5.3氧氣的制取及基本操作（課后鞏固測試）一、選擇題：1．實驗室用高錳酸鉀制氧氣實驗操作中，其中一項的操作目的與其它三項不屬于同一類別的，該項操作是A．加熱前先將試管外壁擦干B．排水法收集氧氣時先在集氣瓶中裝滿水，待氣泡連續(xù)均勻冒出時再開始收集C．加熱高錳酸鉀時先均勻預(yù)熱，后固定藥品部位加熱D．實驗結(jié)束待試管冷卻后再用冷水洗滌【答案】B【解析】A、加熱前先將試管外壁擦干，防止試管受熱不均而炸裂；B、排水法收集氧氣時先在集氣瓶中裝滿水，待氣泡連續(xù)均勻冒出時再開始收集，防止收集的氧氣不純；C、加熱高錳酸鉀時先均勻預(yù)熱，后固定藥品部位加熱，防止試管受熱不均而炸裂；D、實驗結(jié)束待試管冷卻后再用冷水洗滌，防止試管受熱不均而炸裂；由以上分析可知，目的不同的是B選項。故選B。2．用氯酸鉀與二氧化錳混合物制取氧氣，實驗作錯誤的是()A．檢查裝置氣密性B．加入藥品后，直接將酒精燈火焰對準藥品集中加熱C．水槽中有氣泡冒出時，不宜立即收集氣體D．實驗結(jié)束時，先從水槽中移出導(dǎo)管再熄滅酒精燈【答案】B【解析】A．制取氣體前，一定要先檢查裝置的氣密性，故正確；B．加入藥品后，先給試管均勻預(yù)熱，然后再將酒精燈火焰對準藥品集中加熱，故錯誤；C．水槽中有氣泡冒出時，不宜立即收集氣體，應(yīng)等到導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)均勻冒出時才能收集，故正確；D．實驗結(jié)束時，先從水槽中移出導(dǎo)管再熄酒精燈，以防冷水倒吸、炸裂試管，故正確。故選B。3．用高錳酸鉀加熱制取氧氣時．應(yīng)在試管口塞一小團棉花，其作用是（）A．防止試管破裂 B．防止水被吸入試管C．防止氧氣產(chǎn)生太快無法收集 D．防止高錳酸鉀粉末進入導(dǎo)管【答案】D【解析】用高錳酸鉀加熱制取氧氣時試管口要塞一團棉花，其目的是：防止加熱時高錳酸鉀粉末隨氣流沖進導(dǎo)管甚至水槽。故選：D。4．下面是制取氧氣的方法：①；②；③分離液態(tài)空氣制氧氣；④。從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡便的方面考慮，你認為實驗室制取氧氣比較適用的方法有（）A．①② B．①②③ C．①②③④ D．②③④【答案】A【解析】①高錳酸鉀制氧氣時，所需藥品易得、簡便，高錳酸鉀在較低溫度即可分解，可用于實驗室制氧氣；②過氧化氫在二氧化錳的催化作用下產(chǎn)生水和氧氣，無污染，不需要消耗電能、熱能等，操作簡單，可用于實驗室制氧氣；③分離液態(tài)空氣制氧氣，制得的氧氣純度不高，且需要在低溫加壓條件下進行，不可用于實驗室制氧氣；④氧化汞制氧氣得到汞和氧氣，汞易形成蒸氣，會對人體健康不利，不可用于實驗室制氧氣。實驗室制取氧氣比較適用的方法有①②。故選A。5．實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳來制取氧氣，步驟有：①檢查裝置的氣密性；②組裝儀器;③向漏斗中注入過氧化氫溶液；④向錐形瓶中放入二氧化錳；⑤收集氣體。下列操作順序正確的是（）A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．②③④①⑤ D．①④②③⑤【答案】B【解析】實驗室用過氧化氫制取氧氣，其操作步驟是：②組裝儀器；①檢查裝置的氣密性；④向錐形瓶中放入二氧化錳；③向漏斗中注入過氧化氫溶液；⑤收集氣體。故選B。6．下列方法都能得到氧氣，實驗室中制取氧氣最好采用（）A．加熱過氧化氫溶液B．過氧化氫溶液中加入二氧化錳C．加熱氯酸鉀D．加熱高錳酸鉀【答案】B【解析】A、加熱過氧化氫溶液制氧氣，需要加熱，操作不簡單，不符合題意；B、過氧化氫溶液中加入二氧化錳制取氧氣，無需加熱，產(chǎn)生氣體較快，操作簡便安全，最好采用這一方法；符合題意；C、用加熱氯酸鉀制取氧氣，如不用二氧化錳作為催化劑，反應(yīng)較慢，且需加熱，操作不簡便，不符合題意；D、加熱高錳酸鉀制取氧氣，需要加熱，操作不簡便，不符合題意。故選：B。7．實驗室中用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制氧氣，下列敘述正確的是（

）A．二氧化錳在該反應(yīng)中是反應(yīng)物 B．加入二氧化錳是為了產(chǎn)生更多的氧氣C．二氧化錳可以加快過氧化氫分解速率 D．只有加入二氧化錳后過氧化氫才能分解【答案】C【解析】A、在該反應(yīng)中，二氧化錳是催化劑，屬于反應(yīng)條件，故選項錯誤；B、二氧化錳是催化劑，只能改變化學(xué)反應(yīng)速度，不能增加產(chǎn)量，故選項錯誤；C、實驗室用過氧化氫與二氧化錳混合制氧氣時，二氧化錳是催化劑，可以加快過氧化氫的分解速率，故選項正確；D、過氧化氫不加二氧化錳也會分解，只是分解速度較慢，故選項錯誤。故選C。8．檢查裝置的氣密性有下列操作步驟，其正確的操作順序為()①用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口②用手掌捂在試管的外壁，使管內(nèi)氣體受熱膨脹③把導(dǎo)管的一端插入盛有水的燒杯中④把手移開，觀察導(dǎo)管內(nèi)水位是否上升形成一段水柱⑤觀察導(dǎo)管口是否有氣泡產(chǎn)生A．①③②⑤④ B．①②③④⑤C．①③②④⑤ D．②①③⑤④【答案】A【解析】檢查裝置氣密性的基本步驟：按要求裝配好儀器、再將導(dǎo)管放入水中然后才能用手握住試管外壁看有無氣泡，最后要把手移開觀察導(dǎo)管里水面是否上升形成水柱。故選A。9．下列說法正確的是A．催化劑必定加快反應(yīng)速率B．用過氧化氫制氧氣比高錳酸鉀制氧氣操作上更方便C．過氧化氫溶液中加入二氧化錳產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)不是分解反應(yīng)D．高錳酸鉀制氧氣時，試管口不用放棉花【答案】B【解析】A.催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，可以加快也可減慢某些化學(xué)反應(yīng)的速率，故選項說法錯誤；B.用過氧化氫制氧氣，不需加熱，比用高錳酸鉀制氧氣操作更簡單，故選項說法正確；C.過氧化氫溶液中加入二氧化錳產(chǎn)生氧氣，為過氧化氫分解生成水和氧氣，二氧化錳為催化劑，屬于分解反應(yīng)，故選項說法錯誤；D.高錳酸鉀制氧氣時，試管口要放一團棉花，以防高錳酸鉀進入導(dǎo)管使導(dǎo)管堵塞，故選項說法錯誤；故選：B。10．工業(yè)上用分離液態(tài)空氣法制取氧氣的依據(jù)是（）A．氧氣和氮氣的沸點不同B．氧氣和氮氣在水中的溶解性不同C．氧氣和氮氣的密度不同D．氧氣和氮氣的化學(xué)性質(zhì)不同【答案】A【解析】工業(yè)上制取氧氣利用了氧氣和氮氣的沸點不同從而分離液態(tài)空氣的辦法得到氧氣。故選A。二、填空題：11．空氣是人類賴以生存的自然資源。（1）占空氣體積分數(shù)78%的是______；造成溫室效應(yīng)的主要氣體是_______；供給呼吸的是_______。（2）空氣中主要組分的沸點如下表：組分氮氣氧氣二氧化碳沸點（℃）-195.8-183.0-78.5空氣是工業(yè)上制取大量氧氣的原料，工業(yè)制氧氣屬于_____變化（填“物理”或“化學(xué)”。將液態(tài)空氣升溫至-195℃，收集逸出的物質(zhì)，它能使燃著的木條______，此時逸出的物質(zhì)主要是_____；繼續(xù)升溫至-183℃，逸出的物質(zhì)能使帶火星的木條復(fù)燃，此時逸出的物質(zhì)主要是______。【答案】（1）氮氣（N2）二氧化碳（CO2）氧氣（O2）（2）物理熄滅氮氣（N2）氧氣（O2）【解析】（1）占空氣體積78%的是N2；引起溫室效應(yīng)的是CO2；供給呼吸的是O2；（2）工業(yè)制氧氣是利用液態(tài)氧氣和氮氣沸點不同加以分離，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；將液態(tài)空氣升溫至-195℃，逸出的物質(zhì)是氮氣，它能使燃著的木條熄滅；繼續(xù)升溫至-183℃，逸出的物質(zhì)是氧氣，能使帶火星的木條復(fù)燃。12．（1）工業(yè)上制氧氣是以為______原料，先將其______，然后再______，這個過程是根據(jù)各組分的______不同加以分離，屬于______變化．（2）實驗室常用______為原料，通過______的方法來制氧氣，這個過程屬于______變化．（3）在實驗室制取氧氣時，常用的收集方法有排水法和向上排空氣法兩種，如用排水法收集氧氣時，當(dāng)出現(xiàn)______時，證明集氣瓶已盛滿氧氣；如用向上排空氣法收集氧氣時，可用______來檢驗氧氣是否集滿。【答案】（1）空氣；液化；慢慢升溫分離出氮氣，得到液態(tài)的氧；沸點；物理（2）氯酸鉀或高錳酸鉀；加熱分解；化學(xué)（3）氣體從集氣瓶中逸出；帶火星的木條放在集氣瓶口【解析】（1）工業(yè)上制取氧氣的方法是分離液態(tài)空氣法，故以空氣為原料；該制取方法的原理是先將空氣加壓、降溫使其液化，然后再慢慢升溫，嚴格的控制溫度，根據(jù)各組成成分的沸點不同，使液氮氣化，將液氮和液氧分離的過程，該過程中沒有新物質(zhì)生成，故是物理變化。（2）實驗室常用氯酸鉀或高錳酸鉀在加熱的條件下反應(yīng)生成氧氣，該過程中有新物質(zhì)氧氣生成，故是化學(xué)變化。（3）用排水法收集氧氣時，當(dāng)水中有連續(xù)均勻的氣泡冒出時才能開始收集，當(dāng)瓶口有氣泡向外逸出時說明集氣瓶已盛滿氧氣；如用向上排空氣法收集氧氣時，當(dāng)用帶火星的木條放在集氣瓶口，如復(fù)燃說明已滿。13．下圖是實驗室制取氧氣的裝置。（1）寫出有標號的儀器名稱：①________，②_______，③_________，④_________，⑤___________，⑥___________。（2）用排水法收集氧氣的原因是________。當(dāng)收集完畢時，應(yīng)先_______，然后____。（3）用文字和符號表示用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)式_____，該反應(yīng)屬于_________（填反應(yīng)類型）。【答案】（1）試管酒精燈鐵架臺導(dǎo)氣管集氣瓶水槽（2）氧氣不易溶于水把導(dǎo)管從水里取出熄滅酒精燈（3）（或）分解反應(yīng)【解析】（1）①是試管；②是酒精燈；③是鐵架臺；④是導(dǎo)氣管；⑤是集氣瓶；⑥是水槽。（2）用排水法收集氧氣的原因是氧氣不易溶于水。當(dāng)收集完畢時，應(yīng)先把導(dǎo)管從水里取出，然后熄滅酒精燈，以防水倒吸入試管中引起試管炸裂。（3）用符號表示化學(xué)反應(yīng)的式子，反應(yīng)物與生成物之間是箭頭，，由一種物質(zhì)生成三種物質(zhì)的反應(yīng)屬于分解反應(yīng)。14．實驗室加熱高錳酸鉀制氧氣，用排水法收集。⑴制取氧氣前要先檢查裝置的氣密性，目的是為了_________________________________。⑵伸入制氧氣試管里的導(dǎo)管不宜過長，原因是_____________________________________。⑶常在試管口塞一團棉花，其目的是_____________________________________________。⑷加熱時先將酒精燈在試管下方來回移動，其目的是_______________________________。⑸用排水法收集氧氣，當(dāng)氣泡________________時，再開始收集。⑹集滿氧氣的集氣瓶應(yīng)蓋好______________，______________放出實驗桌上。【答案】（1）防止產(chǎn)生的氣體逸出（2）排盡瓶內(nèi)的空氣，得到較純的氣體（3）防止粉末化的高錳酸鉀隨氧氣流進入水中（4）使試管受熱均勻（5）均勻、連續(xù)不斷放出（6）毛玻璃片正【解析】正確理解實驗中操作的目的，對實驗操作做到知其然知其所以然，是順利完成氣體制取的保障。

解：（1）裝置連接處連接不妥當(dāng)易造成連接處漏氣，致使收集的氣體不純或氣體逸出而收集過慢弄到收集不到氣體。故答：防止產(chǎn)生的氣體逸出；

（2）伸入制氧氣試管里的導(dǎo)管過長，會造成試管內(nèi)的空氣不能完全排出而混在制取的氣體中，故答：排盡瓶內(nèi)的空氣，得到較純的氣體；

（3）隨著不斷分解高錳酸鉀顆粒越來越小，最終隨氣體一起進入導(dǎo)管和水槽，在試管口加一團棉花過濾掉混在氣體中的高錳酸鉀小顆粒，故答：防止粉末化的高錳酸鉀隨氧氣流進入水中；

（4）玻璃導(dǎo)熱性較差，且受熱不均勻會出現(xiàn)炸裂，因此在對試管加熱時要先對試管進行預(yù)熱，故答：使試管受熱均勻；

（5）在剛開始加熱時，排出的氣體中混有空氣，此時氣泡放出不均勻時快時慢，故答：均勻、連續(xù)不斷放出；

（6）氧氣密度大于空氣，在存放時要求正放在桌面上，為防止逸散還要用玻璃片蓋住瓶口，

故答：毛玻璃片，正。三、簡答題：15．如圖是某學(xué)生加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置。（1）寫出標號儀器的名稱：③_______________（2）指出圖中的四處錯誤：①______________；②________________；③__________；④_______________。（3）實驗完成后，應(yīng)該先移去酒精燈還是先把導(dǎo)管從水槽里拿出來？_____為什么？________。【答案】（1）集氣瓶（2）試管口沒有放棉花導(dǎo)管伸入試管中太長試管口沒有稍微向下傾斜酒精燈的外焰沒有對準藥品進行加熱（3）應(yīng)該先把導(dǎo)管從水里拿出來，若先移去酒精燈，水槽中的水會沿著導(dǎo)管進入試管，使試管破裂。【解析】（1）圖中有序號的儀器名稱：③是集氣瓶；（2）觀察圖示可知：裝置中存在的錯誤是：試管口高于試管底部，會引起冷凝水倒流造成試管炸裂；試管中導(dǎo)管太長，不利于氧氣導(dǎo)出；試管口未放棉花，加熱時高錳酸鉀粉末會進入導(dǎo)管；酒精燈的外焰沒有對準藥品進行加熱；（3）實驗結(jié)束時，先把導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈，以防止水倒吸進入熱的試管中，造成試管破裂。四、科學(xué)探究題：16．在學(xué)完氧氣的實驗室制法后，老師給小明同學(xué)布置任務(wù)：通過實驗證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”。小明設(shè)計并完成下表所示的探究實驗：實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論或總結(jié)結(jié)論總結(jié)實驗一取5mL、5%的過氧化氫溶液于試管中，并伸入帶火星的木條有細小的氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)速率很慢氧化錳是過氧化氫分解的催化劑實驗二向上述實驗一的試管中加入____，伸入帶火星的木條________(1)請你幫小明同學(xué)填寫上表中未填完的空格。(2)老師認為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)的“總結(jié)”，他建議小明同學(xué)補充設(shè)計了兩個方面的探究實驗，最終證明了“二氧化錳是過氧化氫的催化劑”。①第一方面的實驗操作中包含了兩次固體的稱量，其目的是____________________________；②第二方面的實驗?zāi)康氖莀______________________________________。【答案】(1)二氧化錳有大量氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)速率較快(2)探究反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量是否改變探究反應(yīng)前后二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)是否改變【解析】根據(jù)所學(xué)知識和題中信息知，(1)填寫上表中未填完的空格。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論或總結(jié)結(jié)論總結(jié)實驗一取5mL、5%的過氧化氫溶液于試管中，并伸入帶火星的木條有細小的氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)速率很慢氧化錳是過氧化氫分解的催化劑實驗二向上述實驗一的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條有大量氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃。過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)速率較快。(2)僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)的“總結(jié)”，建議補充設(shè)計了兩個方面的探究實驗，最終證明“二氧化錳是過氧化氫的催化劑”。①第一方面的實驗操作中包含了兩次固體的稱量，其目的是探究反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量是否改變。②第二方面的實驗?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)前后二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)是否改變。17．“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學(xué)探究小組的興趣。（提出問題）氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何?（實驗探究）實驗步驟實驗現(xiàn)象I.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象。A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無明顯現(xiàn)象II.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次試驗，觀察現(xiàn)象。試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃III.將實驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag。IV分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象。（實驗結(jié)論）（1）A中產(chǎn)生的氣體是________；（2）實驗II、III證明：氧化鐵的__________和__________在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；（實驗評價）實驗設(shè)計IV的目的是_________________。（實驗拓展）查閱資料得知，CuO、CuSO4、、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是______________。A．二氧化錳只能作過氧化氫溶液分解的催化