专题2.2 氧气及其制取
一、选择题
1．【2018年安徽省】实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是
A．组装好装置后，检查装置的气密性
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．实验结束时，先移走酒精灯再从水槽中移出导管
【答案】A
2．【2018年四川省达州市】下列图像不能正确反映具对应变化关系的是( )
A．盛有空气的密闭容器中点燃红磷
B．用二氧化锰和过氧化氢溶液制氧气
C．向氯化镁和盐酸的混合溶液中，连滴加入氢氧化钡溶液
D．分别向等质量的锌粉和铁粉中，加入足量等质量分数的稀盐酸
【答案】A
【解析】A、红磷只与空气中的氧气反应，反应后密闭容器中仍含有氮气等气体，故压强不可能降为0，故错误；B、用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的实验中，二氧化锰是催化剂，反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，故正确；C、向氯化镁和盐酸的混合溶液中，连滴加入氢氧化钡溶液，氢氧化钡先与稀盐酸反应，故刚开始没有沉淀生成，当稀盐酸反应完全后，氢氧化钡与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，当氯化镁反应完全后，生成氢氧化镁的质量不变，故正确；D、锌比铁活泼，相等的时间内锌生成的氢气多，等质量的锌和铁与足量的酸反应，铁生成的氢气多，故D正确；故选A。
3．【2018年四川省成都市】下列各组物质的鉴别方法与结论均正确的是
15
选项
物质
方法与结论
A
黄铜与铜
相互刻画，留下痕迹的是黄铜
B
高锰酸钾与二氧化锰
取样加热，伸入带火星木条复燃的是高锰酸钾
C
氯化钠与硝酸铵
取样溶解，试管外壁有水雾的是氯化钠
D
稀盐酸与稀硫酸
取样测pH，pH大的是稀盐酸
【答案】B
4．【2018年山东省德州市】下列有关氧气的描述正确的是( )
A．氧气参与燃烧是高能燃料 B．氧气能使带火星木条复燃
C．红磷与氧气反应产生浓厚白雾 D．低温下氧气可以变成无色液体
【答案】B
【解析】A、氧气能支持燃烧，所以氧气可作助燃剂，不具有可燃性，不可作燃料，故A说法不正确B、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故B说法正确；C、红磷在氧气中燃烧，产生浓厚的白烟，故C说法不正确；D、低温下氧气可以变成淡蓝色液体，故D说法不正确。故选B。
5．【2018年山东省临沂市】下列实验现象的描述中，正确的是
A．铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C．镁条在空中燃烧，产生大量的白雾
D．向石蕊溶液中滴加稀硫酸后，溶液由紫色变成蓝色
【答案】B
【解析】A．铁丝在空气中不能燃烧，故错误；B．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，正确；C．镁条在空中燃烧，放出耀眼的白光，生成白色固体， 故错误；D．石蕊遇酸变红，故向石蕊溶液中滴加稀硫酸后，溶液由紫色变成红色，故错误。故选B。
6．【2018年湖南省岳阳市】下列有关实验现象的描述，正确的是（ ）
15
A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾 B．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
C．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰 D．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体
【答案】D
7．【2018年湖北省咸宁市】下列实验现象描述正确的是
A．镁条在空气中燃烧，发出白光，生成黑色固体
B．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成了四氧化三铁
C．铁锈与稀盐酸反应后溶液颜色由无色变成了黄色
D．将紫色石蕊试液滴入到稀氢氧化钠溶液中变红
【答案】C
【解析】A．镁条在空气中燃烧，发出白光，生成白色固体，故错误；B．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成了黑色固体，描述现象时，不能说明物质的名称，故错误；C．铁锈与稀盐酸反应后溶液颜色由无色变成了黄色，正确；D．石蕊遇碱变蓝，故将紫色石蕊试液滴入到稀氢氧化钠溶液中变蓝，故错误。故选C。
8．【2018年四川省巴中市】对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（ ）
A
B
C
D
实验装置
硫在氧气中燃烧
测定空气中氧气的含量
铁丝在氧气中燃烧
探究燃烧的条件
解释
集气瓶中的水：吸收放出的热量。
量筒中的水：通过水体积的变化得出空气中氧气的体积。
集气瓶中的水：冷却溅落融熔物，防止集气瓶炸裂。
烧杯中的水：①加热铜片；②隔绝空气。
【答案】A
15
【解析】A、硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫气体有毒，扩散到空气中会污染空气，水能够吸收二氧化硫生成亚硫酸，从而防止了二氧化硫向外扩散。水的主要作用是吸收二氧化硫，错误；B、测定空气中氧气的体积分数时，通过量筒中水的体积变化可知氧气的体积。水的主要作用是间接测定氧气的体积，正确；C、铁在氧气中燃烧时，水的用途是冷却溅落的四氧化三铁，防止炸裂集气瓶，正确；D、使水中白磷隔绝氧气；为铜片上的物质提供温度，正确。故选A。
9．【2018年四川省巴中市】下列有关实验现象描述正确的是
A．硫在氧气中燃烧产生淡蓝色的火焰 B．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟
C．碳在空气中燃烧生成二氧化碳 D．将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
【答案】B
10．【2018年湖北省武汉市】某化学兴趣小组用下图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中容质的质量分数。装置气密性良好，图中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移动，干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。下列说法正确的是
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中容质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【答案】B
11．【2018年广东省】下列说法正确的是
A．催化剂的作用是加快反应速率 B．石油是有机物，也是纯净物
15
C．铁器在干燥的空气中不易生锈 D．节约用水对沿海城市意义不大
【答案】C
【解析】A、催化剂的作用是改变反应速率，错误；B、石油是有机物，也是混合物，错误；C、铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水共同作用。故铁器在干燥的空气中不易生锈，正确；D、海水中盐含量很高，不能直接饮用，海水淡化成本高，且节约用水是每个公民应尽责任义务，错误。故选C。
12．【2018年湖南省岳阳市】下列图象中有关量的变化趋势正确的是（ ）
A．①图向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中，逐渐滴加碳酸钾溶液至过量
B．②图加热等质量的两份氯酸钾，一份加入二氧化锰，一份不加入二氧化锰
C．③图一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应
D．④图向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，逐渐加入镁粉至过量
【答案】D
【解析】A、向一定量的盐酸和氯化钡的混合溶液中，逐渐滴加碳酸钾溶液至过量时，碳酸钾先和盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，随着反应进行，溶液酸性减弱，pH升高，后和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾，反应过程中溶液pH不变，完全反应后继续加入碳酸钾溶液时，碳酸钾溶液显碱性，pH继续升高，该选项对应关系不正确；B、加热等质量的两份氯酸钾，一份加入二氧化锰，一份不加入二氧化锰，只是反应速率不同，但是最终生成氧气质量相等，该选项对应关系不正确；C、一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应，硫完全反应，剩余硫粉质量为零，该选项对应关系不正确；D、向一定量的氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，逐渐加入镁粉至过量时，镁先和氯化铜反应生成氯化镁和铜，反应过程中溶液质量减小，后和氯化亚铁反应生成氯化镁和铁，反应过程中溶液质量减小，完全反应后溶液质量不变，该选项对应关系正确。故选D。
13．【2018年江西省】下列图像能正确反映对应变化关系的是______；
A．加热等质量的氯酸钾 B．通电分解水
C．向一定量的氢氧化钠溶液中逐渐加入稀盐酸
15
D．将一定量含有盐酸的氯化钙溶液中逐渐加入碳酸钾溶液，则图中物质R是_________；。
【答案】 C CO2
二、非选择题
13．【2018年四川省乐山市】小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂”这一命题。他设计并完成了下表所示的探究实验：
实验操作
实验现象
实验结论或总结
各步骤结论
总结
实验一
将氯酸钾加热至融化，伸入带火星的木条。
木条复燃
氯酸钾受热要分解产生氧气，但是_____________。
(反应的化学方程式为：_________。)
二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂。
实验二
加热二氧化锰，伸入带火星的木条。
木条不复燃
二氧化锰受热不产生氧气。
实验三
_______________
木条迅速复燃
二氧化锰能加快氯酸钾的分解。
（1）请你帮小明同学填写上表中未填完的空格;
（2）在小明同学不同的探究实验中，实验一和实验二起的作用是_________________；
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：_______；第二方面的实验是要_______。
15
【答案】 时间较长、温度较高 2KClO32KCl+3O2↑ 将MnO2与KClO3的混合物加热 对比(或对照等) 比较MnO2在KClO3分解前后的质量 验证从反应后的剩余物中分离出的固体是否能加快KClO3的分解
14．【2018年山西省】下图是实验室用高锰酸钾制取氧气的装置。请回答问题。
（1）仪器a的名称______________。
（2）用高锰酸钾制取O2的化学方程式是____________________。
（3）实验室收集氧气的方法是__________________________。
（4）将高锰酸钾粉末装入试管的操作是__________________________。
（5）试管口放一团棉花的作用是__________________________。
【答案】 铁架台 2KMnO4K2MnO2+MnO2+O2↑ 向上排空气法(或排水法) 将试管倾斜(或横放)，把盛有药品的药匙(或纸槽)送至试管底部，然后使试管直立起来 防止加热时高锰像钾粉末进入导管(或防止高猛配钾粉末进入水槽使水变红(合理即可)
15
15．【2018年山东省聊城市】实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图。
请回答:
（1）二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的______都没有发生变化；
（2）反应生成氧气的质量为________g。
（3）参加反应过氧化氢溶液的质量分数是____________?
【答案】 质量和化学性质 1.6 5%
【解析】本题考查了催化剂的特点和溶质质量分数与化学方程式相结合的计算。反应过程中质量的减少是因为生成了氧气，所以可以求算氧气的质量，根据氧气的质量和对应的化学方程式求算过氧化氢的质量。（1）催化剂是在化学反应中能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质不变的物质，二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都没有发生变化；（2）根据质量守恒，反应产生氧气的质量=70g-68.4g=1.6g；
（3）设：产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x=3.4g
15
过氧化氢溶液的溶质质量分数=×100%=5%。
16．【2018年山东省德州市】实验室中分别用高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾制取比较纯净的氧气。请你按照要求回答问题：
(l)结合下图所提供装置完成下列表格
反应物
填写内容
化学方程式
气体制取装置
组合(填序号)
高锰酸钾
例：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
____________
过氧化氧(二氧化锰)
___________________________________
____________
氯酸钾(二氧化锰)
___________________________________
（2）请结合上图回答问题：
①写出甲、乙所指仪器名称：甲_______________；乙_______________；
②用过氧化氢制氧气的装置与其他两种方法的装置相比具有的优点____________，_____________(写出两条)；
③若用下图装置收集一瓶氧气，气体应从____(填a或b)端进入集气瓶。
【答案】 AD 2H2O22H2O+O2↑ BD 2KClO32KCl+3O2↑ 酒精灯 集气瓶 可随时添加液体药品 操作简便或节能安全 b
15
17．【2018年江苏省扬州市】氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下：
I.氧气的制备：
（1）写出上图中有标号仪器的名称：①___________，②__________。
（2）写出用KMnO4制取O2的化学反应方程式__________________。该装置中棉花团的作用是_________________，图中装置一处明显的错误是______________。
II.氧气的收集：
[实验1]用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
[实验2]用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
[实验3]用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。
实验数据:
实验1
实验2
实验3
氧气的体积分数(%)
79.7
79.6
79.9
88.4
89.0
87.9
90.0
89.8
89.3
15
氧气的平均体积分数(%)
79.7
88.4
89.7
数据分析：
（3）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是_______________。
（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是_______。
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧
（5）铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为________________________。
（6）铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是_____________(填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，则原因是________________(用化学反应方程式表示)。
【答案】 酒精灯 铁架台 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止高锰酸钾粉末进入导管 试管口向上倾斜 延长收集时间 反应物不纯（合理即可） 3Fe+2O2 Fe3O4 CO2 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
【解析】本题主要考查了仪器的名称、实验室用高锰酸钾制取氧气，铁丝在氧气中燃烧的实验，同时也考查了化学方程式的书写、注意事项等，综合性比较强。
18．【2018年湖北省咸宁市】根据下图实验装置，回答问题。
15
（1）图中仪器a的名称是___________。
（2）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的化学方程式为__________。用排空气法收集一瓶氧气，验满的方法是_________。
（3）实验室制取二氧化碳气体所选用的装置__________(填序号)。
（4）某化学小组利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁，并验证反应后的气体产物。
①请写出用CO气体还原氧化铁的化学方程式_________。
②实验室现有下图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是__________。
A．甲→乙→丙→丁 B．甲→丙→乙→丁
C．乙→甲→丙→甲→丁 D．乙→甲→丙→乙→丁
【答案】 水槽 2KClO32KCl+3O2↑ 用带火星的小木条置于集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满 AD Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 C
【解析】（1）图中仪器a的名称是水槽 ；（2）加热氯酸钾和二氧化锰混合物反应生成氯化钾和氧气，反应方程式为2KClO32KCl+3O2↑；用排空气法收集一瓶氧气，验满的方法是用带火星的小木条置于集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满；（3）实验室制取二氧化碳的反应物的状态是固体和液体，反应的条件是不加热，故反应装置选固液不加热型装置A,二氧化碳的密度比空气的密度大，二氧化碳能溶于水，故选向上排空气法收集，故选AD；（4）①CO气体与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应为的化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ；②混合气体先要经过氢氧化钠溶于除去二氧化碳，再用氢氧化钙溶液检验二氧化碳，再将气体通入丙装置中，后用甲装置检验是否有二氧化碳生成，最后用气球收集尾气，故选C。
15
19．【2018年湖北黄冈市】下图是实验室制取气体的发生装置和气体收集装置。
回答下列问题：
（1）用装置B和E制取氧气，其反应的化学方程式是_____________________。
（2）现需要制取并收集一瓶氢气，在装置A、B、C、D、E中，应选择的装置组合是________。
（3）C、D、E、F都是实验室制取气体的收集装置，其中装置C和装置E不能用来收集二氧化碳，则不能用装置E的原因是____________________。
【答案】 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑或2KC1O32KC1＋3O2↑ AC或AE（只答AC或只答AE也给满分） 二氧化碳能溶于水且可与水反应
【解析】（1）装置B和E组合可用于加热高锰酸钾或加热二氧化锰和氯酸钾的混合物制氧气，其反应的化学方程式分别是：2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑或2KC1O32KC1＋3O2↑；（2）实验室用锌和硫酸常温下反应生成氢气，发生装置选A；氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集，氢气难溶于水，可用排水法收集，收集装置选C或E；（3）装置E是排水法收集，因为二氧化碳能溶于水且可与水反应，故不能用此装置收集。
20．【2018年广州市】下图是实验室制备气体的部分装置
（1）加热混有二氧化锰的氯酸钾制备一瓶氧气用于性质实验
①该方法制得O2的化学方程式是______________________________________。
②可选用_____和________(填序号)装置组合。首先检查装置的气密性,方法是:把导管口放入水中,然后_____________________，观察到有气泡冒出,说明装置气密性良好
15
（2）氢气被认为是理想的清洁、高能燃料
①实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性,可选用_______(填序号)与E装置组合,在E导管口点燃。实验过程是：组装仪器——>检查装置气密性——>装入药品制备氢气——>_____________——>点燃。
②电解水也可制得H2。装置如图F，_________管中产生的是氢气
③氢气的生产方法是制约其作为清洁能源广泛使用的原因之一,科学家根据生产方法提出“绿色”氢气和“有污染”的氢气的概念,下列方法可获得“绿色”氢气的是_________。
A．用矿石生产锌和硫酸,再相互反应 B．在催化剂作用下,利用太阳能光解水
C．利用煤燃烧发电,再电解水 D．利用风能、水力发电,再电解水
【答案】 2KClO32KCl + 3O2↑ B C 双手握住试管 A 验纯 甲 BD
21．【2018年湖北省随州市】实验是进行科学探究的主要方法。如图是初中化学常见装置，请回答:
（1）仪器①的名称是_____________________________。
（2）实验室用纯净物制取O2的化学方程式是______________________________。
（3）欲用活泼金属与稀硫酸反应制取干燥的H2，请从这些装置中选择并连接一套组合装置，按照气流从左到右的流向，写出所选装置接口的连接顺序:_________________。
15
（4）在实验室，小宇同学为验证CO2的性质，将制取的气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水不变浑浊，分析其中的原因可能是_____________________。
【答案】 长颈漏斗 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ bdcfe或b→d→c→f→e或bdcf或b→d→c→f 所用盐酸的浓度过高或澄清石灰水已变质
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