2.3 氧气的制备（知识解读）（解析版）
知识点 1 氧气的工业制法
知识点 2 利用过氧化氢溶液制取氧气
知识点 3 利用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气
知识点 4 催化剂的特点和作用
知识点 5 分解反应
作业 巩固训练
知识点 1 氧气的工业制法
1、分离液态空气法
原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化
具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度
蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其
加压贮存在钢瓶中备用即可
2、膜分离技术（物理变化）：指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实
现选择性分离的技术。
3、分子筛制氧（物理变化）：分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，
能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分
子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的
氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
【典例 1-1】工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是
A．液态空气是混合物
B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低
C．步骤②属于化学变化
D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色
【答案】C
【详解】A、液态空气中含有液态氧气、液态氮气、液态二氧化碳等，属于混合物，故 A 不
符合题意；
B、氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，故 B 不符合题意；
C、步骤②中是从液态空气中蒸发出氮气，没有新物质生成，属于物理变化，故 C 符合题意；
D、得到的剩余液体大部分为液氧，液氧呈淡蓝色，故 D 不符合题意。
故选 C。
【典例 1-2】工业上制备大量氧气时，需要考虑的问题有 、 、 。从这些角
度考虑，工业上制备大量氧气利用 作原料。
【答案】 成本是否便宜 原料是否容易获得 生产对环境有无负面影响 空
气（/液态空气）
【详解】工业制备氧气，需要进行大量生产，需要考虑原料是否易得、成本是否低廉以及对
环境的影响，故答案填：成本是否便宜、原料是否容易获得、生产对环境有无负面影响；空
气中含氧气的体积大约为 21%，是工业制取氧气的廉价、易得的原料，故填：空气。
【变式 1-1】下列关于空气的说法中，错误的是
A．工业上利用液氧、液氮沸点不同，从液态空气中分离出氧气，该过程属于物理变化
B．空气是一种十分重要的自然资源
C．空气中的氧气和氮气是均匀混合在一起的
D．按质量分数计，空气中约含有氮气 78%、氧气 21%、其他气体和杂质 1%
【答案】D
【详解】A、工业上利用液氧、液氮沸点不同，从液态空气中分离出氧气，属于物理变化，
故选项正确；
B、空气中含有氧气、氮气及其他一些气体，氧气供给人类呼吸，支持燃烧，提供给人类生
存必须的条件，其他气体也为人类贡献巨大，因此空气是一种十分重要的天然资源，故选项
正确；
C、空气中的氧气和氮气是均匀混合在一起的，空气是均一的，故选项正确；
D、按体积分数计，空气中约含有氮气 78%、氧气 21%、其他气体和杂质 1%；是体积分数，
不是质量分数，故选项错误。故选 D。
【变式 1-2】以典型物质为核心，进行问题的设置与整合， 是我们全面认识物质性质及应
用的有效途径。小晋同学在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，以结构图的形式进行
了如下梳理。联系实际，解决问题：
(1)工业上大量制取氧气是利用液态空气中各种成分的 不同。
(2)实验室加热暗紫色固体制取氧气的反应原理是 。（填文字表达式）。
(3)实验室制取氧气用排水法收集体现了氧气 的物理性质。
(4)铁丝在氧气中燃烧的现象是 。
(5)氧气在生活中的一种用途是 。
【答案】(1)沸点
(2)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
加热
(3)不易溶于水
(4)火星四射，生成黑色固体，放热
(5)医疗急救
【详解】（1）工业上利用液态空气中各成分的沸点不同，将它们进行分离。
（2）高锰酸钾为暗紫色固体，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表
达式为：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气。
加热
（3）氧气不易溶于水，则可用排水法收集。
（4）铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
（5）氧气能供给呼吸，则可用于医疗急救，氧气具有助燃性，则可用于工业炼钢等。
知识点 2 利用过氧化氢溶液制取氧气
1、药品：过氧化氢溶液（主要成分 H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）
二氧化锰 MnO2
2、反应原理：文字表达式：过氧化氢 水+氧气符号表达式：H2O2 H2O + O2
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用。
3、反应装置固液常温型。
4、操作步骤
（1）连：连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上
用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可。
（2）查：检查装置的气密性。
（3）加：加入固体药品。
（4）倒：倒入液体药品；要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下。
（5）定：用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁
夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省。
（6）收集：氧气的收集。
5、注意事项：长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中
逸出；导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；装药品时，先装固体后装液体；该装
置的优点：可以随时添加液体。
6、收集气体，若用排水法收集气体（导管略伸进集气瓶口），当气泡连续均匀冒出时开始收
集（因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒
时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气密度比
空气大，正放)，防止气体逸出。若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底
部（为了排尽瓶内空气）。验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集
满。
7、氧气的检验：利用带火星的木条检验氧气，若木条复燃，则说明为氧气。
【典例 2-1】如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是
A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口
B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中
C．加药品时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡
皮塞
D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片
【答案】B
【详解】A、当导气管口有均匀连续的气泡冒出时，将导气管口伸入瓶口，用排水法收集所
产生的气体，此选项错误。
B、排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中，取走
玻璃片，此选项正确；
C、加药品时，药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡皮塞，后通过长颈漏斗加入过氧化氢，
此选项错误；
D、当集气瓶中水全部被气体排出后，用玻璃片盖住瓶口后放置在桌上，此选项错误。
故选 B。
【典例 2-2】根据下列装置，回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：① 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，
发生装置最好选用 (填装置序号)，
(3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室用加热无水醋酸钠和碱
石灰的固体混合物制取甲烷时，选用装置的组合是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)B
(3)DF/FD
【详解】（1）①为分液漏斗；
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，该反应为固液常温型，从控制反应速
率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用 B，B 装置可以通过分液漏斗控制液体的滴加
速度，从而控制反应速率，达到节约药品的目的；
（3）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷时，该反应为固体加热型，
发生装置可选择 D，甲烷难溶于水、密度比空气小，可选择排水法或向下排空气法收集，故
收集装置可选择 F。
【变式 2-1】如图所示，过氧化氢(H2O2)在催化剂二氧化锰(MnO2)的作用下，迅速分解放出
大量氧气(O2)，下列现象正确的是
A．气球胀大，红墨水右移 B．气球缩小，红墨水左移
C．气球胀大，红墨水左移 D．气球缩小，红墨水右移
【答案】B
【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气，则瓶内的压强变大，
充气气球缩小，红墨水向左移动；
故选：B。
【变式 2-2】实验室中，常采用分解过氧化氢溶液(二氧化锰作催化剂)或加热高锰酸钾的方
法制取氧气。
(1)写出用上述两种方法分别制取氧气的化学反应的文字表达式： 、 。
(2)用过氧化氢分解制取氧气的装置如图所示：
图中收集氧气的方法叫做 。可用此方法收集氧气的原因是 。
(3)用该方法收集氧气时，检验集气瓶中氧气是否集满的方法是 。
(4)如果锥形瓶中的反应很剧烈，应该采取的安全措施有(填序号) 。①减慢液体滴
加的速度 ②换用体积较大的锥形瓶 ③加热锥形瓶
(5)某化学试剂公司报价：高锰酸钾 30.50 元/kg，30%过氧化氢溶液 21.70 元/kg。请从实验操
作和生产成本两方面考虑，用 方法制取氧气更好(二氧化锰价格低、耗量少，忽略
不计)。这种方法的主要优点是 。(任写一条合理即可)
二uuu氧uuu化uuu锰ur 加uuu热uur
【答案】(1) 过氧化氢 氧气+水 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
(2) 向上排空气法 氧气的密度比空气密度大
(3)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条发生复燃，则证明氧气集满
(4)①②/②①
(5) 过氧化氢溶液制氧气 节约能源；操作简单（合理即可）
【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化的条件下反应生成水和氧气，反应的文字表达式为过
二uuu氧uuu化uuu锰ur
氧化氢 氧气+水，高锰酸钾受热分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达
加uuu热uur
式为高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（2）图中收集氧气的方法叫做向上排空气法，可用此方法收集氧气的原因是氧气的密度比
空气大；
（3）根据氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，则检验集气瓶中氧气是否集满的方
法是将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则证明氧气已满；
（4）减慢液体滴加速率可以减慢反应速率，换用体积较大的锥形瓶有缓冲作用，起到安全
作用，加热锥形瓶能够加快反应速率，因此应该采取的安全措施是减慢液体滴加速率，换用
体积较大的锥形瓶。故选①②；
（5）由于过氧化氢制氧气不需加热，节约能源；操作简单，因此双氧水制取氧气更好。
知识点 3 利用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气
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）
二氧化锰
2、反应原理：文字表达式：氯酸钾 △ 氯化钾 + 氧气
3、表达式
MnO2
（1）符号表达式：KClO3 KCl + O2
△
△
（2）文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
△
（3）符号表达式：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2。
4、反应装置：固体加热型（高锰酸钾加一团棉花，氯酸钾不需要加棉花）
5、高锰酸钾制氧气的操作步骤
（1）连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。
（2）查：检查装置的气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管
口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。
（3）装：装入药品，按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。
（4）定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂），
铁夹应夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。
（5）点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。
（6）收：收集气体，若用排水法收集气体（导管略伸进集气瓶口），当气泡连续均匀冒出时
开始收集（因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡
往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气
密度比空气大，正放)，防止气体逸出。若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集
气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气
已收集满。
（7）移：先将导管移出水面
（8）熄：再停止加热
※特别注意：实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回
炽热的试管中，炸裂试管。
【典例 3-1】用高锰酸钾取氧气有下面一些操作：①加热；②收集氧气；③向试管中装入
药品，并固定在铁架台上；④检查装置的气密性；⑤停止加热；⑥将导管从水槽中取出。
正确操作的顺序是
A．①②③④⑤⑥ B．④③⑥⑤①②
C．③②①④⑥⑤ D．④③①②⑥⑤
【答案】D
【详解】实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意点分别是：连（连接仪器、组装实
验装置）→查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品，注意用高锰酸钾时，在试管口放
一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收
（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），则正确操作的顺序是
④③①②⑥⑤；
故选 D。
【典例 3-2】气体的制取和收集是初中化学实验的重要内容，请根据所示实验装置回答问题。
(1)写出如图中标有①的仪器的名称：① 。
(2)若用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选择上述装置中的 （填字母），
该反应的化学方程式为 。
(3)用 C 装置可以收集 N2、NH3、CO 中的 。
【答案】(1)长颈漏斗
Δ
(2) AE/EA 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2↑
(3)NH3
【详解】（1）由图可知，仪器①为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾为固体，故发
Δ
生装置应选用固体加热型A装置，该反应的化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2 ，
氧气不易溶于水且不与水发生反应，故为收集到尽可能纯净的氧气，应选用排水法收集，最
Δ
好选择收集装置 E，故填：AE 或 EA、 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2 ；
（3）C 装置为向下排空气法，可以收集密度比空气小的气体，N2、NH3、CO 中只有 NH3 的
密度比空气小，另外两种气体和空气密度接近且一氧化碳有毒，用 C 装置可以收集 NH3，故
填：NH3。
【变式 3-1】实验室加热高锰酸钾制取氧气大致可分为几个步骤：a．点燃酒精灯、b．检查
装置气密性、c．将药品装入大试管中，管口放棉花，并塞好橡皮塞、d．熄灭酒精灯、e．收
集气体、f．把装有药品的大试管固定在铁架台上、g．将导管移出水面。上述步骤中，正确
的操作顺序是
A．b-c-f-a-e-g-d B．b-c-f-a-e-d-g
C．c-b-a-f-e-g-d D．a-b-c-e-f-d-g
【答案】A
【详解】根据实验室用加热方法制取氧气的操作步骤：查、装、定、点、收、移、熄，先检
查装置气密性，将药品装入大试管中，管口放棉花，并塞好橡皮塞，把装有药品的大试管固
定在铁架台上，点燃酒精灯，反应开始产生气体，收集气体，完成后先将导管移出水面，再
熄灭酒精灯，可得题中正确的操作顺序是：b-c-f-a-e-g-d，故选：A。
【变式 3-2】学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如下图所示的三种。请回答问题。
(1)根据绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种实验室制取氧气的途径中 (填
“甲”、“乙”或“丙”)途径更能体现化学实验的绿色化追求。
(2)同学们到实验室制取氧气，下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。
①写出仪器的名称：a 。
②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，选择装置 A 作为发生装置，老师提出 A 装置存在不
足，原因是 ，该反应的文字表达式为 。若用 D 收集氧气，验满时，应将
带火星的木条放在 (填“集气瓶中”或“集气瓶口”)，若用 E 收集氧气，当看到
现象时，开始收集氧气。
③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，可以选择的发生装置为 (填序
号)，该反应属于 (填基本反应类型)。
④小军同学选择 A、D 装置后立即装好药品开始制取氧气，发现将带火星的小木条伸入集气
瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是发生装置漏气了，由此小军提醒其
他同学，制取氧气前一定要先 。
【答案】(1)乙
(2) 酒精灯
加热
试管口缺少一团棉花 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰 +氧气
集气瓶口 有连续气泡冒出 B、C 分解反应 检查装置气密性
【详解】（1）甲、乙、丙三种制取氧气的途径中，加热氯酸钾和二氧化锰的混合物或加热高
锰酸钾制取氧气都需要加热，浪费能源；分解过氧化氢溶液制取氧气，装置操作简单、安全，
不需要加热，节能环保，生成物是水和氧气，对环境无污染，故乙途径更能体现化学实验的
绿色化追求；
（2）①仪器 a 的名称是酒精灯；
②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，即加热高锰酸钾制取氧气，选择装置 A 作为发生装
置，老师提出 A 装置存在不足，是因为试管口缺少一团棉花，棉花的作用是防止固体粉末
进入导管，堵塞导管；
加热
加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式为高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰 +氧气；
若用 D 装置通过向上排空气法收集氧气，验满时应将带火星的木条放在集气瓶口处，若带
火星的木条复燃证明氧气已收集满；
若用 E 装置通过排水法收集氧气，当看到有连续气泡冒出时，开始收集氧气；
③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条
件为常温，因此可以选择固液常温型的发生装置，即装置 B 或装置 C；过氧化氢在二氧化锰
的催化作用下分解生成氧气和水，该反应符合“一变多”的特点，因此该反应的基本反应类型
是分解反应；
④小军同学选择 A、D 装置后立即装好药品开始制取氧气，发现将带火星的小木条伸入集气
瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是发生装置漏气或集气瓶破损，由此
小军提醒其他同学，制取氧气前一定要先检查装置气密性，防止装置漏气。
知识点 4 催化剂的特点和作用
1、催化剂概念：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、催化剂的特点
（1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（加快或减慢），本身的质量和化学性质不
变。
（2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧
化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）
分解的催化剂。
（3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，
二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化
剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率
两种情况。
3、催化剂理解
（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（写在反应条件上）。
（3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能
不只一种。
4、证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）
（1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验。
（2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次。
（3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变
反应速率。
5、拓展：影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
【典例 4-1】下列关于催化剂说法中不正确的是
A．催化剂是改变反应速率的 B．催化剂反应前后化学性质不变
C．催化剂反应前后的质量不变 D．一种催化剂可以应用所有反应
【答案】D
【详解】A、催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，不符合题意；
B、化学反应前后，催化剂的化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意；
C、化学反应前后，催化剂的质量不变，不符合题意；
D、一种催化剂不能应用所有反应，如二氧化锰可用于催化过氧化氢分解，但是二氧化锰不
能用于电解水等反应，符合题意。
故选 D。
【典例 4-2】多种因素对化学反应速率有影响。
(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解，若加入 （填化学式）时分解加速。
(2)硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明其影响因素是 。
【答案】(1)MnO2
(2)氧气浓度（合理即可）
【详解】（1）常温下，可以往过氧化氢溶液中加入二氧化锰加快反应速率；
（2）硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，因为氧气中氧气浓
度比空气中的氧气浓度高。
【变式 4-1】质量相等的两份氯酸钾，只向其中一份加入少量二氧化锰，同时放在两只试管
内加热。下列有关放出氧气质量(g)与反应时间(t)关系图象(图中是 a 纯氯酸钾曲线，b 是混
有二氧化锰的曲线)其中正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】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；催化剂能改变反应速率，但是催化剂不能使生成物的质量增加。
两份氯酸钾的质量相等，催化剂不影响产生氧气的质量，故最终产生的氧气相等，同时放在
两只试管内加热，加热到一定温度后才能产生氧气，所以 加热一段时间才能产生氧气，a
是纯氯酸钾曲线，b 是混有二氧化锰，则 b 的反应速率比 a 快，至反应结束所需的时间少，
观察图像，C 符合变化过程；
故选：C。
【变式 4-2】结合如图所示实验回答下列问题。
(1)已知过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，图 A 试管中盛有 5mL5%的过氧化氢溶液，将
带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因是 。
(2)如图 B，在试管中加入二氧化锰，在图 C 中观察到的现象是 ，写出该反应的文字
表达式： 。
(3)待图 C 试管中无现象时，向其中再次添加过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，
重复该操作多次，均观察到相同的现象。如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，
发现 。
【答案】(1)O2 含量少，反应速率慢
二氧化锰
(2) 气泡和复燃 双氧水 水+氧气
(3)质量不变/质量相等
【详解】（1）过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，但是反应速率太慢，短时间内，无法使
带火星的木条复燃，故填写：O2 含量少，反应速率慢。
（2）图 B 中加入二氧化锰，二氧化锰起催化作用，使反应速率加快，短时间内可以制得大
量氧气，使带火星的木条复燃，因此，图 C 中观察到的现象是产生大量气泡，带火星的木条
复燃，故填写：气泡和复燃；
二氧化锰
过氧化氢在二氧化锰催化下产生水和氧气，文字表达式为：双氧水 水+氧气，
（3）根据催化剂的特征：“一变两不变”，即改变化学反应速率，但催化剂本身的质量和化
学性质不变可知，如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，发现质量不变，故填写：
质量不变/质量相等。
知识点 5 分解反应
1、化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应（“多变一”）
2、分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应（“一变多”）。
3、分解反应的应用是根据分解反应的原理，既可以用来探究、推断物质的化学性质、制取
及其用途等，又可以用来推断、鉴别某些物质，还可以采用来置换某些物质，以生成一些人
类所需要的物质或新物质，从而极大地丰富人类的物质生活等！
【典例 5-1】下列变化属于分解反应的是
A． 加热食盐水 食盐+水
B．乙炔 +氧气 点 燃 二氧化碳 +水
C．氨气+氯化氢 氯化铵
D．碳酸氢铵 加 热 氨气+水+二氧化碳
【答案】D
【分析】分解反应是一种物质生成几种物质的反应。
【详解】A、食盐水加热蒸发得到食盐和水，没有新物质生成，属于物理变化，不属于分解
反应，错误；
B、该反应的反应物和生成物都是两种，不符合分解反应概念，不属于分解反应，错误；
C、该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，错误；
D、该反应是一种物质生成三种物质的反应，符合分解反应的特征，属于分解反应，正确。
故选 D。
【典例 5-2】下列变化属于分解反应的是 ，属于氧化反应的是 ，属于化合反应的
是 。
A．氢气+氯气 点 燃 氯化氢
B．硫+氧气 点 燃 二氧化硫
C．石蜡+氧气 点 燃 二氧化碳+水
D．高锰酸钾 加 热 锰酸钾+二氧化锰+氧气
【答案】 D BC/CB AB/BA
点燃
【详解】A、氢气+氯气 氯化氢，反应特点为“多变一”，为化合反应；
B、硫+ 点燃氧气 二氧化硫，反应特点为“多变一”，为化合反应，又因为有氧气参加反应，也
为氧化反应；
C、石蜡+ 点燃氧气 水+二氧化碳，反应特点为有氧气参加反应，为氧化反应；
D 加热、高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气，反应特点为“一变多”，为分解反应；
综上分析可知：属于分解反应的是 D，属于氧化反应的是 BC，属于化合反应的是 AB。
【变式 5-1】下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的是
A．石蜡+氧气 点燃 二氧化碳+水 B．碳+氧气 点燃 二氧化碳
加热 加热
C ．氧化汞 氧气+汞 D．碳酸氢铵 氨气+二氧化碳+水
【答案】A
【详解】A、该反应的反应物和生成物均是两种，既不是化合反应也不是分解反应，符合题
意；
B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
D、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
故选：A。
【变式 5-2】在下列各个变化中，属于物理变化的是 ；属于分解反应的是 ；属
于化合反应的是 。
①磷在空气中燃烧 ②液化空气制氧气 ③加热高锰酸钾制氧气 ④加热氯酸钾和二氧
化锰的混合物制氧气
【答案】 ② ③④ ①
【详解】①磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，此过程中有新物质生成，属于化学变化，该
反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；
②液化空气制氧气是利用空气中氮气和氧气的沸点不同，将氧气和氮气分离，此过程中没
有新物质生成，属于物理变化；
③高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，此过程中有新物质生成，属于化学变
化，该反应是由一种物质生成三种物质的反应，属于分解反应；
④加热氯酸钾和二氧化锰的混合物会生成氯化钾和氧气，此过程中有新物质生成，属于化
学变化，，该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应。因此：
属于物理变化的是②；属于分解反应的是③④；属于化合反应的是①。
一、选择题
1．下列反应属于分解反应的是
点uuu燃uur 二uuu氧化A + uuuuuu
锰ur
．铁 氧气 四氧化三铁 B．过氧化氢 水+氧气
点燃
C．镁+稀盐酸→氯化镁+氢气 D + uuuuur．硫 氧气 二氧化硫
【答案】B
【详解】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；
A、该反应是化合反应，错误；
B、该反应是分解反应，正确；
C、该反应的反应物，生成物都是两种物质，不是分解反应，错误；
D、该反应是化合反应，错误；
故选：B。
2．工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述
不正确的是
A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同
C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体
【答案】A
【详解】A、工业制氧气得到的氧气是空气中本来就含有的，而不是新生成的，故 A 错误；
B、在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温，因为氮气和氧气的沸点不同，可以
将氮气和氧气分离，故 B 正确；
C、由于氮气沸点比氧气低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧，
故 C 正确；
D、空气中除了氧气和氮气外，还有稀有气体、二氧化碳等物质，所以得到的氮气或氧气中
可能混有稀有气体，故 D 正确。
故选 A。
3．15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品
放置最合理的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气，难以控制，收集困难，
故须对反应速率进行控制，从而获得平稳的气流；
A、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，但过氧化氢溶液从长颈漏斗一次性加入，浓度较
大不能获得平稳的气流，不符合题意；
B、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过分液漏斗加水不能
获得平稳的气流，不符合题意；
C、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过长颈漏斗加水不能
获得平稳的气流，不符合题意；
D、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的加入速率，从
而能获得平稳的气流，符合题意。
故选：D。
4．实验操作是实验探究的基础。下列操作正确的是
A．稀释浓硫酸 B．高锰酸钾制氧气
C．测石灰水的 pH D．检查装置气密性
【答案】D
【详解】A、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，
以使热量及时地扩散，一定不能把水注入浓硫酸中，选项错误；
B、高锰酸钾制氧气时，试管应略微向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂，选项错误；
C、用 pH 试纸测定未知溶液的 pH 时，正确的操作方法为用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥
的 pH 试纸上，与标准比色卡对比来确定 pH，不能用湿润 pH 试纸，将会使测得 pH 不准确，
选项错误；
D、把导管的下端浸入水中，用手紧握试管，导管口若有气泡冒出，松开手后，水回升到导
管中并形成一段水柱，则证明气密性良好，选项正确。
故选 D。
5．下列关于实验室制氧气并用排水法收集的实验操作中先后顺序不正确的是
A．先检查装置的气密性后，再装入药品
B．先向锥形瓶中加入二氧化锰粉末后，再倒入过氧化氢溶液
C．导管口气泡均匀连续冒出后，再将导管放在集气瓶口收集气体
D．先把盛满氧气的集气瓶从水槽中取出，再盖好毛玻璃片
【答案】D
【详解】A、检查制取氧气装置的气密性，再装药品，避免装入药品后发现装置气密性不好，
更换部分仪器而浪费药品，故选项说法正确；
B、先向试管中加入二氧化锰粉末后，再倒入过氧化氢溶液，故选项说法正确；
C、等导管口排出的气泡连续并均匀放出后，再将导管伸入盛水的集气瓶中，因为开始排出
的气体主要是仪器内空气，故选项说法正确;
D、先把盛满氧气的集气瓶在水面以下盖好毛玻璃片，然后再从水槽中取出，故选项说法错
误；
故选：D。
6．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显
偏低，原因可能是
A．装置气密性不好
B．高锰酸钾中混有氯酸钾
C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水
D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
【答案】D
【详解】A、装置气密性不好会导致收集不到氧气，不会导致氧气不纯，不符合题意；
B、加热氯酸钾也会产生氧气，不会产生其他气体，故不会导致氧气不纯，不符合题意；
C、收集完成时，集气瓶中仍有少量水，也不会影响氧气的纯度，不符合题意；
D、未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集，此时收集的气体中会混有装置内的空气，
导致所收集的氧气不纯，符合题意；
故选 D。
7．下列反应既不是化合反应，又不是分解反应的是
A．铝＋氧气 点 燃 氧化铝 B．酒精＋氧气 点 燃 二氧化碳＋水
C．高锰酸钾 加 热 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 D．过氧化氢 二 氧 化锰 水＋氧气
【答案】B
【分析】化合反应由两种或两种以上物质反应生成一种物质；分解反应由一种物质反应生成
两种或两种以上物质。
点
A 铝+氧气uuu
燃uur
【详解】 、 氧化铝，由两种物质反应生成一种物质，是化合反应，A 错误；
点燃
B、酒精+氧气uuuuur二氧化碳 +水，由两种物质反应生成两种物质，既不是化合反应又不是
分解反应，B 正确；
加热
C 高锰酸钾uuuuur、 锰酸钾+二氧化锰+氧气，由一种物质反应生成三种物质，是分解反应，
C 错误；
二氧化锰
D、过氧化氢 uuuuuuuuuur水+氧气，由一种物质反应生成两种物质，是分解反应，D 错误。
故选：B。
8．把一定量的过氧化氢分成等量 a、b 两份，在 b 份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量
与反应时间的关系图象正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】把一定量的过氧化氢分成等量 a、b 两份，b 中加入二氧化锰，过氧化氢在常温下
能分解产生氧气，能在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰作催化剂，能加快化
学反应的速率，不能改变生成氧气的质量，故 b 反应速率快，至反应结束所需的时间少；a
反应速率慢；观察图象，C 符合变化过程；
故选：C。
9．如图所示为实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作。其中正确的是
A． 检查气密性 B． 加入固体药品
C． 制取氧气 D． 检验氧
气已收集满
【答案】A
【详解】A、检查装置气密性的方法是：将导管的一端伸入水中，用手紧握试管，若观察到
水中的导管口有气泡冒出，则说明装置的气密性良好，正确；
B、取用高锰酸钾粉末先将试管倾斜，把盛有高锰酸钾粉末的药匙伸入到试管底部，再直立
试管，错误；
C、高锰酸钾制取氧气时试管口应放一团棉花，以防止试管内的固体粉末进入导管，错误；
D、检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则是氧气；而氧气验满
时，是把带火星的木条凑近集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气集满，错误。
故选 A。
10．下列有关空气及空气各成分的说法正确的是
A．工业上从空气中分离氧气的过程是化学变化
B．空气是由空气分子组成的
C．二氧化碳使正常降水呈酸性
D．霓虹灯利用了稀有气体化学性质稳定的特点
【答案】C
【详解】A、工业上从空气中分离氧气，利用的是液态氮和液态氧沸点的不同，没有新物质
生成，属于物理变化，说法错误；
B、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等，含有氮分子、氧分子、二氧化碳分子等，不存在
空气分子，说法错误。
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使正常降水呈酸性，说法正确；
D、利用稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可用于霓虹灯，与稀有气体化学性质稳定无
关，说法错误；
故选：C。
二、填空题
11．某化学小组用如图装置制取氧气。
(1)A 中发生反应的符号表达式 。
(2)用 A 装置制取氧气时，长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么
(3)若用 B 装置收集氧气，请将 B 装置中的导管补画完整 。
MnO
【答案】(1) 2H2O2 H2O + O2
(2)防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出
(3)
【详解】（1）双氧水在二氧化锰的催化下，生成氧气和水，故符号表达式为：
MnO2
H2O2 H2O + O2
（2）用 A 装置制取氧气时，长颈漏斗的下端必须浸没在液面以下，防止生成的氧气从长颈
漏斗下端逸出；
（3）氧气的密度的大于空气密度，因此采用 B 装置进行收集氧气时，应该是从长导管进入，
如图所示：
12．如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。
(1)图中 A、B、C 所示的方法都能够制取氧气，是因为反应物都有 元素。
(2)方法 B、C 制取氧气时都用到了二氧化锰，二氧化锰的作用是 。
(3)从绿色环保，节约能源的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是 （填字母序号），
写出用该方法制取氧气的文字表达式 。
(4)方法 D 是工业上制取氧气，该过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。
【答案】(1)氧
(2)催化作用
(3) B 过氧化氢 二 氧 化锰 水+氧气
(4)物理
【详解】（1）KMnO4、KClO3、H2O2 中都含有氧元素，则都可以用作制取氧气的药品；
（2）实验 B 为过氧化氢分解制氧气，C 为氯酸钾受热分解制氧气，其中的二氧化锰都起催
化作用，加快反应的速率；
（3）高锰酸钾受热分解产生锰酸钾、二氧化锰与氧气；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受
热分解产生氯化钾与氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水与氧气，则用 B 方
式过氧化氢制取氧气较环保且节约能源；反应文字表达式为：过氧化氢 二 氧 化锰 水+氧气；
（4）工业制氧气原理为利用空气中各成分的沸点不同，通过控制温度从液态空气中分离出
氧气，过程中没有新物质生成，则发生物理变化。
13．按要求写出下列反应的符号表达式
(1)红磷在空气中燃烧 。
(2)有氧气生成的分解反应 。
点燃
【答案】(1) P + O2 P2O5
MnO D
(2) 2 MnOH2O2 H2O + O /2 KMnO4 K2MnO4 + MnO + O / KClO
2
2 2 3
D KCl + O2
点燃
【详解】（1）红磷在空气中燃烧，生成五氧化二磷，故符号表达式为P + O ；2 P2O5
（2）过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，符号表达式为：
MnO2
H O H O + O ；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，符号表达式为：2 2 2 2
Δ
KMnO K MnO + MnO + O ；氯酸钾和二氧化锰加热生成氯化钾和氧气，符号表达式为：4 2 4 2 2
Δ
KClO3 KCl+O 。MnO 22
14．实验课上，同学们利用下列装置完成了氧气的制取和性质实验。
(1)图 1 中，仪器 a 的名称是 。
(2)图 1 装置中，制取氧气的文字表达式为 ，试管口棉花的作用是 ；实验结束后，
发现试管有裂缝，可能的原因是 （写 1 条）。
(3)图 2 中，集气瓶中水的作用是 。
【答案】(1)铁架台
加热
(2) uuuuur高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 防止固体粉末末进入导管 没有预热/加
热时试管口没有略向下倾斜等
(3)吸收二氧化硫防止污染空气
【详解】（1）由图可知，仪器 a 的名称是铁架台，故填铁架台。
（2）由图可知，该装置为固体受热发生装置，且试管口放有棉花，则图 1 装置中，制取氧
气的反应是高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故反应的文字表达
加uuu热uur
式写为：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；
试管口棉花的作用是防止固体粉末进入导管；
实验结束后，发现试管有裂缝，可能的原因是没有预热或加热时试管口没有略向下倾斜等，
导致试管受热不匀发生炸裂。
（3）图 2 中，硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，能溶于水且可以和水反应，
所以图 2 中，集气瓶中水的作用是吸收二氧化硫防止污染空气。
三、实验题
15．如图是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问题：
(1)仪器 a 的名称是 。
(2)用固体混合物制取氧气，选择的发生装置是 ，反应的化学方程式为 。停止
加热时应 (填字母)。
a.先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 b.先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
(3)若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气，是因为氧气
具有的物理性质是 。
【答案】(1)集气瓶
MnO2
(2) A 2KClO3 2KCl+3O2↑ a
Δ
(3) C 不易溶于水
【详解】（1）由图可知仪器 a 是集气瓶；
（2）①用固体混合物制取氧气，即加热氯酸钾和二氧化锰的混合物反应制取氧气，需要选
择固固加热装置，故选 A；
MnO2
②加热氯酸钾和二氧化锰生成氯化钾和氧气，化学反应方程式为 2KClO3 2KCl+3O2 ；
Δ
③若用排水法收集氧气，停止加热时，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则水槽中
的水会倒吸入热的试管中使试管炸裂，故选 a；
（3）①用排水法收集气体可以收集较纯净的氧气，故选 C；
②用排水法收集氧气是因为氧气具有的物理性质是不易溶于水。
16．请根据下列实验装置图回答问题．
(1)仪器①的名称是 ．
(2)实验室用 B 装置制取氧气选择的药品有 ．
(3)若用 D 装置收集氧气，检验是否集满的方法是 ．
(4)已知氨气是一种无色的有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小．则制取氨气
时从C~E中可选用的收集装置为 （填装置编号）．
【答案】(1)酒精灯
(2)过氧化氢溶液和二氧化锰
(3)将带火星的小木条放到集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满
(4)E
【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是酒精灯，故填：酒精灯；
（2）B 装置是固-液不加热型的发生装置，适用于过氧化氢制氧气，故填：过氧化氢溶液和
二氧化锰；
（3）氧气具有助燃性，则用 D 装置收集氧气，检验是否集满的方法是将带火星的小木条放
到集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满，故填：将带火星的小木条放到集气瓶口，若木条
复燃，则证明收集满；
（4）氨气极易溶于水，密度比空气小，则收集时应采用向下排空气法，应选装置 E，故填：
E。
17．根据下列实验装置回答有关问题；
(1)标出图中仪器 m 和 n 的名称：m： ；n： 。
(2)选择装置 A 用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式是 ，该反应属于 反应，
你认为该装置的不足之处是 ，改进后继续实验，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用
的收集装置是 （填序号）。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用的发生装置是 （填序号），该装置与 E
装置组合来收集氧气，检验其中是否集满氧气的方法是 。
(4)常温常压下，氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，
广泛应用于化工、轻工等领域。实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，发生装
置应选择上图中的 （填序号），该气体应选用 法收集，若用装置 F 收集 NH3，气
体应从 （填 “a”或“b”）端导入。
【答案】(1) 铁架台 集气瓶
加热
(2) 高锰酸钾uuuuur锰酸钾+二氧化锰+氧气 分解 试管口没有塞一团棉花 C
(3) B 将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，说明已收集满
(4) A 向下排空气 a
【详解】（1）m 为铁架台；n 为集气瓶；
（2）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：
高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；该装置
加热
需要在试管口塞一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，则该装置的不足之处是试管口
没有塞一团棉花；改进后继续实验，排水法收集的气体较排空气法纯净，氧气不易溶于水，
将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用的收集装置是 C 排水法；
（3）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，该反应为固液常温型，选用的发生装置是 B；
该装置与 E 装置组合来收集氧气，氧气具有助燃性，检验其中是否集满氧气的方法是将带
火星的木条放到集气瓶口，木条复燃，说明已收集满；
（4）实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，该反应为固体加热型，发生装置
应选择上图中的 A；该气体密度比空气小，极易溶于水，应选用向下排空气法收集；若用装
置 F 收集 NH3，氨气密度比空气小，则气体应从短管 a 端导入。
18．氧气是人类无法离开的物质。在不同的生活、生产环境中对氧气浓度的要求不同，人类
常采用不同的方法制取氧气。请根据下列信息及实验装置图回答有关问题。
(1)工业上一般采用分离净化后的液态空气制取氧气。在生产中应控制温度的范围是 （已
知在 1.01×105Pa 时，O2 的沸点为-183℃，N2 的沸点为-196℃）
(2)过氧化钠（Na2O2）能与 CO2 反应生成一种碳酸盐和氧气，常用作呼吸面具中的供氧剂。
①实验室要得到纯净干燥的 CO2与Na2O2反应制氧气，选择装置的组合顺序是 A→ →D→E
（填装置编号）。请写出过氧化钠制取氧气的化学方程式 。
②若要收集到纯净干燥的氧气，还需将.上述所得氧气先通装置 B、D，最后用装置 F 来收集，
其中装置 B 中反应的化学方程式为 。检验装置 F 中氧气已收满的方法是 。
【答案】(1)-196℃≤t＜-183℃
(2) C 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 将带火星的小
木条放在 a 处，木条复燃证明已集满
【详解】（1）已知在 1.01×105 Pa 时，O2 的沸点为-183℃，N2 的沸点为-196℃，当温度处于
-196℃，液态空气中的氮气挥发，温度达到-183℃氧气才开始挥发，因此在生产中应控制温
度的范围是-196℃≤t＜-183℃；
（2）①实验室利用稀盐酸和石灰石或大理石反应制取的二氧化碳中可能含有氯化氢，要收
集干燥的二氧化碳，应该先除杂后干燥，除去二氧化碳中的氯化氢，可以通入碳酸氢钠溶液
中，不能通入氢氧化钠中，因为氢氧化钠会吸收二氧化碳，故，选择装置的组合顺序是
A→C→D→E；过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的的化学方程式为：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
②装置 B 中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；氧气的密度大于空气，从 b 端进气收集氧气，检验装置 F 中氧气
已收满的方法是：将带火星的小木条放在 a 处，木条复燃证明已集满。2.3 氧气的制备（知识解读）（原卷版）
知识点 1 氧气的工业制法
知识点 2 利用过氧化氢溶液制取氧气
知识点 3 利用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气
知识点 4 催化剂的特点和作用
知识点 5 分解反应
作业 巩固训练
知识点 1 氧气的工业制法
1、分离液态空气法
原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——是物理变化
具体过程:首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度
蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其
加压贮存在钢瓶中备用即可
2、膜分离技术（物理变化）：指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实
现选择性分离的技术。
3、分子筛制氧（物理变化）：分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，
能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分
子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的
氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
【典例 1-1】工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是
A．液态空气是混合物
B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低
C．步骤②属于化学变化
D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色
【典例 1-2】工业上制备大量氧气时，需要考虑的问题有 、 、 。从这些角
度考虑，工业上制备大量氧气利用 作原料。
【变式 1-1】下列关于空气的说法中，错误的是
A．工业上利用液氧、液氮沸点不同，从液态空气中分离出氧气，该过程属于物理变化
B．空气是一种十分重要的自然资源
C．空气中的氧气和氮气是均匀混合在一起的
D．按质量分数计，空气中约含有氮气 78%、氧气 21%、其他气体和杂质 1%
【变式 1-2】以典型物质为核心，进行问题的设置与整合， 是我们全面认识物质性质及应
用的有效途径。小晋同学在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，以结构图的形式进行
了如下梳理。联系实际，解决问题：
(1)工业上大量制取氧气是利用液态空气中各种成分的 不同。
(2)实验室加热暗紫色固体制取氧气的反应原理是 。（填文字表达式）。
(3)实验室制取氧气用排水法收集体现了氧气 的物理性质。
(4)铁丝在氧气中燃烧的现象是 。
(5)氧气在生活中的一种用途是 。
知识点 2 利用过氧化氢溶液制取氧气
1、药品：过氧化氢溶液（主要成分 H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）
二氧化锰 MnO2
2、反应原理：文字表达式：过氧化氢 水+氧气符号表达式：H2O2 H2O + O2
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用。
3、反应装置固液常温型。
4、操作步骤
（1）连：连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上
用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可。
（2）查：检查装置的气密性。
（3）加：加入固体药品。
（4）倒：倒入液体药品；要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下。
（5）定：用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁
夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省。
（6）收集：氧气的收集。
5、注意事项：长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中
逸出；导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；装药品时，先装固体后装液体；该装
置的优点：可以随时添加液体。
6、收集气体，若用排水法收集气体（导管略伸进集气瓶口），当气泡连续均匀冒出时开始收
集（因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒
时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气密度比
空气大，正放)，防止气体逸出。若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底
部（为了排尽瓶内空气）。验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集
满。
7、氧气的检验：利用带火星的木条检验氧气，若木条复燃，则说明为氧气。
【典例 2-1】如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是
A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口
B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中
C．加药品时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡
皮塞
D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片
【典例 2-2】根据下列装置，回答问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：① 。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，
发生装置最好选用 (填装置序号)，
(3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室用加热无水醋酸钠和碱
石灰的固体混合物制取甲烷时，选用装置的组合是 。
【变式 2-1】如图所示，过氧化氢(H2O2)在催化剂二氧化锰(MnO2)的作用下，迅速分解放出
大量氧气(O2)，下列现象正确的是
A．气球胀大，红墨水右移 B．气球缩小，红墨水左移
C．气球胀大，红墨水左移 D．气球缩小，红墨水右移
【变式 2-2】实验室中，常采用分解过氧化氢溶液(二氧化锰作催化剂)或加热高锰酸钾的方
法制取氧气。
(1)写出用上述两种方法分别制取氧气的化学反应的文字表达式： 、 。
(2)用过氧化氢分解制取氧气的装置如图所示：
图中收集氧气的方法叫做 。可用此方法收集氧气的原因是 。
(3)用该方法收集氧气时，检验集气瓶中氧气是否集满的方法是 。
(4)如果锥形瓶中的反应很剧烈，应该采取的安全措施有(填序号) 。①减慢液体滴
加的速度 ②换用体积较大的锥形瓶 ③加热锥形瓶
(5)某化学试剂公司报价：高锰酸钾 30.50 元/kg，30%过氧化氢溶液 21.70 元/kg。请从实验操
作和生产成本两方面考虑，用 方法制取氧气更好(二氧化锰价格低、耗量少，忽略
不计)。这种方法的主要优点是 。(任写一条合理即可)
知识点 3 利用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气
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）
二氧化锰
2、反应原理：文字表达式：氯酸钾 △ 氯化钾 + 氧气
3、表达式
MnO2
（1）符号表达式：KClO3 KCl + O2
△
△
（2）文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
△
（3）符号表达式：KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2。
4、反应装置：固体加热型（高锰酸钾加一团棉花，氯酸钾不需要加棉花）
5、高锰酸钾制氧气的操作步骤
（1）连：连接装置，先下后上，从左到右的顺序。
（2）查：检查装置的气密性，将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管
口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。
（3）装：装入药品，按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。
（4）定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂），
铁夹应夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。
（5）点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。
（6）收：收集气体，若用排水法收集气体（导管略伸进集气瓶口），当气泡连续均匀冒出时
开始收集（因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡
往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶正放在桌面上(氧气
密度比空气大，正放)，防止气体逸出。若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集
气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气
已收集满。
（7）移：先将导管移出水面
（8）熄：再停止加热
※特别注意：实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回
炽热的试管中，炸裂试管。
【典例 3-1】用高锰酸钾取氧气有下面一些操作：①加热；②收集氧气；③向试管中装入
药品，并固定在铁架台上；④检查装置的气密性；⑤停止加热；⑥将导管从水槽中取出。
正确操作的顺序是
A．①②③④⑤⑥ B．④③⑥⑤①②
C．③②①④⑥⑤ D．④③①②⑥⑤
【典例 3-2】气体的制取和收集是初中化学实验的重要内容，请根据所示实验装置回答问题。
(1)写出如图中标有①的仪器的名称：① 。
(2)若用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选择上述装置中的 （填字母），
该反应的化学方程式为 。
(3)用 C 装置可以收集 N2、NH3、CO 中的 。
【变式 3-1】实验室加热高锰酸钾制取氧气大致可分为几个步骤：a．点燃酒精灯、b．检查
装置气密性、c．将药品装入大试管中，管口放棉花，并塞好橡皮塞、d．熄灭酒精灯、e．收
集气体、f．把装有药品的大试管固定在铁架台上、g．将导管移出水面。上述步骤中，正确
的操作顺序是
A．b-c-f-a-e-g-d B．b-c-f-a-e-d-g
C．c-b-a-f-e-g-d D．a-b-c-e-f-d-g
【变式 3-2】学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如下图所示的三种。请回答问题。
(1)根据绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种实验室制取氧气的途径中 (填
“甲”、“乙”或“丙”)途径更能体现化学实验的绿色化追求。
(2)同学们到实验室制取氧气，下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。
①写出仪器的名称：a 。
②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，选择装置 A 作为发生装置，老师提出 A 装置存在不
足，原因是 ，该反应的文字表达式为 。若用 D 收集氧气，验满时，应将
带火星的木条放在 (填“集气瓶中”或“集气瓶口”)，若用 E 收集氧气，当看到
现象时，开始收集氧气。
③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，可以选择的发生装置为 (填序
号)，该反应属于 (填基本反应类型)。
④小军同学选择 A、D 装置后立即装好药品开始制取氧气，发现将带火星的小木条伸入集气
瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是发生装置漏气了，由此小军提醒其
他同学，制取氧气前一定要先 。
知识点 4 催化剂的特点和作用
1、催化剂概念：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、催化剂的特点
（1）“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率（加快或减慢），本身的质量和化学性质不
变。
（2）“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧
化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）
分解的催化剂。
（3）“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，
二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 而催化作用是指催化
剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率
两种情况。
3、催化剂理解
（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（写在反应条件上）。
（3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能
不只一种。
4、证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）
（1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验。
（2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次。
（3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变
反应速率。
5、拓展：影响某反应的反应速率的因素
反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。
【典例 4-1】下列关于催化剂说法中不正确的是
A．催化剂是改变反应速率的 B．催化剂反应前后化学性质不变
C．催化剂反应前后的质量不变 D．一种催化剂可以应用所有反应
【典例 4-2】多种因素对化学反应速率有影响。
(1)常温下过氧化氢溶液能缓慢分解，若加入 （填化学式）时分解加速。
(2)硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明其影响因素是 。
【变式 4-1】质量相等的两份氯酸钾，只向其中一份加入少量二氧化锰，同时放在两只试管
内加热。下列有关放出氧气质量(g)与反应时间(t)关系图象(图中是 a 纯氯酸钾曲线，b 是混
有二氧化锰的曲线)其中正确的是
A． B．
C． D．
【变式 4-2】结合如图所示实验回答下列问题。
(1)已知过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，图 A 试管中盛有 5mL5%的过氧化氢溶液，将
带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因是 。
(2)如图 B，在试管中加入二氧化锰，在图 C 中观察到的现象是 ，写出该反应的文字
表达式： 。
(3)待图 C 试管中无现象时，向其中再次添加过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，
重复该操作多次，均观察到相同的现象。如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，
发现 。
知识点 5 分解反应
1、化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应（“多变一”）
2、分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应（“一变多”）。
3、分解反应的应用是根据分解反应的原理，既可以用来探究、推断物质的化学性质、制取
及其用途等，又可以用来推断、鉴别某些物质，还可以采用来置换某些物质，以生成一些人
类所需要的物质或新物质，从而极大地丰富人类的物质生活等！
【典例 5-1】下列变化属于分解反应的是
A． 加热 + B．乙炔 +氧气 点燃食盐水 食盐 水 二氧化碳 +水
C．氨气+氯化氢 氯化铵 D．碳酸氢铵 加 热 氨气+水+二氧化碳
【典例 5-2】下列变化属于分解反应的是 ，属于氧化反应的是 ，属于化合反应的
是 。
A．氢气+氯气 点 燃 氯化氢
B．硫+氧气 点 燃 二氧化硫
C．石蜡+氧气 点 燃 二氧化碳+水
D．高锰酸钾 加 热 锰酸钾+二氧化锰+氧气
【变式 5-1】下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的是
A 点燃 点燃．石蜡+氧气 二氧化碳+水 B．碳+氧气 二氧化碳
加热 加热
C ．氧化汞 氧气+汞 D．碳酸氢铵 氨气+二氧化碳+水
【变式 5-2】在下列各个变化中，属于物理变化的是 ；属于分解反应的是 ；属
于化合反应的是 。
①磷在空气中燃烧 ②液化空气制氧气 ③加热高锰酸钾制氧气 ④加热氯酸钾和二氧
化锰的混合物制氧气
一、选择题
1．下列反应属于分解反应的是
点
A uuu
燃uur 二uuu氧uuu化uuu锰ur
．铁+氧气 四氧化三铁 B．过氧化氢 水+氧气
点
C uuu
燃uur
．镁+稀盐酸→氯化镁+氢气 D．硫+氧气 二氧化硫
2．工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述
不正确的是
A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同
C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体
3．15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品
放置最合理的是
A． B． C． D．
4．实验操作是实验探究的基础。下列操作正确的是
A．稀释浓硫酸 B．高锰酸钾制氧气
C．测石灰水的 pH D．检查装置气密性
5．下列关于实验室制氧气并用排水法收集的实验操作中先后顺序不正确的是
A．先检查装置的气密性后，再装入药品
B．先向锥形瓶中加入二氧化锰粉末后，再倒入过氧化氢溶液
C．导管口气泡均匀连续冒出后，再将导管放在集气瓶口收集气体
D．先把盛满氧气的集气瓶从水槽中取出，再盖好毛玻璃片
6．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显
偏低，原因可能是
A．装置气密性不好
B．高锰酸钾中混有氯酸钾
C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水
D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
7．下列反应既不是化合反应，又不是分解反应的是
A．铝＋氧气 点 燃 氧化铝 B．酒精＋氧气 点 燃 二氧化碳＋水
C．高锰酸钾 加 热 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 D．过氧化氢 二 氧 化锰 水＋氧气
8．把一定量的过氧化氢分成等量 a、b 两份，在 b 份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量
与反应时间的关系图象正确的是
A． B．
C． D．
9．如图所示为实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作。其中正确的是
A． 检查气密性 B． 加入固体药品
C． 制取氧气 D． 检验氧气已收集满
10．下列有关空气及空气各成分的说法正确的是
A．工业上从空气中分离氧气的过程是化学变化
B．空气是由空气分子组成的
C．二氧化碳使正常降水呈酸性
D．霓虹灯利用了稀有气体化学性质稳定的特点
二、填空题
11．某化学小组用如图装置制取氧气。
(1)A 中发生反应的符号表达式 。
(2)用 A 装置制取氧气时，长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么
(3)若用 B 装置收集氧气，请将 B 装置中的导管补画完整 。
12．如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。
(1)图中 A、B、C 所示的方法都能够制取氧气，是因为反应物都有 元素。
(2)方法 B、C 制取氧气时都用到了二氧化锰，二氧化锰的作用是 。
(3)从绿色环保，节约能源的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是 （填字母序号），
写出用该方法制取氧气的文字表达式 。
(4)方法 D 是工业上制取氧气，该过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。
13．按要求写出下列反应的符号表达式
(1)红磷在空气中燃烧 。
(2)有氧气生成的分解反应 。
14．实验课上，同学们利用下列装置完成了氧气的制取和性质实验。
(1)图 1 中，仪器 a 的名称是 。
(2)图 1 装置中，制取氧气的文字表达式为 ，试管口棉花的作用是 ；实验结束后，
发现试管有裂缝，可能的原因是 （写 1 条）。
(3)图 2 中，集气瓶中水的作用是 。
三、实验题
15．如图是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问题：
(1)仪器 a 的名称是 。
(2)用固体混合物制取氧气，选择的发生装置是 ，反应的化学方程式为 。停止
加热时应 (填字母)。
a.先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 b.先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
(3)若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是 ，用该装置收集氧气，是因为氧气
具有的物理性质是 。
16．请根据下列实验装置图回答问题．
(1)仪器①的名称是 ．
(2)实验室用 B 装置制取氧气选择的药品有 ．
(3)若用 D 装置收集氧气，检验是否集满的方法是 ．
(4)已知氨气是一种无色的有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小．则制取氨气
时从C~E中可选用的收集装置为 （填装置编号）．
17．根据下列实验装置回答有关问题；
(1)标出图中仪器 m 和 n 的名称：m： ；n： 。
(2)选择装置 A 用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式是 ，该反应属于 反应，
你认为该装置的不足之处是 ，改进后继续实验，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用
的收集装置是 （填序号）。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用的发生装置是 （填序号），该装置与 E
装置组合来收集氧气，检验其中是否集满氧气的方法是 。
(4)常温常压下，氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，
广泛应用于化工、轻工等领域。实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，发生装
置应选择上图中的 （填序号），该气体应选用 法收集，若用装置 F 收集 NH3，气
体应从 （填 “a”或“b”）端导入。
18．氧气是人类无法离开的物质。在不同的生活、生产环境中对氧气浓度的要求不同，人类
常采用不同的方法制取氧气。请根据下列信息及实验装置图回答有关问题。
(1)工业上一般采用分离净化后的液态空气制取氧气。在生产中应控制温度的范围是 （已
知在 1.01×105Pa 时，O2 的沸点为-183℃，N2 的沸点为-196℃）
(2)过氧化钠（Na2O2）能与 CO2 反应生成一种碳酸盐和氧气，常用作呼吸面具中的供氧剂。
①实验室要得到纯净干燥的 CO2与Na2O2反应制氧气，选择装置的组合顺序是 A→ →D→E
（填装置编号）。请写出过氧化钠制取氧气的化学方程式 。
②若要收集到纯净干燥的氧气，还需将.上述所得氧气先通装置 B、D，最后用装置 F 来收集，
其中装置 B 中反应的化学方程式为 。检验装置 F 中氧气已收满的方法是 。
