备战2023年中考化学一轮复习考点一遍过-考点07氧气的制法.docx

考点07氧气的制法 命题趋势主要考查制取气体所需的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法以及装置的连接等。考查的题型主要有选择题和实验题。在中考中这是一个分数较大的题目，主要围绕气体发生装置和收集装置的选择和判断、气体的检验、气体的净化和干燥以及实验注意事项为主，考查内容及形式多变，有一定的拓展度。考查重点1.氧气的实验室制取方法；2.催化剂的作用与特点；3. 分解反应、催化剂等概念重点考向考向一、氧气的实验室制法制取方法高锰酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气所用药品高锰酸钾（紫色固体）氯酸钾（白色粉末）、二氧化锰（黑色粉末）过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）反应原理2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22KClO32KCl+3O22H2O22H2O+O2 发生装置固体加热型固固加热型固液不加热型收集装置选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应向上排空气法向下排空气法选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应优点稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集。反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收缺点需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面。需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制。检验方法将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。验满方法用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法易错警示1高锰酸钾制取氧气，要在试管口放一团棉花的目的是为了防止加热时粉末进入导管，而不是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。2用排水法收集氧气时，刚开始冒气泡时不立即收集，因为开始冒出的气泡是加热膨胀出的空气。当气泡连续而均匀地放出时，开始收集氧气。3加热氯酸钾或高锰酸钾并用排水法收集氧气，实验结束时，应先从水中移出导管，然后在熄灭酒精灯，否则水倒吸进入试管使试管炸裂。知识拓展1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。方法技巧实验室制取气体时，如何确定气体的发生装置？确定气体的发生装置主要考虑反应物的状态和反应条件：常用的气体发生装置如下：一般来说，“固体加热型”常用A装置；而“固-液不加热”型，常用B或C装置（其中，C装置中的长颈漏斗便于随时添加液体，也可以用分液漏斗或注射器代替，可通过添加液体的速率来控制反应速率）。过氧化氢制氧气是实验室用“固-液不加热”装置制气体的典型，该发生装置还可以用来制取氢气和二氧化碳；而高锰酸钾和氯酸钾制氧气是“固体加热型”装置制取气体的典型。跟踪训练1实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（）ABCD【答案】A【解析】实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置）或排水法（装置）收集，故装置组合正确的是或，观察选项，只有A选项正确。故选：A。2关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（）A制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性B反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面C导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体D装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管【答案】D【解析】A、制取气体时，先检验装置的气密性，后添加药品，A错。B、反应结束时，先将导管移出水面，后停止加热，防止水倒吸入试管，试管炸裂，B错。C、导气管口有连续均匀气泡时，开始用装满水的集气瓶收集气体，C错。D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管，D正确。故选：D。3实验室加热高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：检验装置的气密性装药品加热把集气瓶灌满水倒置在水槽中将盛有药品的试管固定在铁架台上熄灭酒精灯收集气体将导管从水槽中取出，下列操作顺序正确的是（）。ABCD【答案】C【解析】实验室制取氧气的正确步骤：检查装置的气密性、装入药品、固定装置、加热、用排水法收集、将导管移出水面、熄灭酒精灯，所以操作顺序正确的是。故选：B。4对用排水法收集氧气后的集气瓶，以下处理正确的是（）。A将集气瓶从水中提起后，用玻璃片盖住瓶口，瓶口向上正放在桌上B在水面下用玻璃片盖住瓶口，一起拿出水面，然后正放在桌上C将集气瓶子从水中提取，倒立在桌上D将集气瓶仍然留在水槽中，用时再取出来【答案】B【解析】解答本题必须熟知氧气的收集方法。选取玻璃片的作用，避免拿出集气瓶时与空气相混。放置的选取决定于氧气的密度大于空气的密度，所以应正放集气瓶。一般实验室中氧气现用现制取的原则，因此选项D不对。综上所述，故应选B。5检验集气瓶里的氧气是否收集满，应将带火星的木条（）A插入集气瓶中B插入集气瓶底C放在集气瓶口D都可以【答案】C【解析】本题考查的是收集氧气时的验满方法。只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满，根据氧气有助燃的性质去检验。氧气能使带火星木条复燃，故检验集气瓶中是否收集满氧气的方法是：将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满。这种方法只适用于向上排空气法，若使用排水集气法则没有必要验满，看见集气瓶口有气泡逸出就说明已经集满。故C选项正确。6某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（）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溶液中溶质的质量分数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【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；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溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；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对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；【答案】B。7用加热高锰酸钾的方法制取氧气时要在试管口放一团棉花，其主要作用是（）。A 防止试管炸裂 B调节放出氧气的气流 C吸收其他气体杂质 D防止高锰酸钾粉末进入导管【答案】D【解析】用加热高锰酸钾制氧气，试管口要有一团棉花，其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。故选：D。8下图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题：（1）写出下列仪器的名称：a_；b_。（2）若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是_（填写字母），若用F装置收集该气体，则气体应从_端进入（填“c”或“d”）。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，其原理是_（用化学方程式表示）。（3）加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是_（填写字母），发生反应的化学方程式为_。若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是_（填写序号）。盖上玻璃片正放在实验台上取出集气瓶【答案】（1）试管；锥形瓶（2）D； c；CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3+H2O（3）A；2KMnO4K2MnO4MnO2O2【解析】（1）仪器的名称：a是试管，b是锥形瓶。（2）装置D含有多孔塑料片，固体物质在多孔塑料片上，当反应进行时多孔塑料片上的固体与液体接触，反应进行；当把止水夹关闭时，产生的气体导致压强增大，把液体压入长颈漏斗，隔板上的固体与液体分离，反应停止，故若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是D；若用F装置收集二氧化碳气体，二氧化碳密度比空气大，则气体应从长管进入，空气从短管排出，故气体应从c端进入；通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3+H2O。（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，用高锰酸钾制取氧气需要加热，故加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是A，发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4MnO2O2，若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是盖上玻璃片；取出集气瓶；氧气密度比空气大，正放在实验台上；故收集完毕的操作顺序是。考向二、催化剂（1）定义：催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。（2）特点：“一变两不变”改变化学反应速率，即可加快也可减慢。反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。易错警示1. 催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。2. 催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。3. 不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。4. MnO2不一定是催化剂，如2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2中MnO2是生成物，在MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2中MnO2是反应物；催化剂也不一定是MnO2，如双氧水制取氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。知识拓展催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。方法技巧催化剂不能决定化学反应能否发生；催化剂不能改变产量；催化剂参与化学反应（降低反应的活化能）。跟踪训练1下列有关催化剂的说法正确的是（）A在化学反应后其质量减小B催化剂只能加快化学反应速率C在化学反应后其化学性质不变D过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂【答案】C【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项错误；B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项错误；C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变，故选项正确；D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项错误。故选C。2催化剂的叙述中，正确的是（）。A催化剂能改变其他物质的化学反应速率B同一反应的催化剂只有特定的一种C不使用二氧化锰作催化剂，加热过氧化氢溶液不会放出氧气D使用二氧化锰作催化剂，可以增加过氧化氢溶液分解放出氧气的质量【答案】A【解析】A、根据催化剂的定义可知A说法正确。B、催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变，故B错误。C、使用催化剂只是改变化学反应速率，不使用催化剂不一定就不能发生化学反应，故C错误。D、使用催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故D错误。故选：A。3氧气的反应中，用到了二氧化锰做催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是（）。A反应前后化学性质不发生改变B反应前后质量发生了改变C某些反应可使用不同的催化剂D某些催化剂可催化不同的反应【答案】B【解析】A、催化剂在反应前后化学性质不发生变化。故A选项正确；B、催化剂在反应前后质量不发生变化；故B选项错误；C、某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等；故C选项正确；D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化锰可以在氯酸钾和高锰酸钾受热分解中起到催化作用；故D选项正确。故选：B。4加热一定质量KClO3和KMnO4的混合物到质量不再减少为止，下列图示相关量的变化中，不正确的是（）ABCD【答案】A【解析】在加热的条件下，高锰酸钾首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解为氯化钾和氧气。A高锰酸钾分解时生成二氧化锰，当高锰酸钾完全分解时，二氧化锰的质量不再改变，所以图象的起点为原点，先变大，后不变，所示图象错误；B开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，固体质量减小，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，固体质量减少（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以固体质量减小的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，固体的质量不再减少，所示图象正确；C开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，氧气质量增大，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，氧气质量增大（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以气体质量增大的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，气体的质量不再增大，所示图象正确；D开始加热时，高锰酸钾分解没有氯化钾生成，当氯酸钾开始分解时生成氯化钾，所以氯化钾质量增大，直至完全分解，所示图象正确。故选A。5某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是（）Ac代表氧气Bt2时刻，O2开始产生Ct1时刻，KMnO4开始分解D起催化作用物质的质量一直保持不变【答案】C【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂，同时生成氧气；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气判断图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾，c：氯化钾；t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气；起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰，随着加热反应进行其质量先增大，直至高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量保持不变。故选C。6学兴趣小组的同学自拟研究主题，对过氧化氢分解反应及催化剂做研究：（1）小红的实验方案为：催化剂反应时间/s过氧化氢3g氧化铜3g氧化铁3g二氧化锰3g氧化铝10%过氧化氢溶液10mL她要探究的问题是_，通过实验，她得出结论的依据是 _。（2）小明的实验报告如图所示反应时间/m条件浓度用量30%过氧化氢溶液10mL15%过氧化氢溶液10mL5%过氧化氢溶液10mL加入a g二氧化锰0.20.82.0小明通过分析数据，得出的结论是_。（3）小刚的探究过程如下：【问题】氧化镁能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？【猜想】氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。【实验验证】实验步骤实验现象实验结论实验一_木条不复燃常温下过氧化氢不分解实验二在装有10mL 15%过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化镁，然后将带火星的木条伸入试管中木条复燃_【结论】氧化镁能加快过氧化氢的分解速率，故氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。实验结束后小组同学进行了交流讨论，认为小刚的猜想还不能得到证实，理由是_。参与了课外小组的研究后，是否触发了你的灵感？关于过氧化氢分解以及催化剂问题，你想研究的问题是_。【答案】（1）哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；（2）过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；（3）取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率；是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变；催化剂的多少是否影响化学反应速率（合理即可）。【解析】（1）小红的实验方案中唯一的变量是催化剂的种类，且她测量的是反应时间。故填：哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；（2）从表格中数据可以看出，30%过氧化氢溶液分解所需要的时间最短。故填：过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；（3）这是一组对比实验，实验二加入了氧化镁，所以实验一则不需要添加，故填：取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中。再根据实验现象判断，加入氧化镁后木条复燃了。故填；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率。该实验中的氧化镁只是加快了反应的速率，其自身的质量和化学性质是否改变未知。故填：是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变。这是一道开放性试题，答案很多，合理即可。如：催化剂的多少、催化剂的颗粒大小、温度对催化效果的影响等。考向四、分解反应1. 概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。2. 反应特点：“一变多”3. 反应通式：ABA+B4. 比较分解反应和化合反应反应类型分解反应化合反应概念由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应表达式ABABABAB特征“一变多”“多变一”实例如：双氧水分解如：红磷燃烧共性都是化学变化,都属于化学基本反应类型。跟踪训练1下列反应属于分解反应的是（）A.2H2+O22H2OB.Zn+H2SO4ZnSO4+H2C.2KClO32KCl+3O2D.KOH+HClKCl+H2O【答案】C【解析】A项,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应;B项,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;C项,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应;D项,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应。2汽车安全气囊中有一种物质，能在汽车碰撞时迅速反应，如图是反应过程的微观示意图。该反应类型属于()A化合反应B分解反应C置换反应D复分解反应【答案】B【解析】NaN3受热分解产生N2和Na，其化学方程式为2NaN32Na+3N2；该反应是由一种物质生成多种物质的反应，故属于分解反应；故选B。3下列有关分解反应的说法正确的是（）A生成物只有一种B生成物中一定有单质C反应物一定只有一种D生成物中一定有化合物【答案】C【解析】A、生成物一定不只有一种，必须是两种或两种以上物质，该选项说法不正确；B、分解反应中，生成物中不一定有单质，例如碳酸分解生成水和二氧化碳，生成物中不含有单质，该选项说法不正确；C、分解反应中，反应物一定只有一种，该选项说法正确；D、生成物中不一定有化合物，例如水分解生成氢气和氧气时，生成物中不含有化合物，该选项说法不正确。故选：C。4下列属于分解反应的是（）A蒸发食盐水得食盐B分离液态空气得氧气C过氧化氢分解制取氧气D蜡烛燃烧生成水和二氧化碳【答案】C【解析】A、蒸发食盐水得食盐，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。B、分离液态空气得氧气，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。D、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误。故选：C。5关于四种基本反应类型的叙述中，正确的是A. 分解反应一定没有单质生成B. 复分解反应中反应物和生成物一定都是化合物C. 有氧气参加的反应都是化合反应D. 有单质和化合物生成的反应一定是置换反应【答案】B【解析】A、分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应；分解反应有可能生成单质，如水电解可以生成氢气和氧气两种单质；B、复分解反应是指由两种化合物相互交换成分，生成另外两种新的化合物的反应；所以复分解反应一定都是化合物；C、有氧气参加的反应都是氧化反应，但不一定是化合反应，如蜡烛的燃烧属于氧化反应但不是化合反应；D、有化合物和单质生成的反应不一定是置换反应，例如一氧化碳还原氧化铜的反应能生成二氧化碳和单质铜，不属于置换反应。考向五、氧气的工业制法1原料：原料是空气。2原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。3方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：4贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。知识拓展近年来，出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。方法技巧氧气的工业制法是物理变化，氧气的实验室制法则是化学变化。跟踪训练1. 以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程（）A.二氧化碳氧气B.空气液态空气氧气C.高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气D.过氧化氢水 + 氧气【答案】A【解析】A、工业制氧气的原理是分离液态空气，有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化溢出，故选项正确；B、二氧化碳通过光合作用制取氧气，故选项错误；C、实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气，故选项错误；D、实验室分解过氧化氢的方法制取氧气，故选项错误；2工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了（）A分解反应B化合反应C氧化反应D液态氧和液态氮的沸点不同【答案】D【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法，即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是196，比液态氧的沸点183要低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故D选项正确。