2.3制取氧气
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列各化学反应既是化合反应又是氧化反应的是
A．水氧气+氢气 B．石蜡+氧气水+二氧化碳
C．铁+氧气四氧化三铁 D．二氧化碳+水→碳酸
2．下列实验操作正确的是
A．氧气验满 B． 贮存氧气
C． 点燃酒精灯 D．取用块状固体
3．下列关于实验操作的“先后”描述错误的是
A．氯酸钾制氧气时，先检查装置气密性，后向试管中加入药品
B．红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹
C．高锰酸钾制氧气收集完气体时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面
D．托盘天平称量10g食盐时，先放10g砝码，后放食盐
4．能鉴别氧气和空气两瓶气体的方法是
A．看颜色 B．闻气味
C．倒入水 D．伸入带火星的木条
5．下列说法中正确的是
A．水能灭火是因为水能降低可燃物的着火点
B．动植物的呼吸过程是一种缓慢氧化
C．红磷易发生自燃
D．物质发生氧化反应时，都伴随着发光、放热
6．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（ ）
A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢
B．第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组分两次实验，观察木条能否复燃
D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小
7．下列物质中，含有氧分子的是( )
A．NO2 B．O2 C．H2O2 D．MnO2
8．下列用高锰酸钾制取氧气实验的操作，先后顺序正确的是
A．加热时，先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热
B．检查装置气密性时，先用手握紧试管外壁，再把导管放入水中
C．先将高锰酸钾装入试管，再检查装置的气密性
D．实验完毕，先熄灭酒精灯，再把导管移离水面
9．下列说法不正确的是
A．由红磷在氮气中不能继续燃烧的事实，说明氮气不支持燃烧
B．氧气的化学性质比较活泼，能与所有物质反应
C．食物腐败、醋的酿造过程中都包含缓慢氧化
D．催化剂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不变
10．下图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰）分别制取氧气的数据分析示意图。以下说法正确的是
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
C．用相同容积的试管需要制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
D．加热氯酸钾制氧气时，可以加入少量高锰酸钾以加快反应速率，因为高锰酸钾是该反应的催化剂
二、判断题
11．高锰酸钾制取氧气，是分解反应，要在试管口放一团棉花的目的是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。( )
12．氯酸钾制氧气加入二氧化锰的作用是催化作用( )
13．用带火星的木条可以检验氧气( )
14．催化剂的质量和性质在化学反应前后不发生改变。( )
15．KClO3和KCl：分别加少量二氧化锰，加热，观察是否产生使带火星木条复燃的气体加以区分( )
三、综合应用题
16．氧气是生产、生活中重要的物质。
（1）氧循环是自然界中的重要循环，下列①一④中消耗氧气的是 。
①碳酸氢铵分解②煤炭燃烧③植物光合作用④人的呼吸
A．②③④ B．①③④ C． ②④ D．①④
（2）如图所示“氧气”要穿过迷宫，从进口顺利地走到出口，途中遇到不反应的物质才能通过（反应条件省略）
①“箭头”画出了“氧气”应行走的路线，“氧气”不能从甲处通过，你认为甲处的物质是 （填序号）A氦气B水C蜡烛
②除①举例的物质和迷宫中物质外甲处还可能是 。
③氧气在进迷宫过程中，除了甲，还碰到了两种阻止它前进的物质，其中一个反应用化学式表示 。反应类型为 （填基本反应类型）
（3）“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗、炼钢等。“新型肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，其本质也和“富氧空气”差不多，化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。
实验一：混制“富氧空气”。
①用高锰酸钾制取氧气，反应的化学式表达式为 。
②如图1，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置中的管 （选“a”或“b”）通入，先通入氮气排出120mL水，再通入氧气排出 mL水。
实验二：测定“富氧空气”中氧气的含量。
用图2装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”体积为100mL，底部残留少量水，燃烧匙内有足量红磷），操作如下。
Ⅰ.往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为80mL；
Ⅱ.用电点火装置点燃红磷，充分反应；
Ⅲ.打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为38mL。
回答问题：
③实验前，检查装置气密性的方法： 。
④操作Ⅱ中可观察到现象： 。
⑤本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为 。
⑥若操作Ⅰ量筒读数时仰视，操作Ⅲ量筒读数时俯视，则测得实验结果 （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
实验三：研究“富氧空气”的应用
通过重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧的实验，得到有关数据如下图：
⑦结合图3，说明空气中氧气含量与燃烧产生的温度的关系： 。
⑧结合图4，简述减少燃料燃烧尾气污染的措施： 。
实验四：空气中氧气含量的再探究
⑨化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图5，下列说法正确的是 。
A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快
B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应
C．三个均为氧气过量
D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高
17．A、B、C、D、E、F、G、H都是第一、二单元里学过的物质，它们之间有如图的转化关系。已知A为暗紫色固体，E、F常温下为液体，B为能支持燃烧的无色气体，D是一种黑色固体，请回答下列问题：
(1)写出下列物质名称：C ，F 。
(2)写出反应①文字或者符号表达式： ，该反应属于 （填基本反应类型）
(3)D物质在反应③、④中作 ，反应⑤集气瓶需要放少量水原因是 。
(4)工业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）：
工业制取氧气方法是 ，从步骤②可以得出：氮气的沸点比氧气的沸点 （选填“高”或“低”），工业生产需要考虑 。（写一点）
18．图一是实验室制取氧气的一些装置，请按要求回答有关问题：
(1)写出图一中标号仪器a的名称：
(2)在学习中我们了解到常用的制取氧气的方法有如图二所示的四种：
①工业上常采用途径丁来制取氧气，这种方法制取氧气的过程中发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。
②你认为甲、乙、丙三种制取氧气的途径中， （填“甲”“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求，试写出用该途径制取氧气的符号表达式 ；利用该途径随时制取一定量的氧气应选择的最佳发生装置是 （填序号）。
(3)实验室采用途径甲制取氧气，应选用的发生装置是 （填编号），试管口要放 ，用D装置收集氧气验满的方法是 ；用E装置收集氧气，当 时开始收集，F装置中充满水时，也可以作为氧气的收集装置，则氧气应从 （填“b”或“c”）端通入。
(4)小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰作催化剂、也可以用氧化铜等物质作催化剂。于是他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？
影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。
序号 KClO3的质量 其他物质的质量 温度 氧气的体积 反应所需时间
① 10.0g 330℃ 100mL t1
② 10.0g CuO 1.5g 330℃ 100mL t2
③ 10.0g MnO2 1.5g 330℃ 100mL t3
④ 10.0g MnO2 g 380℃ 100mL t4
Ⅰ.若t1＞t2，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的 和 不变。
Ⅱ.实验过程发现t2＞t3，说明氯酸钾的分解速率与催化剂的 （填“种类”或“质量”）有关。由此得出结论是： 做氯酸钾分解的催化剂效果更好。
Ⅲ.实验④中MnO2的质量为 g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
B、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，但是生成物有两种，不属于化合反应，不符合题意；
C、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，且符合“多变一”的特点，属于化合反应，符合题意；
D、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，但是不是物质与氧的反应，不属于氧化反应，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】A、氧气验满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误；
B、用集气瓶收集满气体后，要用玻璃片盖住瓶口，玻璃片一面光滑，一面粗糙，为了防止气体泄漏，也防止玻璃片从集气瓶滑落，集气瓶口上方和配套的玻璃片都要磨砂面即粗糙的一面接触，图中所示操作正确；
C、点燃酒精灯时，用火柴点燃，禁止燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯，会引起酒精失火，造成危险，图中所示操作错误；
D、取用块状固体药品时，应把试管平放，然后用镊子把药品放到试管口内，慢慢竖立试管，使药品缓缓滑入试管底部，图中所示操作错误。
故选B。
3．C
【详解】A、有气体参加或生成的反应，应先检查装置气密性，后向装置中加入药品，故选项实验操作正确；
B、红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹，防止气体受热膨胀，影响实验结果的准确性，故选项实验操作正确；
C、高锰酸钾制氧气收集完气体时，应先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水倒吸，炸裂试管，故选项实验操作不正确；
D、托盘天平称量已知质量的药品时，一般应先放砝码，后放药品；称量未知量的药品时，应先放药品，后放砝码，故选项实验操作正确。
故选C。
4．D
【详解】A、氧气和空气均为无色气体，则不能通过颜色鉴别，该选项不符合题意；
B、氧气和空气均为无味气体，则不能通过气味鉴别，该选项不符合题意；
C、氧气和空气均不易溶于水，则不能通过倒水鉴别，该选项不符合题意；
D、氧气能使带火星的木条复燃，而空气不能，则可通过现象鉴别，该选项符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A、水能灭火是因为水蒸发吸热使环境的温度降到可燃物的着火点以下，而不是降低了物质的着火点；B、动植物的呼吸作用是一种缓慢氧化；C、白磷易发生自燃，而不是红磷；D、物质发生氧化反应的时候，不一定伴随着发光、发热的现象，比如缓慢氧化。故选B。
6．C
【详解】A、第一组通过气球膨胀的快慢很明显的显现出哪一物质的催化效果号，符合题意；
B、第二组通过观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，很明显的看出反应速率的快慢，也就知道哪一种物质催化效果好，符合题意；
C、第三组分两次实验，看木条能否复燃，由于分两次实验，如果木条都能复燃，根本无法判断哪一种物质的催化效果好，不符合题意；
D、第四组虽然分两次实验，但通过比较收集一定体积的气体所需的时间，就能比较出反应速率的快慢，符合题意；
故选：C。
7．B
【分析】氧气是由氧分子构成的，空气中含有氧气，含有氧分子的物质为氧气或空气等；化合物中都不含氧分子
【详解】A、NO2是由二氧化氮分子构成的，不含氧分子，错误；
B、氧气属于气态非金属单质，是由氧分子构成的，正确；
C、H2O2是由非金属元素组成的化合物，是由过氧化氢分子构成的，不含氧分子，错误；
D、二氧化锰是由二氧化锰分子构成的，不含氧分子，错误。
故选B。
【点睛】氧分子构成的是氧气，含有氧分子的物质可能是氧气也可能是空气等混合物。
8．A
【详解】A、加热时，先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热，防止试管因受热不均而炸裂，实验操作的先后顺序正确，故符合题意；
B、检查装置的气密性时，先把导管放入水中，然后用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，当有气泡冒出时，说明装置气密性良好，实验操作的先后顺序不正确，故不符合题意；
C、先检查装置的气密性，再将高锰酸钾装入试管，防止因装置漏气而浪费药品，实验操作的先后顺序不正确，故不符合题意；
D、实验完毕，应先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，可防止水倒吸，炸裂试管，实验操作的先后顺序不正确，故不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】A、红磷在氮气中不再燃烧，说明氮气不支持燃烧，故选项说法正确；
B、氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生化学反应，但并不是能与所有的物质发生化学反应，故选项说法不正确；
C、食物腐败、醋的酿造过程中都是物质与氧气发生的反应，并且进行的很缓慢，都属于缓慢氧化，故选项说法正确；
D、催化剂是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化学反应前后都没有改变的物质，故选项说法正确。
故选B。
10．C
【详解】A、观察图示可知，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，而氯酸钾和二氧化锰的混合物要加热较长一段时间才能分解产生氧气，故错误；B、二氧化锰在氯酸钾制取氧气的这个反应中做催化剂，不能改变氯酸钾产生氧气的质量，只能改变反应速率，故错误；C、因相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，所以制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料，故正确；D、氯酸钾中加入少量高锰酸钾可加快氯酸钾的分解速率，是因为高锰酸钾分解生成的二氧化锰作氯酸钾分解的催化剂，故错误。故选C。
11．正确
【详解】高锰酸钾是粉末状固体，在加热过程高锰酸钾会发生化学变化生成的其他物质，如锰酸钾、二氧化锰都是粉末状固体，用来收集氧气的导管的管口很细，这些固体粉末状物质受热时会在氧气流作用下在试管内流动进入导管，不利于氧气的收集，所以需要在试管口处放置一团棉花。
12．正确
【详解】氯酸钾在加热时分解生成氯化钾和氧气，但是该反应速率很慢，需要使用二氧化锰作为该反应的催化剂。该过程中二氧化锰起到催化作用，用以加快反应速率，故该说法正确；
故填正确。
13．正确
【详解】带火星的小木条伸入到氧气中会复燃，伸入到其他气体中不会有这种现象，故该说法正确。
14．错误
【详解】催化剂是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，物理性质可能发生改变，故错误。
15．正确
【详解】氯酸钾能在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，氯化钾不能分解生成氧气，现象不同，可以区分，故正确。
16． C C 碳 或 化合反应 b 80 连接好装置，关紧止水夹，双手紧握器壁，气球变大且一段时间不变小，说明气密性较好 红磷燃烧生成大量白烟，气球先变大后变小 42% 偏大
氧气含量越大则燃烧产生的温度越高 增加氧气含量 B
【详解】（1）①碳酸氢铵分解生成二氧化碳、水、氨气，错误；
②煤炭燃烧是和氧气反应，正确；
③植物光合作用是将二氧化碳转化为氧气，错误；
④人的呼吸是吸收氧气生成二氧化碳，正确。
故选C。
（2）①途中遇到不反应的物质才能通过，“氧气”不能从甲处通过，则甲处的物质能与氧气反应，蜡烛燃烧消耗氧气，故选C。
②碳和氧气燃烧生成二氧化碳，故甲处还可能是碳（合理即可）。
③铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，；反应符合多变一特点，属于化合反应；（或磷和氧气点燃生成五氧化二磷，；反应符合多变一特点，属于化合反应）。
（3）实验一：
①高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾和氧气和二氧化锰，。
②混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”， 通入氮气排出120mL水，则收集氮气体积为120mL，那么收集氧气体积为，故再通入氧气排出80mL水。氧气密度比水小，排水法收集氧气应该短进长出，故气体应从装置中的管b通入。
实验二：
磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；
③实验前，检查装置气密性的方法：连接好装置，关紧止水夹，双手紧握器壁，气球变大且一段时间不变小，说明气密性较好。
④红磷燃烧放出大量热，温度升高，压强变大，气球变大，反应后装置中气体减小，恢复至室温，气球变小，故操作Ⅱ中可观察到现象：红磷燃烧生成大量白烟，气球先变大后变小。
⑤量筒内减小水的体积为80-38=42mL，则本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为42%。
⑥若操作Ⅰ量筒读数时仰视，读数偏小，操作Ⅲ量筒读数时俯视，则读数偏大，导致计算进入装置中水体积偏大，测得实验结果偏大。
实验三：
⑦结合图3，说明空气中氧气含量与燃烧产生的温度的关系：氧气含量越大则燃烧产生的温度越高。
⑧结合图4，可知提高氧气含量可减少燃料燃烧排放的烟气量，故减少燃料燃烧尾气污染的措施：增加氧气含量。
实验四：
⑨A．由图可知，白磷消耗氧气更彻底，故测定空气中氧气含量效果最好的是白磷，错误；
B．比较白磷与红磷反应图像，在氧气含量较低处均出现波动，证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应，正确；
C．用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，说明三个均为蜡烛、红磷、白磷过量，错误；
D．若用这三种物质做实验，反应后仍有部分氧气剩余，故测得空气中氧气含量偏低，错误。
故选B。
17．(1) 锰酸钾 水
(2) 或 分解反应
(3) 催化剂 防止生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部
(4) 分离液态空气法 低 控制成本
【分析】A、B、C、D、E、F、G、H都是第一、二单元里学过的物质，A为暗紫色固体，A为高锰酸钾，A生成B、C、D，B为能支持燃烧的无色气体，B为氧气，B和N生成Q，Q有刺激性气味，N为硫，Q为二氧化硫，E、F常温下为液体， D是一种黑色固体，D和E生成D、F、B，D反应前后没有变化，D是二氧化锰，C是锰酸钾，E是过氧化氢溶液，F是水，D和G生成B、H、D，G为氯酸钾，H为氯化钾，B和K生成M，M为黑色固体，K为铁，M为四氧化三铁。
【详解】（1）由分析可知，物质名称：C为锰酸钾，F为水。
（2）反应①为高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则文字或者符号表达式：或，该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应；
（3）反应③、④分别为过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下生成氯化钾和氧气，则D物质在反应③、④中作催化剂，反应⑤是铁在氧气中燃烧生成高温熔融物，放出大量热，则集气瓶需要放少量水原因是防止生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部。
（4）工业制取氧气方法是分离液态空气法，步骤②可以蒸发出氮气，说明氮气的沸点比氧气低，故从步骤②可以得出：氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发出氮气的温度不能太高，温度太高会将氧气也蒸发出来，则工业生产需要考虑控制成本等。
18．(1)锥形瓶
(2) 物理 乙 B
(3) A 棉花 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明氧气已满 气泡连续均匀冒出 c
(4) 1.5 质量 化学性质 种类 二氧化锰（或MnO2） 1.5 温度越高，化学反应速率越快
【解析】（1）
仪器a的名称是锥形瓶，故填：锥形瓶。
（2）
①氧气的工业制法是利用液态氧和液态氮的沸点不同进行分离，该过程没有新物质生成，属于物理变化；②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不需加热，生成物是水和氧气，水对环境没有污染，该途径能体现化学实验的绿色化追求，符号表达式为：，利用该途径随时制取一定量的氧气应选择的最佳发生装置是B，因为注射器可以随时滴加液体，可以控制滴加液体的量。
故填：物理；乙；；B。
（3）
实验室采用高锰酸钾制取氧气，反应物状态是固体，反应条件是加热，发生装置应是固固加热型，选A；为防止加热时试管内的高锰酸钾粉末进入导管，试管口要放一团棉花；用D装置收集氧气验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明氧气已满；用E装置收集氧气，为了收集到纯净的氧气，当气泡连续均匀冒出时开始收集；F装置中充满水时，氧气不易溶于水，密度比水小，氧气应从c端通入，水从b端排出。
故填：A；；棉花；将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明氧气已满；气泡连续均匀出；c。
（4）
Ⅰ.根据表格，该题是探究温度和催化剂的种类对化学反应速率的影响，其他变量是相同的，所以二氧化锰的质量为1.5g；催化剂是在化学反应中能改变化学反应速率，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，所以要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的质量和化学性质不变。
Ⅱ.实验过程发现t2＞t3，温度、氧气的体积、催化剂质量相同，说明氯酸钾的分解速率与催化剂的种类有关；收集相同体积氧气二氧化锰所需时间短，说明二氧化锰做氯酸钾分解的催化剂效果更好；
Ⅲ.为了控制变量，实验④中MnO2的质量为1.5g；若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是温度越高，化学反应速率越快。
故填：1.5；质量；化学性质；种类；二氧化锰（或MnO2）；1.5；温度越高，化学反应速率越快。
答案第1页，共2页
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