请回答下列问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，请写出该反应的化学方程式： 。
(3)若要制取一瓶比较纯净的氧气，可选择的发生和收集装置是 (填字母)。
(4)实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气。若用F装置干燥氢气，气体应从 (填导管口代号)端进入。
题型04实验操作
11. （2023·福建）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是
A．检查气密性 B．制备氧气
C．收集氧气 D．蜡烛燃烧
12. （2023·山西）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是
A．试管口应该倾斜 B．用酒精灯火焰加热
C．气泡连续放出时开始收集 D．收集前集气瓶应装满水
13. （2023·内蒙古呼和浩特）下图所示为实验室常用的实验装置，请回答下列问题：
(1)实验小组用装置A和E制取并收集，发生反应的化学方程式为 ，实验结束时为防止倒吸应进行的操作是 。
(2)实验小组用石灰石和稀盐酸制取并收集，所选装置的接口连接顺序是 → → →e，其中D装置的作用是 。
题型05检验和验满
14. （2023·天津）下列图示中，实验操作正确的是
A． 读取液体体积 B． 检查装置气密性
C． 液体的倾倒 D． 氧气的验满
15. （2023·辽宁）化学是一门以实验为基础的科学。实验室制取氧气常用到下列装置，请回答。
(1)实验室用装置A制取氧气，其反应的化学方程式为 。可以选择装置D收集氧气的原因是 。
(2)实验室制气体时，选择装置B作为发生装置的依据是 。
(3)实验时，装置B中长颈漏斗下端管口要伸入液面下的目的是 。
(4)实验室检验氧气的方法是 。
考点三 催化剂
题型01 催化剂及催化作用
16. （2023·广东）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
A．A B．B C．C D．D
17．5mL5%H2O2溶液中加入少量橙红色重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，发现产生大量气泡，溶液变为绿色(Cr3+)后又迅速变为淡橙红色，伸入带火星木条，木条复燃，下列推测错误的是
A．若重铬酸钾质量和化学性质反应前后不变，则为催化剂
B．催化剂不能参与化学反应
C．产生气泡变快可能是重铬酸钾和H2O2 反应造成的
D．可能是反应生成了水稀释重铬酸钾，导致其溶液颜色变淡
18．（2023·湖南邵阳）化学实验小组同学针对教材中提出的“硫酸铜溶液对过氧化氢的分解具有催化作用”进行相关探究。
【探究一】
(1)要证明溶液对分解具有催化作用，除需证明溶液能改变分解的速率外，还需证明在化学反应前后的质量和 不变；
(2)为探究在化学反应前后的质量是否发生改变，实验小组同学设计了如下实验：将含溶质质量为ag的溶液加入到一定量的溶液中，取充分反应后的全部溶液继续进行实验，流程如下图（实验过程中的损耗忽略不计）。
①蓝色沉淀灼烧时发生分解反应，只生成黑色固体和水，写出该反应的化学方程式 ；
②若在化学反应前后质量未改变，则该实验需满足的定量关系为：a= （用m、n表示）。
【探究二】
为进一步探究溶液中起催化作用的是哪种微观粒子，实验小组同学设计了如下图所示的对比实验。
(3)若观察到 （填实验现象），则说明溶液中起催化作用的是。
1.（新考法——装置创新 叠套试管收集气体） （2022·江苏泰州）请回答下列实验问题。
I.现提供下列实验装置：
(1)装置B中仪器甲的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 ，发生装置选用 (填序号，下同)，收集装置选用C或 。
(3)实验室可用B装置制取二氧化碳，其反应的化学方程式为 ，若要暂停反应，操作为 。用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式为 。
(4)锌粒和稀硫酸制取氢气，用大小不同的试管分别组装成F和G装置，通过缓慢向上移动上面一支试管收集氢气，设计较合理的装置是 (填序号)。
Ⅱ.实验室欲配制50g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。
2.（新情境——生活情境 家用制氧机药品配方的选择）（2023·江苏苏州）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。
(1)用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为 。
(2)装置中仪器X的名称为 。收集干燥氧气应选取的收集装置为 （选填字母）。
(3)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 （选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
(4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是 （填序号）。
a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。
②可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量 （毫升/分钟） 供氧时间 （分钟）
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A剂的成分是 。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。
(6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为 。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加 溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。
3．（新考法——数字化实验 利用数据采集器探究影响反应速率的因素） 实验小组同学用图10-2中的甲装置研究浓度为a%过氧化氢溶液与平菇接触时发生的化学反应，并用传感器测量装置中气压的变化同时用数据采集器记录数据如图2中乙图所示。
①乙图中曲线a在10s后下降，说明从能量的角度看该反应是 反应；
②乙图中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的证据是 。
③结合实验和曲线a、b，关于化学反应速率的影响因素有 。
4. （新情境——生产情境 空间站的氧气从哪里来）（2023·江苏无锡）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ．从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的化学方程式： ；航天工业以空气为原料制氧，工业上选择空气的主要原因是 。
(2)工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图所示实验模拟。
①浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 。
②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点比较高的气体是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如下：
由此可知两种分子的大小： (填“>”或“<”)。
Ⅱ．在天宫制出来
(4)早期空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧，其原理表示如下：
空间站内二氧化碳的主要来源是 。
(5)目前空间站已实现电解水制氧，写出反应的化学方程式： 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重
b．电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化
c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化
5. （新考法——形式创新 设计和制作简易供氧器）（2023·四川成都）学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠（化学式，相对分子质量为314，白色固体）和二氧化锰。制氧过程的反应为：，该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是 。
(2)加湿仓的作用是 。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
小组设计了图2实验装置，用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入，注入溶液，记录并处理内数据如图3。
编号 浓度/ 体积/
① 5 9.11
② 15 2.89
③ 25 1.66
④ 30 1.37
(3)检查图2装置气密性的操作是 。
(4)反应的化学方程式为 。
(5)④比③产氧量少，可能的原因是 。
实验二：过碳酸钠
往锥形瓶中加入过碳酸钠、和水，待反应完全后收集到约水（产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等）。其它药品质量不变，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理内数据如图4。
(6) 。（氧气密度为，忽略其它因素的影响）。
(7)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。
A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式
C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准
6. （新题材——生活情境 化学氧自救器工作原理）呼吸自救器是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置。如图是某化学氧自救器的示意图，其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成，同学们对其工作原理进行了如下探究：
【查阅资料1】
①该化学氧自数器在工作初期，内部独立的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
②Fe3O4能与硫酸反应，其化学反应方程式为：Fe3O4+4H2SO4 =Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
（1）“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧，其化学反应方程式为 。
（2）小组成员为了解铁粉的作用展开了研究。
【实验探究1】
序号 实验步骤 实验现象 实验结论
① 取“初生氧器”充分反应后的物质于纸上，将磁铁靠近并接触粉末 有黑色物质被磁铁吸引 被吸引物质可能是Fe、Fe3O4或两者都有
② 取①中被铁吸引的物质于试管中，向其中加入足量稀硫酸 固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液 被吸引物质中一定含有 (填化学式)
（3）“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 ，从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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限时练习：60 min 完成时间： 月 日 天气：
作业03 制取氧气
考点一 氧气的工业制法（分离液态空气法）
1.原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。该过程是物理变化
2.具体过程：将空气液化，升温时氮气先蒸发出来（液态氮的沸点比液态氧的沸点低），剩下主要是液氧。
考点二 氧气的实验室制法
1.双氧水（过氧化氢）制取氧气
（1）药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2）
（2）化学方程式：2H2O2 2H2O + O2↑
（3）装置：固液不加热型装置
（4）固液不加热型不同装置的优点
①装置A简单，所用仪器少
②装置B方便添加液体药品
③装置C可以控制液体药品的滴加速度，从而产生平稳的气流。
其中分液漏斗可以用注射器代替。
2.用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）
（2）化学方程式： 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3 2KCl + 3O2 ↑
（3）装置：固体加热型装置
（4）操作步骤：①连接装置；②检查装置的气密性；③装入药品；④固定装置；⑤点燃酒精灯；⑥收集气体；⑦先将导管移离水面；⑧再熄灭酒精灯。谐音：茶庄定点收利息。
（5）注意事项：
①试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。
②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。
③用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止固体粉末进入导管。
④排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出。
⑤实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水倒流，炸裂试管。
（6）收集方法：①排水法（氧气不易溶于水）；②向上排空气法（氧气密度比空气略大）
（7）检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气；
（8）验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。
考点三 催化剂
1．概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。
2．注意：①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂不是反应物也不是生成物
③一种催化剂只针对某一反应。不同的反应，催化剂可能不同
④某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）
3．探究某物质能否做某反应的催化剂的思路
（1）通过对比实验探究该物质能否改变该反应的速率
（2）通过反应前后的两次称量探究质量是否改变
（3）探究反应后化学性质是否改变
考点一 氧气的工业制法
题型01 分离液态空气制取氧气
1．（2023·山东烟台）下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．氧气具有助燃性，常用作燃料
B．二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C．工业上可用分离液态空气制取氧气
D．空气污染指数越大，空气质量状况越差
【答案】A
【详解】A、氧气具有助燃性，但不具有可燃性，不能用作燃料，该选项说法错误；
B、二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质，该选项说法正确；
C、工业上可用分离液态空气制取氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，该选项说法正确；
D、空气污染指数越大，说明污染物含量越多，空气质量状况越差，该选项说法正确。
故选A。
2．（2023·陕西）氧气是维持生命的重要物质。下列说法不正确的是
A．自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳
B．工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同
C．家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该过程氧分子未发生变化
D．实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的质量比为2∶1
【答案】D
【详解】A、自然界绿色植物的光合作用产生氧气，同时消耗大气中的二氧化碳，选项正确；
B、工业上分离液态空气制氧，利用的是液氧、液氮的沸点不同，选项正确；
C、家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气，该反应中没有生成新物质，所以氧分子未发生变化，选项正确；
D、实验室电解水制氧气，生成氢气和氧气的体积比为2:1，选项不正确。
故选D。
3．空气是宝贵的自然资源，下图是以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程。关于该实验的说法正确的是
A．X是空气中可以助燃的气体
B．为加快“转化”速率，可在转化过程中使用催化剂
C．将空气降温加压后分离出X气体时，应控制温度大于O2的沸点，小于X的沸点
D．“合成”反应的化学表达式为：CO2+H2OCO(NH2)2
【答案】B
【详解】A、将空气分离得到X和氧气，则X为氮气，氮气不燃烧、不支持燃烧，不符合题意；
B、催化剂能改变化学反应速率，故为加快“转化”速率，可在转化过程中使用催化剂，符合题意；
C、将空气降温加压后分离出X气体，即分离液态空气得到氮气和氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同，将其分离，液氮的沸点低，先分离出来，故应控制温度大于氮气的沸点，小于氧气的沸点，不符合题意；
D、由图可知，“合成”反应为氨气和二氧化碳在低温加压条件下反应生成尿素和水，该反应的符号表达式为：，不符合题意。
故选B。
考点二 氧气的实验室制法
题型01 仪器的选择
4．（2022·江苏苏州）在双氧水制取氧气实验中，一定不需用到的仪器是
A．酒精灯 B．水槽 C．集气瓶 D．锥形瓶
【答案】A
【解析】用双氧水制取氧气，属于固液不加热反应，无需酒精灯，锥形瓶是反应容器，氧气不易溶于水，可用排水法收集，收集装置可选集气瓶和水槽。故选A。
5．（2023·内蒙古兴安盟）实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸、稀硫酸，以及下列仪器：
(1)写出仪器⑦的名称 。
(2)利用上述仪器和药品可制取二氧化碳，选择的仪器是 （填序号），反应的化学方程式为 。
(3)若用上述仪器和药品制取氧气，还需补充 （填仪器名称），反应的化学方程式为 。
(4)用排水法收集氧气时，当集气瓶中水排完后， （填操作），把集气瓶移出水槽， （填“正放”或“倒放”）在桌上。
(5)小组同学将生成的二氧化碳气体通入石灰水中却始终未见变浑浊，可能的原因是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) ①②⑦⑧
(3) 试管
(4) 盖上玻璃片 正放
(5)二氧化碳中混有氯化氢气体（或石灰水变质）
【详解】（1）由图可知，仪器⑦为锥形瓶。
（2）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温反应，且二氧化碳密度比空气大，能溶于水，则若想制取二氧化碳，选择仪器为①②⑦⑧；
实验室制取二氧化碳的反应方程式是。
（3）氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，上述仪器和药品中还需补充试管；
该反应化学方程式是。
（4）①②当集气瓶中水排完后，在集气瓶口盖上玻璃片，收集完毕后要先把导管移出水槽，集气瓶移出水槽，正放在桌上。
（5）可能二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢与石灰水反应；也可能石灰水变质生成碳酸钙，也可导致以上现象，答案合理即可。
题型02 反应原理
6．（2023·北京）下图是的制取和性质实验。
(1)实验1，仪器a的名称是 ，制取的化学方程式为 。
(2)实验2，观察到铁丝剧烈燃烧、 、生成黑色固体。
【答案】(1) 集气瓶
(2)火星四射
【详解】（1）由图可知，仪器a为集气瓶；
制取氧气的反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
（2）实验2中铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体。
7．（2023·黑龙江齐齐哈尔）实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器：
(1)仪器①的名称是 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取氧气，反应的化学方程式为 。排水法收集的氧气不纯，可能的原因是 （答一点即可）。
(3)利用上述仪器和药品制取较大量二氧化碳，你选择的仪器是 （填序号），药品是 。写出检验二氧化碳的方法 。
【答案】(1)集气瓶
(2) 未等导管口出现连续均匀气泡就开始收集（合理即可）
(3) ①②⑦⑧ 石灰石和稀盐酸 通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳
【详解】（1）由图可知，仪器①为集气瓶。
（2）氯酸钾在二氧化锰催化并加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为；
若排水法收集的氧气不纯，则可能原因为未等导管口出现连续均匀气泡就开始收集或集气瓶未装满水等。
（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温反应，且二氧化碳密度比空气大，能溶于水，则若想制取大量二氧化碳，选择仪器为①②⑦⑧；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳的方法为：通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。
8．某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法不正确的是
A．时刻，氧气开始产生 B．时刻，氯酸钾开始分解
C．c可代表生成的氯化钾 D．高锰酸钾是氯酸钾分解反应的催化剂
【答案】D
【分析】将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气时，刚开始加热时没有氧气生成，加热一段时间后，高锰酸钾开始分解产生氧气、二氧化锰和锰酸钾，生成的二氧化锰作氯酸钾分解的催化剂，所以此时氯酸钾开始分解产生氧气，根据上述分析，a代表的是氯酸钾，b代表的是高锰酸钾。
【详解】A、根据分析可知高锰酸钾从时刻开始分解，氧气开始产生，故A说法正确，不符合题意；
B、高锰酸钾分解后产生二氧化锰，作氯酸钾的催化剂，氯酸钾从时刻开始分解，故B说法正确，不符合题意；
C、根据图像，时刻，氯酸钾开始分解，c是从时刻开始产生，故c可以是氯酸钾分解产生的氯化钾，故C说法正确，不符合题意；
D、二氧化锰是氯酸钾反应的催化剂，故D说法错误，符合题意；
故应选D。
题型03发生装置和收集装置
9．（2023·湖北十堰）根据下图回答问题：
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气，其化学方程式是 ，可选择的发生和收集装置的组合为 （从A～E中选填字母编号）。
(2)实验室制取，可选择的发生和收集装置的组合是 （从A～E中选填字母编号）。若用装置收集，进气口是 （填“”或“”）。
【答案】(1) AC或AD
(2) BD b
【详解】（1）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；实验室用高锰酸钾制取氧气，根据反应物的状态为固体，反应条件为加热，发生装置选择固体加热型发生装置A，氧气不易溶于水，可用排水法收集，氧气密度比空气大，也可用向上排空气法收集。故填：；AC或AD。
（2）实验室制取，根据反应物的状态为固体和液体，反应条件为常温，发生装置选择固液常温型发生装置B，二氧化碳能溶于水，密度比空气大，一般选用向上排空气法收集；用装置收集，进气口是b。故填：BD；b。
10．（2023·西藏）实验是学习化学的重要途径。实验室里制取气体的部分实验装置如图所示，请回答下列问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，请写出该反应的化学方程式： 。
(3)若要制取一瓶比较纯净的氧气，可选择的发生和收集装置是 (填字母)。
(4)实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气。若用F装置干燥氢气，气体应从 (填导管口代号)端进入。
【答案】(1)集气瓶
(2)
(3)AC/BC
(4)a
【详解】（1）如图所示，仪器①的名称是集气瓶；
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制备氧气，原理是氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：
（3）若要制取一瓶比较纯净的氧气，药品若是氯酸钾和二氧化锰混合，反应条件是加热，则选用固体加热型即装置A，或是过氧化氢溶液和二氧化锰混合常温制取氧气，则选B；排空气法收集的气体常混有空气而不纯，氧气不易溶于水因此可选用排水法收集较纯净的氧气，故选C；因此答案是：AC或BC；
（4）若用F装置干燥氢气，气体应从长导管导入浓硫酸中被干燥，如图，故从a端进入。
题型04实验操作
11. （2023·福建）在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是
A．检查气密性 B．制备氧气
C．收集氧气 D．蜡烛燃烧
【答案】C
【详解】A、检查装置的气密性先将导管放入水中然后用手握住试管外壁看导管口是否有气泡冒出，操作正确；
B、实验室用加热高锰酸钾制取氧气时，在试管口加一团棉花，用酒精灯加热，试管口略向下倾斜，操作正确；
C、氧气密度大于空气，用排空气法收集氧气时，导管应插入到集气瓶底，操作错误；
D、蜡烛能够在氧气中燃烧，操作正确。
故选C。
12. （2023·山西）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是
A．试管口应该倾斜 B．用酒精灯火焰加热
C．气泡连续放出时开始收集 D．收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【详解】A.加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B. 因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C. 气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D. 收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确。
故选D。
13. （2023·内蒙古呼和浩特）下图所示为实验室常用的实验装置，请回答下列问题：
(1)实验小组用装置A和E制取并收集，发生反应的化学方程式为 ，实验结束时为防止倒吸应进行的操作是 。
(2)实验小组用石灰石和稀盐酸制取并收集，所选装置的接口连接顺序是 → → →e，其中D装置的作用是 。
【答案】(1)
先撤导管，再熄灭酒精灯
(2) b d c 检验二氧化碳气体
【详解】（1）A装置为固体加热型，且试管口没有棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：；
实验结束时如果先熄灭酒精灯，后撤导管，会引起倒吸，使试管因骤冷而炸裂，所以实验结束时为防止倒吸，应先撤导管，再熄灭酒精灯；
（2）实验小组用石灰石和稀盐酸制取并收集 CO2 ，该反应为固液常温型，发生装置可选择B，二氧化碳能溶于水且能与水反应，不能用排水法收集，二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集，所以用C装置收集二氧化碳时，二氧化碳气体应该从d口通入，故所选装置的接口连接顺序是b→d→c→e，其中D装置中为澄清石灰水，其作用是检验二氧化碳气体。
题型05检验和验满
14. （2023·天津）下列图示中，实验操作正确的是
A． 读取液体体积 B． 检查装置气密性
C． 液体的倾倒 D． 氧气的验满
【答案】B
【详解】A、量取液体读数时，视线要与凹液面的最低处保持水平，故A错误；
B、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故B正确；
C、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口，故C错误；
D、氧气的验满是将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则满，故D错误。
故选B。
15. 某同学要证明集气瓶内盛放的是较高浓度的氧气，最简单的方法应该是
A．测量密度，密度等于氧气密度1.293g/L，则说明含氧浓度较高
B．该气体能使灼热的细铁丝燃烧，则说明含氧浓度较高
C．能使硫燃烧，发出蓝紫色火焰，则说明含氧浓度较高
D．能使带火星的木条复燃，则说明含氧浓度较高
【答案】D
【详解】A、测量气体的密度，操作繁琐，也难以精准，故选项不符合题意；
B、细铁丝燃烧的实验操作复杂，且不太安全，故选项不符合题意；
C、火焰的颜色相近时难区分，根据火焰的颜色判断氧气的浓度，不准确，且实验操作麻烦，生成的二氧化硫有毒，会污染空气，故选项不符合题意；
D、用带火星的小木条通过其燃烧的剧烈程度来检验氧气的浓度，操作方便、易行，且安全可靠，故选项符合题意。
故选D。
考点三 催化剂
题型01 催化剂及催化作用
16. （2023·广东）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
【答案】D
【详解】A、铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应，说明了活动性Fe>Cu，Fe> Ag，无法比较银和铜的金属活动性，故选项实验设计不能达到实验目的；
B、锌和稀硫酸反应生成氢气，反应后氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验设计不能达到实验目的；
C、第一支试管中铁只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，两支试管的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，故选项实验设计不能达到实验目的；
D、图中实验，加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生，可验证MnO2的催化作用，故选项实验设计能达到实验目的。
故选D。
17．5mL5%H2O2溶液中加入少量橙红色重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，发现产生大量气泡，溶液变为绿色(Cr3+)后又迅速变为淡橙红色，伸入带火星木条，木条复燃，下列推测错误的是
A．若重铬酸钾质量和化学性质反应前后不变，则为催化剂
B．催化剂不能参与化学反应
C．产生气泡变快可能是重铬酸钾和H2O2 反应造成的
D．可能是反应生成了水稀释重铬酸钾，导致其溶液颜色变淡
【答案】B
【详解】A、重铬酸钾能够改变过氧化氢分解速率，若重铬酸钾的质量和化学性质反应前后不变，则重铬酸钾为该反应的催化剂，正确；
B、由题干可知重铬酸钾参与了反应，只不过反应后期又再次生成了重铬酸钾，错误；
C、由题意可知加入重铬酸钾的过氧化氢，产生了Cr3+，同时伴随着大量气泡产生，因此产生气泡变快可能是重铬酸钾和H2O2 反应造成的，正确；
D、过氧化氢分解产生水，可能是水稀释重铬酸钾，导致其溶液颜色变淡，正确；
故选B。
18．（2023·湖南邵阳）化学实验小组同学针对教材中提出的“硫酸铜溶液对过氧化氢的分解具有催化作用”进行相关探究。
【探究一】
(1)要证明溶液对分解具有催化作用，除需证明溶液能改变分解的速率外，还需证明在化学反应前后的质量和 不变；
(2)为探究在化学反应前后的质量是否发生改变，实验小组同学设计了如下实验：将含溶质质量为ag的溶液加入到一定量的溶液中，取充分反应后的全部溶液继续进行实验，流程如下图（实验过程中的损耗忽略不计）。
①蓝色沉淀灼烧时发生分解反应，只生成黑色固体和水，写出该反应的化学方程式 ；
②若在化学反应前后质量未改变，则该实验需满足的定量关系为：a= （用m、n表示）。
【探究二】
为进一步探究溶液中起催化作用的是哪种微观粒子，实验小组同学设计了如下图所示的对比实验。
(3)若观察到 （填实验现象），则说明溶液中起催化作用的是。
【答案】(1)化学性质
(2)
(3)甲中迅速产生大量气泡，乙、丙中无明显现象
【详解】（1）在化学反应里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都没有发生变化的物质叫做催化剂，故除需证明 CuSO4溶液能改变 H2O2分解的速率外，还需证明 CuSO4在化学反应前后的质量和化学性质不变；
（2）①硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，故蓝色沉淀为氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成黑色固体氧化铜和水，反应的化学方程式为；
②由题可知氧化铜质量是mg，硫酸钡质量是ng，mg氧化铜中铜元素质量是，ng硫酸钡中硫酸根质量是=，若CuSO4在化学变化前后质量未改变，则该实验需满足的定量关系为，故；
（3）硫酸铜溶液中存在Cu2+、和H2O分子三种粒子，乙中无明显现象说明不能加快过氧化氢的分解速率，丙中无明显现象说明H2O分子不能加快过氧化氢的分解速率，观察到甲中迅速产生大量气泡，故可说明CuSO4溶液中起催化作用的是Cu2+。
1.（新考法——装置创新 叠套试管收集气体） （2022·江苏泰州）请回答下列实验问题。
I.现提供下列实验装置：
(1)装置B中仪器甲的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 ，发生装置选用 (填序号，下同)，收集装置选用C或 。
(3)实验室可用B装置制取二氧化碳，其反应的化学方程式为 ，若要暂停反应，操作为 。用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式为 。
(4)锌粒和稀硫酸制取氢气，用大小不同的试管分别组装成F和G装置，通过缓慢向上移动上面一支试管收集氢气，设计较合理的装置是 (填序号)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
A D
(3)
关闭活塞
(4)F
【详解】（1）仪器甲是长颈漏斗；
（2）高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：；高锰酸钾在加热条件下反应制取氧气，属于固体加热型，发生装置选A；氧气不易溶于水，密度比空气略大，收集装置选C或D；
（3）实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸常温反应制取，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是：；B装置制取二氧化碳的特点：石灰石放在多孔隔板上，关闭活塞，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止；打开活塞，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，则若要暂停反应，可以关闭活塞；二氧化碳可以和石灰水（溶质氢氧化钙）反应，生成碳酸钙沉淀和水，所以用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体，方程式是：；
（4）F装置更合理，上面的试管管径大，产生的氢气上升，将上面试管里的空气排出，能收集到氢气；G装置中上面的试管管径小，里面的空气不能排出无法收集满氢气；
2.（2023·江苏苏州）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。
(1)用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为 。
(2)装置中仪器X的名称为 。收集干燥氧气应选取的收集装置为 （选填字母）。
(3)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 （选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
(4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是 （填序号）。
a．移走并熄灭仪器X b．断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。
②可以将KI转化为I2。
(5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量 （毫升/分钟） 供氧时间 （分钟）
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A剂的成分是 。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。
(6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为 。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加 溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。
【答案】(1)
(2) 酒精灯 C
(3)
(4)b
(5)①过碳酸钠/ ②配方三
(6) 二氧化锰（） Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 淀粉
【详解】（1）用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为：。
（2）装置中仪器X的名称为酒精灯，收集干燥氧气，不能用排水集气法，因为氧气的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故应选取的收集装置为C。
（3）是调整试管的高度，是调整试管的水平位置，是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开处的螺丝，待调整后再拧紧。
（4）实验结束时，先断开试管与洗气瓶之间的连接，再移走并熄灭仪器X，所以先进行的是断开试管与洗气瓶之间的连接，故选b。
（5）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠。②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三。
（6）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰。②因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3能与稀盐酸反应，H2O2不能与稀盐酸反应，所以取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。③因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。
3．（新考法——数字化实验 利用数据采集器探究影响反应速率的因素） 实验小组同学用图中的甲装置研究浓度为a%过氧化氢溶液与平菇接触时发生的化学反应，并用传感器测量装置中气压的变化，同时用数据采集器记录数据如图乙所示。
①乙图中曲线a在10s后下降，说明从能量的角度看该反应是 反应；
②乙图中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的证据是 。
③结合实验和曲线a、b，关于化学反应速率的影响因素有 。
【答案】放热 随平菇的数量增多，最终生成氧气质量相等（合理即可） 催化剂的质量
【详解】①根据图示分析，乙图中曲线a在0-10s压强增大，10s后下降，说明从能量的角度看该反应是放热反应；
②随平菇的数量增多，压强速率增大，说明反应速率加快，但最终生成氧气质量相等，说明平菇是过氧化氢溶液反应的催化剂；
③曲线a的平菇数量是三，曲线b的平菇数量是二，说明化学反应速率的影响因素有催化剂的质量。
4. （新情境——生产情境 空间站的氧气从哪里来）（2023·江苏无锡）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？
Ⅰ．从地球带上去
(1)实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的化学方程式： ；航天工业以空气为原料制氧，工业上选择空气的主要原因是 。
(2)工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图所示实验模拟。
①浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 。
②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点比较高的气体是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如下：
由此可知两种分子的大小： (填“>”或“<”)。
Ⅱ．在天宫制出来
(4)早期空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧，其原理表示如下：
空间站内二氧化碳的主要来源是 。
(5)目前空间站已实现电解水制氧，写出反应的化学方程式： 。
(6)空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 (填序号)。
a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重
b．电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化
c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 氧气占空气体积的21%，空气是制氧廉价易得的原料
(2) 液氮的沸点低，先从液态空气中扩散出来，且氮气不能助燃 氧气
(3)>
(4)宇航员的呼吸作用
(5)2H2O 2H2↑+ O2↑
(6)abc
【详解】（1）实验室加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；氧气占空气体积的21%，空气是廉价易得的原料，所以航天工业以空气为原料制氧。
（2）液态氮气的沸点比液氧低，取出试管，液态氮气先扩散出来，氮气不能支持燃烧，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后剩余的主要是氧气，氧气助燃，伸入带火星的木条，观察到木条复燃。
（3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气，由图可知，除去了大分子的氮气，所以氮气分子大于氧气分子。
（4）空间站利用过氧化钠()、超氧化钾()等物质制氧：
，由反应原理可知，空间站内宇航员需要吸入氧气，呼出二氧化碳，二氧化碳和过氧化钠、超氧化钾、水蒸气等物质反应得到氧气，二氧化碳的主要来源是宇航员的呼吸作用。
（5）电解水生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O 2H2↑+ O2↑
（6）生物再生生命保障系统中，水通电电解生成氧气，氧气通过呼吸转化为二氧化碳、水蒸气等气体，人体生活中产生尿液等液态水。
a．“水-氧-碳”的循环转化，不需要携带大量氧气，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重，正确；
b．生物再生生命保障系统中不需要氢气，系统需要对氢气进行转化，正确；
c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化，如尿液中的水需要净化处理后循环利用，正确。
故选abc。
5. 呼吸自救器是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置。如图是某化学氧自救器的示意图，其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成，同学们对其工作原理进行了如下探究：
【查阅资料1】
①该化学氧自救器在工作初期，内部独立的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
②Fe3O4能与硫酸反应，其化学反应方程式为：Fe3O4+4H2SO4 =Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
（1）“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧，其化学反应方程式为 。
（2）小组成员为了解铁粉的作用展开了研究。
【实验探究1】
序号 实验步骤 实验现象 实验结论
① 取“初生氧器”充分反应后的物质于纸上，将磁铁靠近并接触粉末 有黑色物质被磁铁吸引 被吸引物质可能是Fe、Fe3O4或两者都有
② 取①中被铁吸引的物质于试管中，向其中加入足量稀硫酸 固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液 被吸引物质中一定含有 (填化学式)
（3）“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 ，从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
【答案】 （1） 2KClO32KCl+3O2↑ （2） Fe3O4 （3）放出大量的热
【详解】（1）氯酸钾和二氧化锰制氧的化学方程式是2KClO32KCl+3O2↑。
（2）加入足量稀硫酸得到澄清的黄色溶液，说明反应后溶液中有Fe3+,所以被吸引物质中一定含有Fe3O4。
（3）因为氯酸钾的分解反应需要吸热，所以铁粉与氧气反应能放出大量的热才能维持氯酸钾的分解反应持续进行。
6. （新考法——形式创新 设计和制作简易供氧器）（2023·四川成都）学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠（化学式，相对分子质量为314，白色固体）和二氧化锰。制氧过程的反应为：，该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机
(1)观察窗的作用是 。
(2)加湿仓的作用是 。
【活动二】选择制氧剂
实验一：过氧化氢
小组设计了图2实验装置，用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水，锥形瓶中加入，注入溶液，记录并处理内数据如图3。
编号 浓度/ 体积/
① 5 9.11
② 15 2.89
③ 25 1.66
④ 30 1.37
(3)检查图2装置气密性的操作是 。
(4)反应的化学方程式为 。
(5)④比③产氧量少，可能的原因是 。
实验二：过碳酸钠
往锥形瓶中加入过碳酸钠、和水，待反应完全后收集到约水（产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等）。其它药品质量不变，再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理内数据如图4。
(6) 。（氧气密度为，忽略其它因素的影响）。
(7)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(8)综合分析，选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中，形成的观点不正确的是______（填字母）。
A．产氧和洗气装置组合不用一体化 B．内部气体流向采用高进低出方式
C．特定需求是选择制氧方法的重要依据 D．制氧机要符合美学、工程、安全等标准
【答案】(1)观察是否有气泡和产生气体的快慢
(2)洗气，使氧气具有一定的湿度
(3)堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，活塞回到原位置
(4)
(5)反应放出大量热，使反应物减少
(6)1.4
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)便于携带，能持续平稳地提供氧气
(9)A
【详解】（1）根据图示，反应会产生气体，通过观察窗可以观察是否有气泡和产生气体的快慢；
（2）人体吸入的氧气有湿度，则加湿仓的作用是洗气，使氧气具有一定的湿度；
（3）检查气密性要形成密闭容器，则图2装置气密性的操作是堵住末端导管口，将注射器活塞拉动到一定位置，松开手后，如果装置不漏气，活塞回到原位置；
（4）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解反应产生水和氧气，反应的化学方程式为：；
（5）分析表格数据，④比③产氧量少，可能的原因是反应放出大量热，使反应物减少（合理即可）；
（6）解：设过碳酸钠的质量为x。
解得：x=1.4g，即a=1.4g；
（7）分析图4，可以知道过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大；
（8）比较图3，图4，两种制取氧气的方式，综合分析，选用过碳酸钠的理由是过碳酸钠是固体便于携带，能持续平稳地提供氧气；
（9）A、产氧和洗气装置组合更便于使用，所以需要一体化；错误；
B、图5的简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式；正确；
C、实验室和生活中的制氧方式不同，则特定需求是选择制氧方法的重要依据；正确；
D、制氧机是工业生产的民用商品，则要符合美学、工程、安全等标准；正确；
故选A。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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