第3節(jié)氧氣的制備題型01工業(yè)制取氧氣題型02過(guò)氧化氫制取氧氣實(shí)驗(yàn)題型03高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)題型04氯酸鉀制取氧氣題型05氧氣的制取中裝置的選擇題型06催化劑和催化作用題型07分解反應(yīng)題型08制取氧氣實(shí)驗(yàn)的圖像問(wèn)題題型01工業(yè)制取氧氣分離液態(tài)空氣法原理：利用液態(tài)氧氣和液態(tài)氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同。該方法是物理變化。膜分離制氧（物理變化）指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過(guò)\t"/item/%E8%86%9C%E5%88%86%E7%A6%BB%E6%8A%80%E6%9C%AF/_blank"特定薄膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。分子篩制氧（物理變化）分子篩是一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的材料，有很強(qiáng)的吸附能力，能把不同的分子分離開(kāi)，起到“篩分"分子的作用，故稱為分子篩。分子篩制氧機(jī)是利用分子篩特殊的吸附能力和解吸技術(shù)，加壓時(shí)吸附空氣中的氮?dú)?、二氧化碳?xì)怏w，將未被吸收的氧氣收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)凈化處理后即成為高純度的氧氣。【典例1】工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣法制取氧氣。下表是液態(tài)空氣中常見(jiàn)氣體成分的沸點(diǎn)。物質(zhì)二氧化碳氮?dú)庋鯕夥悬c(diǎn)/℃-78.5-195.8-183.0分離液態(tài)空氣制氧氣是依據(jù)液氮和液氧的不同。分析上表數(shù)據(jù)，控制溫度在至℃時(shí)，可以將氮?dú)鈴囊簯B(tài)空氣中分離出來(lái)?！咀兪?-1】空氣是一種寶貴的資源，空氣中的各種成分廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。如圖是以空氣和其他必要的原料合成氮肥的工業(yè)流程。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。(1)步驟①中發(fā)生的是變化(填“物理”或“化學(xué)”)。(2)空氣中體積分?jǐn)?shù)最大的氣體是(填化學(xué)符號(hào))。(3)分離液態(tài)空氣制得的儲(chǔ)存在藍(lán)色鋼瓶里的“工業(yè)液氧”是(填“純凈物”或“混合物”)。(4)寫出步驟②中合成氨氣的文字表達(dá)式，該反應(yīng)屬于反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型)?！咀兪?-2】空氣是一種寶貴的自然資源。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)科學(xué)家研制的“人造空氣”可供航天員呼吸。“人造空氣”中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為70%，比地球上空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)（填“大”或“小”）。(2)如圖1為工業(yè)制取氧氣的部分流程示意圖，請(qǐng)根據(jù)圖示回答相關(guān)問(wèn)題：①液態(tài)空氣在空氣分餾塔中蒸發(fā)可分離出氧氣和氮?dú)?，原理是利用氮?dú)夂脱鯕獾模ㄌ睢懊芏取被颉胺悬c(diǎn)”）不同而將氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，該過(guò)程屬于（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。②已知氧氣的沸點(diǎn)是-183℃，氮?dú)獾姆悬c(diǎn)是-196℃。當(dāng)打開(kāi)一個(gè)裝有液態(tài)空氣的容器蓋，并將一根燃著的木條置于容器口上方，觀察到的現(xiàn)象是，請(qǐng)說(shuō)明原因。(3)冰箱中常用“氣調(diào)保鮮”來(lái)達(dá)到對(duì)食物保鮮的效果。如圖2所示是工業(yè)上用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)“氣調(diào)保鮮”的流程。在空氣分離后，可用作冰箱保鮮室內(nèi)的氣體是（填“富氧空氣”或“富氮空氣”）。【變式1-3】空氣可用于工業(yè)上制取氧氣，其流程如圖：(1)工業(yè)上制氧氣的方法發(fā)生了變化。(填“物理”或“化學(xué)”)(2)①所采取的方法是(填“升溫”或“降溫”)。(3)液態(tài)空氣分離過(guò)程中先被分離出來(lái)。(4)氮?dú)饪捎糜诒４嫒菀鬃冑|(zhì)的食物，是利用氮?dú)獾牟换顫姟?5)貯存在藍(lán)色鋼瓶中的氧氣的用途是。a．氣體肥料

b．醫(yī)療急救

c．氣割氣焊

d．煉鋼題型02過(guò)氧化氫制取氧氣實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)藥品過(guò)氧化氫溶液（主要成分H2O2）和二氧化錳（黑色粉末MnO2）實(shí)驗(yàn)原理文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫水+氧氣,符號(hào)表達(dá)式為H2O+O2實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟①檢查裝置的氣密性②裝藥品③收集氣體【典例2】“實(shí)驗(yàn)室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的實(shí)驗(yàn)裝置及操作不正確的是A．裝入MnO2B．制備O2C．干燥O2D．收集O2A．A B．B C．C D．D【變式2-1】如圖所示，過(guò)氧化氫（H2O2）在催化劑二氧化錳的作用下，迅速分解放出大量的氧氣，下列現(xiàn)象正確的是A．氣球脹大，紅墨水左移 B．氣球縮小，紅墨水右移C．氣球脹大，紅墨水右移 D．氣球縮小，紅墨水左移【變式2-2】對(duì)“過(guò)氧化氫的分解”開(kāi)展如圖所示的實(shí)驗(yàn)探究。下列說(shuō)法正確的是A．甲能和乙、丙、丁分別形成對(duì)比實(shí)驗(yàn)B．甲和丙對(duì)比，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解速率的影響C．乙和丙對(duì)比，探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響D．丙和丁對(duì)比，探究MnO2是H2O2分解的催化劑【變式2-3】過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可產(chǎn)生H2O2，進(jìn)而制得O2。實(shí)驗(yàn)小組利用此原理，自制簡(jiǎn)易供氧器(如圖)制取O2.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．使用前應(yīng)檢查裝置氣密性 B．I中的二氧化錳起催化作用C．Ⅱ中的水可用于增加O2的濕度 D．該裝置不能控制產(chǎn)生O2的快慢題型03高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)藥品高錳酸鉀（暗紫色固體）實(shí)驗(yàn)原理文字表達(dá)式為高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣,符號(hào)表達(dá)式為KMnO4K2MnO4+MnO2+O2實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟步驟：查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄①連接儀器并檢查裝置氣密性：先將導(dǎo)管一端放入水中，后用手緊握試管外壁，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，說(shuō)明氣密性良好。②裝入藥品：藥品要平鋪，增大受熱面積。同時(shí)試管口放置一小團(tuán)棉花，目的是防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管造成堵塞或污染水槽。③固定裝置：自下而上，從左到右的順序。導(dǎo)氣管只要稍露出橡皮塞的目的是便于氣體的導(dǎo)出。試管口略向下傾斜的目的是防止冷凝水倒流，使試管破裂。④點(diǎn)燃酒精燈加熱：先預(yù)熱，再用外焰對(duì)準(zhǔn)藥品所在部位集中加熱目的是防止受熱不均勻使試管破裂。⑤收集氣體導(dǎo)管口氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)開(kāi)始收集，集氣瓶口有較大氣泡冒出時(shí)，說(shuō)明已經(jīng)收集滿，在水下蓋好玻璃片取出正放⑥將導(dǎo)管撤離出水槽⑦熄滅酒精燈【典例3】實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，下列做法錯(cuò)誤的是A．在試管口放一團(tuán)棉花，防止粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)管B．導(dǎo)管口開(kāi)始有氣泡放出時(shí)不要立即收集，以免收集到的氣體不純C．用高錳酸鉀制取所需氧氣后，要先熄滅酒精燈，然后再把導(dǎo)管移出水面，防止水槽中的水沿導(dǎo)管倒吸，使試管驟冷破裂D．將收集滿氧氣的集氣瓶正放在桌面上【變式3-1】用高錳酸鉀制氧氣的操作過(guò)程，錯(cuò)誤的是A．檢查氣密性B．制取氣體C．收集氣體D．檢查氣體A．A B．B C．C D．D【變式3-2】實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置中，有關(guān)幾個(gè)“口”位置的描述正確的是A．裝高錳酸鉀的試管口應(yīng)略向下傾斜B．用排空氣法收集氧氣時(shí)，集氣瓶口應(yīng)向下C．用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，在導(dǎo)管口放一團(tuán)棉花D．用排水集氣法收集氧氣時(shí)，導(dǎo)管口應(yīng)先伸入集氣瓶中再加熱【變式3-3】實(shí)驗(yàn)小組按圖1所示的裝置加熱高錳酸鉀制氧氣，圖2表示試管內(nèi)固體的質(zhì)量隨著加熱時(shí)間的變化關(guān)系，下列分析正確的是A．M點(diǎn)時(shí)導(dǎo)管口會(huì)冒出的氣泡是氧氣B．在圖1的N點(diǎn)時(shí)刻，導(dǎo)管口無(wú)氣泡放出C．P點(diǎn)得到的固體屬于純凈物D．圖1中的棉花可以防止加熱時(shí)試管內(nèi)的粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)管題型04氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)藥品氯酸鉀（白色固體）與二氧化錳（黑色粉末）實(shí)驗(yàn)原理文字表達(dá)式：氯酸鉀氯化鉀+氧氣,符號(hào)表達(dá)式：KClO3KCl+O2實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟步驟：查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄（同高錳酸鉀制氧氣）【典例4】加熱氯酸鉀制取氧氣的操作中正確的是A．開(kāi)始加熱時(shí)，導(dǎo)管口有氣泡冒出立即收集B．加熱試管時(shí)，先使酒精燈火焰在試管下方來(lái)回移動(dòng)C．用排空氣法收集氧氣時(shí)，導(dǎo)氣管口應(yīng)放在集氣瓶口D．試管口要塞一團(tuán)棉花，防止粉末進(jìn)入導(dǎo)管【變式4-1】實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)研究，加熱氯酸鉀時(shí)含量隨溫度變化的情況如圖1，圖2。已知：氯酸鉀的熔點(diǎn)是356℃。下列說(shuō)法不正確的是A．由圖2可知，氯酸鉀的分解溫度高于其熔點(diǎn)B．圖1中加熱氯酸鉀固體時(shí)，試管口應(yīng)略向下傾斜C．單獨(dú)加熱氯酸鉀產(chǎn)生氧氣較慢，不適合用于實(shí)驗(yàn)室制氧氣D．300~400℃時(shí)試管內(nèi)氧氣含量略有下降，可能是由于部分氧氣逸出試管【變式4-2】有三份質(zhì)量相同的氯酸鉀固體標(biāo)記為A、B、C。A中加入1g的二氧化錳，B中加入1g的高錳酸鉀，C中不加其他物質(zhì)。分別加熱至完全分解，下列說(shuō)法正確的是A．產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量：B＞A=C B．產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量：A=B＞CC．產(chǎn)生氧氣的速率：A=B＜C D．產(chǎn)生氧氣的速率：A=B=C【變式4-3】某同學(xué)用圖1所示裝置對(duì)氯酸鉀制取氧氣進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。氯酸鉀分解時(shí)，傳感器得到氧氣的濃度隨溫度的變化如圖2所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．圖1裝置中試管口略向上傾斜防止受熱后熔化的氯酸鉀流出試管B．圖2中A→B段氧氣濃度逐漸降低的可能原因是加熱時(shí)排出一部分空氣C．圖2可知，不加入催化劑氯酸鉀也能分解生成氧氣D．圖2可知，加入催化劑后氯酸鉀分解所需的溫度比不加入催化劑更高題型05氧氣的制取中裝置的選擇藥品高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)原理2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑發(fā)生裝置固固加熱型固液常溫型a.操作簡(jiǎn)便，適宜制取少量氣體；b.便于添加液體藥品；c.可以控制反應(yīng)速率；d.可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止注意事項(xiàng)①試管口略向下傾斜，防止冷凝水流至熱的試管底部，避免試管炸裂；②鐵夾應(yīng)夾在試管中上部；③加熱高錳酸鉀時(shí)要在試管口放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末堵塞導(dǎo)管①若使用長(zhǎng)頸漏斗，則長(zhǎng)頸漏斗下端應(yīng)在液面以下，形成液封，防止氣體從長(zhǎng)頸漏斗溢出；②用裝置d進(jìn)行氣體的制取實(shí)驗(yàn)時(shí)，固體藥品必須為塊狀或顆粒狀收集裝置排水法或向上排空氣法選擇依據(jù)氧氣的密度比空氣的大、不易溶于水注意事項(xiàng)①用排水法收集氣體時(shí)，應(yīng)當(dāng)?shù)鹊綒馀葸B續(xù)并較均勻的放出后再收集氣體，否則氣體不純。實(shí)驗(yàn)結(jié)束先撤離導(dǎo)管，再熄滅酒精燈，防止倒吸；②排空氣法收集氣體時(shí)導(dǎo)管伸入集氣瓶底部的目的是便于排凈集氣瓶?jī)?nèi)的空氣檢驗(yàn)將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復(fù)燃，則為氧氣驗(yàn)滿將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，說(shuō)明氧氣已集滿(若用排水法收集時(shí)，集氣瓶口有大量氣泡冒出，則說(shuō)明氧氣已集滿)【典例5】氧氣是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要?dú)怏w。實(shí)驗(yàn)室制取氣體常用的裝置如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)寫出圖中儀器a的名稱：。(2)若用圖中裝置A制取氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式是：；裝置A中的試管口略向下傾斜的原因是。實(shí)驗(yàn)室可以用裝置C收集氧氣，開(kāi)始收集的最佳時(shí)機(jī)是。(3)若用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣，可以選擇的發(fā)生和收集裝置是（填字母編號(hào)、從A-E中選）。(4)若用裝置F采用向上排空氣法收集氧氣，應(yīng)將氣體從（填“b”或“c”）口通入?！咀兪?-1】A-F是實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常用裝置。回答下列問(wèn)題：(1)儀器a的名稱是。(2)實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫和二氧化錳制取氧氣，可選擇的發(fā)生裝置是(填字母)，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是，反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式是。(3)若收集一瓶較干燥的氧氣應(yīng)選擇的收集裝置是(填字母序號(hào))，利用此方法收集氧氣，驗(yàn)證氧氣已收集滿的操作方法是。若選用E裝置收集氧氣，當(dāng)看到時(shí)，開(kāi)始收集。(4)天然氣是一種常見(jiàn)的化石燃料，其主要成分是甲烷，甲烷是一種無(wú)色無(wú)味、密度比空氣小且難溶于水的氣體，若要用F裝置收集一瓶較純凈的甲烷，氣體應(yīng)從(填“m”或“n”)管通入?！咀兪?-2】根據(jù)如圖裝置，回答問(wèn)題(1)寫出圖中標(biāo)號(hào)儀器名稱：①。(2)實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫溶液與適量的二氧化錳混合制取氧氣，希望可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制化學(xué)反應(yīng)速率，可以選擇(填裝置序號(hào))作為發(fā)生裝置，寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式。(3)若用G裝置進(jìn)行排空氣法收集氧氣，則將帶火星的木條放在(選填“a”或“b”)處，若觀察到帶火星的木條復(fù)燃，則表示氧氣已集滿。(4)若選擇將裝置G中裝滿水，連接裝置G和H，用排水集氣法測(cè)定生成氧氣的總體積，則導(dǎo)管的連接順序?yàn)?填導(dǎo)管序號(hào))。題型06催化劑和催化作用1．催化劑概念在化學(xué)反應(yīng)中,能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì),在反應(yīng)前后都沒(méi)有變化的物質(zhì)叫催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用2．催化劑特點(diǎn)“一變二不變”“一變”：改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。(注意：改變可以是加快、也可以是減慢)“二不變”：本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒(méi)有改變。3．對(duì)催化劑的理解（1）催化劑不能改變生成物的質(zhì)量（2）催化劑不是反應(yīng)物也不是生成物（寫在反應(yīng)條件上）（3）一種催化劑只針對(duì)某一反應(yīng)，不同的反應(yīng)，催化劑可能相同，某一反應(yīng)的催化劑可能不只一種4．證明某物質(zhì)是催化劑（同時(shí)滿足即為催化劑）：（1）證明是否改變反應(yīng)速率：相同條件下，加或者不加藥品對(duì)比實(shí)驗(yàn)；（2）證明質(zhì)量是否改變：實(shí)驗(yàn)前稱量一次，實(shí)驗(yàn)后分離出來(lái)再稱量一次；（3）證明化學(xué)性質(zhì)是否改變：將分離出來(lái)的物質(zhì)再進(jìn)行（1）中的操作，觀察是否還能改變反應(yīng)速率?！镜淅?】用氯酸鉀制取氧氣時(shí)忘了加入二氧化錳，結(jié)果是A．產(chǎn)生氧氣的總質(zhì)量增大 B．產(chǎn)生氧氣的總質(zhì)量減少C．產(chǎn)生氧氣速度慢 D．沒(méi)有氧氣生成【變式6-1】結(jié)合下圖實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是A．該實(shí)驗(yàn)證明O2可以支持燃燒B．實(shí)驗(yàn)③帶火星的木條復(fù)燃且MnO?質(zhì)量不變C．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明MnO2能增大過(guò)氧化氫產(chǎn)生O2的質(zhì)量D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明MnO2能加快過(guò)氧化氫產(chǎn)生O2的速度【變式6-2】我國(guó)石油化工專家閔恩澤院士，研發(fā)了多種用于石油化工生產(chǎn)的催化劑，為我國(guó)煉油催化劑制造技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法正確的是A．催化劑能增加生成物的質(zhì)量B．在化學(xué)反應(yīng)中催化劑只能加快反應(yīng)速率C．催化劑在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變D．過(guò)氧化氫溶液必須加入二氧化錳才能分解出氧氣【變式6-3】某催化劑可實(shí)現(xiàn)H2O與O2反應(yīng)制備H2O2。向容器中加入100gH2O和適量催化劑，并不斷通入O2，保持其他條件不變，分別在20℃、40℃和60℃下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①、②、③，測(cè)得H2O2的產(chǎn)量隨時(shí)間的變化如題圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)①、②、③的目的是探究溫度對(duì)該催化反應(yīng)的影響B(tài)．實(shí)驗(yàn)①說(shuō)明：20℃，在0~3h內(nèi)，隨著時(shí)間的增加，該催化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行C．比較實(shí)驗(yàn)①、②可知，在0~3h內(nèi)，40℃比20℃對(duì)該催化反應(yīng)更有利D．實(shí)驗(yàn)③中2h后，H2O與O2不再反應(yīng)，生成的H2O2開(kāi)始分解題型07分解反應(yīng)1.概念：由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上新物質(zhì)的反應(yīng)。2．特點(diǎn)：一變多。3.表達(dá)式：A→B+C+……?！镜淅?】下列反應(yīng)屬于分解反應(yīng)的是A．水氫氣+氧氣 B．酒精+氧氣二氧化碳+水C．大理石+鹽酸氯化鈣+二氧化碳+水 D．碳+氧氣二氧化碳【變式7-1】下列化學(xué)反應(yīng)中，既不屬于化合反應(yīng)也不屬于分解反應(yīng)的是A．鈉+氯氣氯化鈉 B．二氧化碳+碳一氧化碳C．碳酸氫鈉碳酸鈉+二氧化碳+水 D．丙烷+氧氣二氧化碳+水【變式7-2】下列有關(guān)氧化反應(yīng)、化合反應(yīng)和分解反應(yīng)的說(shuō)法，不正確的是A．物質(zhì)與氧氣發(fā)生的