课题3 制取氧气
知识要点基础练
知识点1 氧气的实验室制法
1.实验室制取氧气可选用的药品有(C)
①过氧化氢 ②氧化汞 ③二氧化锰 ④高锰酸钾
⑤空气 ⑥氯酸钾
A.①②③④ B.②③④⑥
C.①③④⑥ D.①④⑤⑥
2.实验室采用如图所示装置加热高锰酸钾来制取氧气,回答下列问题:
(1)写出标号仪器的名称:① 试管 ,② 集气瓶 。
(2)指出装置图中的一处错误: 试管口没有放一小团棉花 ;这处错误可能导致的后果是 固体粉末随气流进入导管,堵塞导管 。
(3)该实验中收集气体的方法是 排水法 ,用该方法收集的氧气不纯净(水蒸气不计)的可能原因是 集气瓶未装满水就倒立于水槽中(或未等到气泡连续且均匀冒出时就开始收集,合理即可) 。
(4)若采用向上排空气法收集氧气,其余操作不变,主要操作步骤如下:
①熄灭酒精灯;
②检查装置气密性;
③往试管中装入高锰酸钾固体;
④点燃酒精灯;
⑤收集气体;
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⑥选择好仪器进行连接组装;
⑦将试管固定在铁架台上。
正确的顺序是 ⑥②③⑦④⑤① (用序号填空)。
知识点2 催化剂
3.分解过氧化氢制取氧气时,若忘记加二氧化锰,可能导致的结果是(B)
A.不放出氧气 B.放出氧气的速率变慢
C.放出氧气的总量减少 D.收集到的氧气不纯
4.下列有关催化剂的说法正确的是(C)
A.任何化学反应都需要催化剂
B.催化剂的质量在反应前后不变,化学性质在反应前后发生改变
C.某些化学反应可能有多种催化剂
D.催化剂只能加快化学反应速率
知识点3 分解反应
5.下列反应中,属于分解反应的是(D)
A.氢气+氧气水
B.二氧化碳+水碳酸
C.乙醇+氧气二氧化碳+水
D.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
知识点4 氧气的工业制法
6.氧气是人类赖以生存的气体,因此研究其制法极为重要。工业上用分离液态空气的方法制取氧气,主要是利用了氧气和氮气的 沸点 不同。该方法制取氧气的过程中发生的是 物理变化 (填“物理变化”或“化学变化”)。
6
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7.实验室既可以用分解高锰酸钾的方法制取氧气,也可以用分解过氧化氢的方法制取氧气,这两种方法的共同点是(A)
①都能生成氧气 ②都是分解反应 ③都需要加入催化剂 ④制取装置都一样 ⑤都需要加热 ⑥制取时都要检查装置的气密性
A.①②⑥ B.①④⑤
C.②③⑤ D.①②③④⑤
8.如图是“分解过氧化氢制氧气”的主要操作步骤,其中错误的是(D)
【解析】D项,验满时应将带火星的木条放在集气瓶口,错误。
9.现有以下仪器,请回答下列问题:
(1)仪器⑧的名称是 酒精灯 ;取用粉末状固体必须用到的仪器是 ① (填序号)。
(2)如果用加热高锰酸钾的方法制取氧气,组装氧气发生装置时应选择 ③⑤⑦⑧ (填序号);收集氧气的方法有 排水法 和 向上排空气法 。
(3)如果用分解过氧化氢的方法来制取氧气,发生反应的文字表达式为 过氧化氢水+氧气 。
(4)比较(2)和(3)两种制取氧气的方法,最好选用方法(3)的原因是 方法(3)不用加热,操作简便且节能、环保(合理即可) 。
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(5)将上述分解高锰酸钾制取氧气的仪器装配好后,检查该装置气密性的操作为 将导气管一端浸入水中,双手握住试管,若导管口有少量气泡逸出,松开手后导管中能形成一段稳定的水柱,则说明装置气密性良好 。
(6)加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集氧气,当导管口开始有气泡冒出时,不宜立即收集,其原因是 此时气体中含有一定量的空气 ;收集气体的时机是 气泡连续且比较均匀地放出时 。实验结束时应先 把导管移出水面 ,后 熄灭酒精灯 ,原因是 防止水槽中的水沿导管回流至试管底部使试管炸裂 ;集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片并 正 放在桌面上。
10.实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰(催化剂)制取氧气。
【提出问题】二氧化锰是催化剂,那么二氧化锰的用量对反应速率是否有影响?
【设计实验】(1)实验装置如图所示。
(2)实验记录:每次用30 mL 10%的过氧化氢溶液,采用不同量的二氧化锰粉末作催化剂进行实验,测定相关数据记录于下表中:
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二氧化锰
用量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
待测数据
【分析】(1)上述实验应该测定的“待测数据”可能是 量筒中收集到相同体积水所用的时间(或相同时间内量筒中收集到水的体积) 。
(2)10次实验“每次用30 mL 10%的过氧化氢溶液”的目的是 控制变量 。
(3)若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更 大[或小,与第(1)问所填内容对应] (填“大”或“小”),说明催化剂的用量越多,反应越快。
【实验与结果】经多次实验证明,第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率逐渐加快,第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。
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【结论】 催化剂的用量在一定范围内对反应速率有影响 。
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11.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)写出图中标号仪器的名称:① 铁架台 。
(2)写出用氯酸钾制取氧气的文字表达式: 氯酸钾氯化钾+氧气 。该装置有一处明显的错误是 试管口向上倾斜 。
Ⅱ.氧气的收集:
【实验1】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口的带火星的木条复燃时停止收集,测定集气瓶中氧气的含量,重复实验3次。
【实验2】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口的带火星的木条复燃后,继续收集40 s,测定集气瓶中氧气的含量,重复实验3次。
【实验3】用排水法收集氧气,测定集气瓶中氧气的含量,重复实验3次。
【实验数据】记录数据如下表所示:
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
氧气的平均
体积分数/%
79.7
88.4
89.7
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【数据分析】(3)由实验1、2可知,用向上排空气法收集氧气时,为提高收集到的气体中氧气的体积分数,可采取的措施是 延长收集时间 。
(4)不考虑操作因素,实验3收集到的气体中氧气的体积分数不能达到100%的主要原因是 集气瓶中含有水蒸气(合理即可) 。
Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧:
(5)铁丝在纯氧中燃烧的文字表达式为 铁+氧气四氧化三铁 。
(6)研究表明生铁丝(含一定量的碳)燃烧时火星四射,而纯铁丝燃烧时此现象不明显。生铁丝燃烧时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 二氧化碳 。
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