資源簡介

一、氧氣的制取
1、實驗室制法
（1）加熱高錳酸鉀制取氧氣：
高錳酸鉀熱分解的方程式存在爭議，因為其在不同溫度條件下的分解產物會有差異，中學階段反應方程式：2KMnO4MnO2+K2MnO4 +O2↑
（2）二氧化錳與氯酸鉀共熱： （制得的氧氣中含有少量Cl2、O3和微量ClO2；該反應實際上是放熱反應，而不是吸熱反應。2KClO32KCl + 3O2↑
（3）過氧化氫溶液催化分解（催化劑主要為二氧化錳，三氧化二鐵、氧化銅也可）
2H2O22H2O + O2 ↑
2、氧氣檢驗方法
3、氧氣驗滿方法
用排水法收集氧氣時,由于集氣瓶倒扣于水槽中,當觀察到集氣瓶口有大氣泡冒出即可證明氧氣已滿。
用向上排空氣法收集氧氣時,將帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,則氧氣已滿。
催化劑
在化學反應里能改變反應物化學反應速率（提高或降低）而不改變化學平衡，且本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發生改變的物質叫催化劑（固體催化劑也叫觸媒）。
注意：催化劑不能增多或減少生成物的量
特點：一變兩不變
檢查裝置氣密性
原則是，先讓裝置和附加的液體(一般指水)，構成封閉的整體，改變這個整體的溫度，導致壓強的變化，來判斷氣密性好壞，由于裝置的不同，檢驗的方法也有所不同。
升高溫度法
升高氣體發生裝置體系內氣體的溫度，可以臨時增大其壓強，從而使這個整體部分空氣外逸(在液體處可觀察到有氣泡放出)，當溫度恢復到初始溫度時，這個整體壓強減小，導致浸沒在水中的導氣管內倒吸有一段水柱。
(1)對于一些制取氣體量較小的裝置，可采用手握法，把導管的一端浸在水里，兩手緊貼容器(試管)的外壁，如果裝置不漏氣，里面的空氣受熱膨脹，導管口有氣泡放出，手移開后，導氣管內水柱上升，且較長時間不回落，說明裝置氣密性良好。
(2)上述方法有其缺點，如果環境的溫度與人體的溫度接近，用手握的方法，現象就不夠明顯，就應該采用微熱法。也就是說手的溫度與環境的溫度差不多時，手握改變不了這個整體的溫度及壓強，用酒精燈在容器底部微微加熱，或把容器浸在熱水中，如果水中有氣泡放出，停止加熱后，導管內有一段水柱，且在一段時間內不回落，說明裝置氣密性良好。
液面差法
抽氣法
先從長頸漏斗處倒水，至淹沒長頸漏斗下端。往外拉活塞發現長頸漏斗下端冒出氣泡 ，則裝置氣密性良好；若往里推活塞，發現 長頸漏斗形成一段穩定的水柱 ，則裝置氣密性良好。
啟普發生器
關閉導氣管上的活塞，從球形漏斗中加入足量的水，使球形漏斗中出現水柱，水柱高度在一段時間內保持不變，則說明裝置不漏氣
分液漏斗
關閉分液漏斗上的活塞，把導氣管的一端浸入水中，用雙手緊握試管底部。如果觀察到導氣管口有氣泡冒出，而且在松開手后，導管中形成一段水柱，則證明裝置氣密性好，不會漏氣。
6、工業制備氧氣
分離液態空氣法——物理方法
在低溫條件下加壓，使空氣轉變為液態，然后蒸發，由于液態氮的沸點是‐196℃，比液態氧的沸點（‐183℃）低，因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來，剩下的主要是液態氧。
膜分離技術
膜分離技術得到迅速發展。利用這種技術，在一定壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。
電解制氧法
把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧，同時獲得兩立方米氫。
二、化合反應與分解反應
有兩種或兩種以上的物質生成一種物質的化學反應叫做化合反應。
有一種物質生成兩種或兩種以上物質的化學反應叫分解反應。
例1、下列關于催化劑的敘述中正確的是（　　）
A．化學反應都需要催化劑
B．不使用二氧化產生氧氣錳作催化劑，過氧化氫就不能產生氧氣
C．催化劑在化學反應前后，其質量和化學性質均不變
D．二氧化錳只能作催化劑，催化劑只有二氧化錳
例2、實驗室制取氧氣的過程巾，可以利用右圖裝置進行干燥、收集、測量等操作。下列對應的處理方式不合理的是( )
A.方式①：瓶內裝濃硫酸干燥氧氣，氧氣由b進a出
B.方式②：向上排空氣法收集氧氣，由a進氣收集氧氣
C.方式③：排出瓶中原來儲存的氧氣，由b通入水，氧氣從a排出
D.方式④：瓶內裝滿水后用排水法測量通入氧氣的體積，由a進氧氣，b接量筒
例3、高錳酸鉀、過氧化氫和氯酸鉀都可用于實驗室制取氧氣，下列有關這三種物質的說法正確的是(　　)
A．它們都含有三種元素，其中一種是氧元素
B．它們制取氧氣的反應有兩個需要加熱，有一個在常溫下進行
C．它們制取氧氣時均需用二氧化錳作催化劑
D．它們制取氧氣的發生裝置相同
例4、實驗室里的氧氣可以通過加熱分解高錳酸鉀的方法來制取。
（1）上圖為實驗室制取氣體的裝置，為收集較為純凈的氧氣應選擇的裝置是　 　。（填字母）
（2）實驗室加熱高錳酸鉀實驗的步驟正確排序為　 　。
①組裝裝置，加入藥品，固定在鐵架臺上 ②加熱藥品
③檢查裝置的氣密性 ④停止加熱 ⑤收集氣體
（3）在實驗中，在試管口放一團棉花的目的是　 　。
（4）點燃酒精燈后，加熱不久后試管發生破裂的原因是　 　。（寫出一點即可）
1．如圖所示，將過氧化氫溶液滴入瓶中可觀察到的現象是(　　)
A．氣球脹大，紅墨水左移 B．氣球縮小，紅墨水右移
C．氣球縮小，紅墨水左移 D．氣球脹大，紅墨水右移
2.小科加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。在加熱過程中，該固體混合物中氧元素質量隨時間變化關系正確的是(　　)
A． B． C． D．
3.某化學興趣小組用如圖所示的裝置來制取干燥的氧氣，并測定實驗中生成的氧氣體積。裝置氣密性良好，圖Ⅰ中的燃燒匙內裝有二氧化錳，燃燒匙可以上下移動，干燥管內裝有足量堿石灰（可以吸收水蒸氣）。下列說法正確的是（　　）
A．將裝置Ⅰ分別與裝置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V連接，均能達到測定氧氣體積的目的
B．若用裝置V測量生成氧氣的體積，集氣瓶上方原有的空氣會使測量結果偏大
C．若用裝置Ⅳ收集氧氣，可將帶火星的木條放置在b處導管口驗滿
D．若用裝置Ⅰ與裝置V量組合測量生成氧氣體積，實驗時先連接裝置Ⅰ和V，后將燃燒匙伸到液面以下
4.下面是學習“制取氧氣”后進行“氧氣的性質”的探究實驗，請回答：
（1）連接儀器組裝成如圖2所示實驗裝置。某學生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發現被拉出的注射器活塞一段時間后又回到原來的位置，你認為該裝置是否漏氣？　 　。
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，應選用的發生裝置是　 　（填字母），實驗時該裝置的試管口應放一團棉花，其目的是　 　；該反應的文字表達式為　 　。若用E裝置收集產生的氧氣，實驗結束，停止加熱前要先將導管移出水面，再熄滅酒精燈，這是為了　 　。若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，則用F裝置收集產生的氧氣，氣體應從　 　（填“c”或“d”）端進入。
（3）細鐵絲在氧氣中燃燒會火星四射（圖G）。某興趣小組對其產生原因進行探究。下表是他們將不同含碳量的鐵絲（鐵絲的直徑均為0.4mm）放入氧氣中燃燒時的實驗現象的記錄。請你分析回答：
物質 含碳0.05%的鐵絲 含碳0.2%的鐵絲 含碳0.6%的鐵絲
燃燒時的現象 劇烈燃燒、極少火星 劇烈燃燒、少量火星 （未填）
通過對表中結果分析，火星四射的現象可能與鐵絲中的　 　有關，表中未填的現象可能為　 　。
5.下圖是實驗室用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣裝置，結合所學知識回答下列問題：
（1）請寫出圖中帶有標號儀器的名稱：①　 　。
（2）實驗中制取的氧氣可以用上圖中的　 　(填字母)裝置來收集。
（3）用制得的氧氣完成D裝置所示實驗，該實驗的現象是　 　。
6.請根據下列裝置圖回答問題：
（1）寫出圖中儀器①、②的名稱：①________；②________。
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，可選用的氣體發生裝置為________ (填字母，下同)，氣體收集裝置為________或________；該裝置中，固定儀器時的一條主要注意事項是________。
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，試管口處要________ 。
（4）實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣(用排水法收集)的主要步驟有：①裝入藥品；②檢查裝置氣密性；③收集氣體；④加熱；⑤停止加熱；⑥移出導氣管。正確的操作順序為
A.①②③④⑤⑥ B.②①③④⑥⑤ C.②①④③⑤⑥ D.②①④③⑥⑤
（5）若使用B裝置來進行二氧化錳和過氧化氫制取氧氣的實驗，在該反應中二氧化錳是________；該反應的文字表達式為________。
（6）經查資料可知，NH3的密度比空氣小，極易溶于水，有刺激性氣味。實驗室常用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體的方法來制取NH3，選用________裝置作制取氨氣的發生裝置，最好選用________裝置來收集NH3，理由是________
1.小科加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣。在加熱過程中，該固體混合物中氧元素質量隨時間變化關系正確的是(　　)
A．B．C．D．
2.小金需收集一瓶約混有四分之一體積空氣的氧氣，下列操作正確的是（　　）
A B C D
集氣瓶中灌 的水 集氣瓶中灌 的水 導管伸入到集氣瓶體積的 處 導管伸入到集氣瓶體積的 處
3.某同學為了探究二氧化錳對H2O2分解速率的影響，利用下圖所示裝置（夾持裝置略去）進行實驗，其中實驗1、實驗2加入二氧化錳，實驗3不加，實驗數據記錄如下：
　 實驗1 實驗2 實驗3
2%的H2O2溶液體積/毫升 20 20 20
溫度/攝氏度 20 80 20
相同時間集氣瓶內氣體體積 較多 最多 最少
（1）三組實驗中，分解速率最快的是　 　，你的判斷依據是　 　。
（2）實驗2中測定的反應速率往往相比真實值會偏大，其原因是　 　。
4.下圖是實驗室制取氣體的常用裝置，請回答下列問題：
（1）儀器a的名稱是　 　。
（2）選用雙氧水和二氧化錳制取氧氣時，應選用　 　(選填*A"或“B")作為氣體發生裝置。
（3）選用D裝置作為氧氣收集裝置，氧氣從　 　(選填“a"或“b")管進入。
答案及解析
例1、C
【解析】在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒）．催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變．
A、并不是所有的化學反應都需要催化劑，如人的呼吸作用，不需要使用催化劑，故選項說法錯誤．
B、不使用二氧化產生氧氣錳作催化劑，過氧化氫能產生氧氣，只是速率較慢，故選項說法錯誤．
C、催化劑在化學反應前后，其質量和化學性質均不變，故選項說法正確．
D、二氧化錳不是只能作催化劑，也可以作反應物，催化劑也不是只有二氧化錳，其它物質也可以作催化劑，故選項說法錯誤．
例2、B
【解析】A、方式①：瓶內裝濃硫酸干燥氧氣，氧氣由b進a出 ，氣體在通過濃硫酸的過程中水蒸氣被吸收，處理合理，A錯誤；
B、方式②：向上排空氣法收集氧氣，氧氣進來將空氣向上逐漸排出，所以應該是從b進入，處理不合理，B正確；
C、方式③：排出瓶中原來儲存的氧氣，由b通入水，氧氣從a排出。通入的水會將長導管的下部封住，所以氧氣要從a排出，處理合理，C錯誤；
D、方式④：瓶內裝滿水后用排水法測量通入氧氣的體積，由a進氧氣，氣體在瓶內積累，氣壓增大將液化由b壓出，所以b接量筒處理合理，D錯誤。
例3、B
【解析】A、過氧化氫含有兩種元素，不符合題意；
B、高錳酸鉀和氯酸鉀制取氧氣的反應需要加熱，過氧化氫在常溫下進行 ，符合題意；
C、高錳酸鉀制氧氣不需二氧化錳作催化劑，不符合題意；
D、過氧化氫制氧氣與另兩個發生裝置不同，不符合題意； 故選B。
例4、（1）e （2）③①②⑤④ （3）防止高錳酸鉀粉末進入導管
（4）沒有預熱﹑試管外壁有水﹑試管口未向下傾斜等
【解析】（1）氧氣的密度大于空氣，可以使用向上排空氣法收集；氧氣難溶于水，也可以用排水法收集。二者比較可知，由于排空氣法中多少都會混有空氣，因此排水法收集的氧氣比較純凈。
（2）根據實驗室制取氧氣的實驗分析解答；
（3）加熱時，高錳酸鉀的粉末很容易被生成的氧氣帶入導氣管，從而引起導氣管堵塞，嚴重的話可能引起爆炸。
（4）在對試管進行加熱時，如果試管受熱不均勻、外壁有水或者藥品里面的水倒流進試管底部，都可能造成試管破裂。
【解答】（1）圖為實驗室制取氣體的裝置，因為排水法比向上排空氣法收集的氧氣更純凈，因此收集較為純凈的氧氣應選擇的裝置是e。
（2）實驗室加熱高錳酸鉀實驗的步驟正確排序為：
③檢查裝置的氣密性； ①組裝裝置，加入藥品，固定在鐵架臺上；
②加熱藥品； ⑤收集氣體； ④停止加熱 。 正確的順序為③①②⑤④。
（3）在實驗中，在試管口放一團棉花的目的是：防止高錳酸鉀粉末進入導管 。
（4）點燃酒精燈后，加熱不久后試管發生破裂的原因是：沒有預熱﹑試管外壁有水﹑試管口未向下傾斜等。
1．C
【解析】 將過氧化氫溶液滴入瓶中，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解產生氧氣，使得裝置內壓強變大，充氣氣球會變小，紅墨水向左移動，C正確。 故選C。
2.B
【解析】氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下受熱分解，生成氯化鉀和氧氣，據此分析即可。
【解答】隨著氯酸鉀的分解，生成的氧氣越來越多，而混合物中的氧元素越來越少。當氯酸鉀完全分解后，因為二氧化錳的質量不變，所以混合物中氧元素的質量不再發生改變，故B正確，而A、C、D錯誤。
3.D
【解析】A.將裝置Ⅰ分別與裝置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ連接，由于集氣瓶上沒有刻度，因此無法測定氧氣的體積，故A錯誤；
B.用裝置V測量生成氧氣的體積，依靠的是生成氣體對液體產生的壓強，將液體壓入量筒中，因此進入量筒中液體的體積，只與生成氧氣的體積大小有關，而與是否存在空氣無關，即測量結果不變，故B錯誤；
C.若用裝置Ⅳ收集氧氣，則應該使氧氣從長導管b進入，其中的空氣從短導管a排出，因此可將帶火星的木條放置在a處導管口驗滿，故C錯誤；
D.若用裝置Ⅰ與裝置V量組合測量生成氧氣的體積，為了防止生成的氧氣外溢到空氣中，因此實驗時先連接裝置Ⅰ和V，后將燃燒匙伸到液面以下，故D正確。
4.（1）否
（2）A；防止高錳酸鉀進入導管造成堵塞；高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；防止倒吸；c
（3）含碳量；劇烈燃燒，火星四射
【解析】（1）連接儀器組裝成如圖2所示實驗裝置。某學生用抽拉法檢查該裝置的氣密性，發現被拉出的注射器活塞一段時間后又回到原來的位置，我認為該裝置不漏氣，故選否。
（2）高錳酸鉀為固體，且需要加熱，因此氧氣的發生裝置應該使用“固體加熱型”，即選A。實驗時該裝置的試管口應放一團棉花，其目的是防止高錳酸鉀進入導管造成堵塞。該反應的文字表達式為： 高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 。若用E裝置收集產生的氧氣，實驗結束，停止加熱前要先將導管移出水面，再熄滅酒精燈，這是為了防止倒吸。用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，則用F裝置收集產生的氧氣，氣體應從短導管c端進入。
（3）通過對表中結果分析，火星四射的現象可能與鐵絲中的含碳量有關，表中未填的現象可能為劇烈燃燒，火星四射。
5.（1）鐵架臺 （2）C （3）劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體、放出大量的熱
【解析】（1）儀器①的名稱叫鐵架臺；
（2）氧氣的密度大于空氣，因此用向上排空氣法收集，故選C；
（3）用制得的氧氣完成D裝置所示實驗，該實驗的現象是：劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體、放出大量的熱。
6.（1）酒精燈；錐形瓶 （2）A；E；F；試管口要略向下傾斜
（3）放一團棉花 （4）D （5）催化劑；過氧化氫 水＋氧氣
（6）A；G；氨氣有刺激性氣味，會污染空氣，且極易溶于水，G裝置可處理尾氣
【解析】（1）對于實驗器材的認識；故答案為：酒精燈，錐形瓶；
（2）選擇A|G|發生裝置條件應考慮反應物的狀態和反應條件，如A適用于固＋固 氣，B適用于固＋液 氣。收集裝置應考慮氣體的密度、氣體的溶解性等，D是向下排空氣法，E是向上排空氣法，根據題意氧氣的收集裝置應是E或F。故答案為：A,E,F，試管口向下傾斜；
（3）為了防止固體高錳酸鉀粉末進入水槽中，所以要在試管口放一團棉花；故答案為：放一團棉花；
（4）實驗的主要步驟是：先檢查裝置氣密性，然后裝藥品、連接實驗裝置，開始實驗，最后整理實驗器材；故答案為：D；
（5）雙氧水自身分解較慢，所以要加入催化劑讓其分解的更快；故答案為：催化劑；過氧化氫 ---二氧化錳--->水+ 氧氣；
（6）制取NH3的物質的狀態和反應條件是固＋固 氣，所以發生裝置是選A，由于NH3具有刺激性氣味，且極易溶于水，所以用G來收集較好。故答案為：A，G，氨氣有刺激性氣味，會污染空氣，且極易溶于水，G裝置可處理尾氣；
1.B
【解析】隨著氯酸鉀的分解，生成的氧氣越來越多，而混合物中的氧元素越來越少。當氯酸鉀完全分解后，因為二氧化錳的質量不變，所以混合物中氧元素的質量不再發生改變，故B正確，而A、C、D錯誤。 故選B。
2.B
【解析】使用排水法首先氧氣時，瓶內水的體積就是氧氣的體積。需要收集一瓶大約體積空氣的氧氣，即收集的氧氣，所以集氣瓶中應灌的水，故A錯誤、B正確； 用排空氣法收集氧氣無法收集的氧氣，因為氧氣密度比空氣大，會聚集在下部，故C、D錯誤。 故選B。
3.（1）實驗2；相同時間內集氣瓶中氣體體積最多
（2）錐形瓶內氣體受熱膨脹或80℃時，溫度較高，水蒸發成水蒸氣（合理即可）。
【解析】（1）三組實驗中，分解速率最快的是實驗2，判斷依據是：相同時間內集氣瓶中氣體體積最多。 （2）實驗2中測定的反應速率往往相比真實值會偏大，其原因是：錐形瓶內氣體受熱膨脹或80℃時，溫度較高，水蒸發成水蒸氣。
4.（1）長頸漏斗（2）A（3）a
【解析】（1）儀器a的名稱是長頸漏斗；
（2）選用雙氧水和二氧化錳制取氧氣時，應該選擇“固液常溫型”，即選用A。
（3）D裝置為“向上排空氣法”，因為氧氣的密度大于空氣，所以氧氣從長導管a進入集氣瓶，而空氣從短導管b排出去。
浙教版科學八年級（下冊）“沖刺重高”講義（十六）
空氣與氧氣（2）

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