化學(xué)人教版九上考點(diǎn)突破練：2.3 制取氧氣

2.3\o"2.3制取氧氣"制取氧氣考點(diǎn)1氧氣的工業(yè)制法1、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?！俏锢碜兓唧w過(guò)程:首先將空氣凈化除去雜質(zhì)等，然后在高壓低溫的條件下，使空氣液化，控制溫度蒸發(fā)液態(tài)氮?dú)猓悬c(diǎn)較低的氮?dú)庀日舭l(fā)出來(lái)，余下的便是沸點(diǎn)較高的淡藍(lán)色液態(tài)氧氣，將其加壓貯存在鋼瓶中備用即可2、膜分離技術(shù)（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"半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。【典例1】下列有關(guān)工業(yè)上制取氧氣的說(shuō)法中正確的是（）A．分離液態(tài)空氣制取氧氣屬于分解反應(yīng) B．分離液態(tài)空氣制取氧氣的過(guò)程中發(fā)生物理變化 C．液氧是無(wú)色的 D．分離液態(tài)空氣所得的氧氣貯存在銀灰色鋼瓶中【答案】B?！窘馕觥緼、分離液態(tài)空氣制取氧氣是利用氧氣和氮?dú)夥悬c(diǎn)的不同，該過(guò)程中沒(méi)有生成新的物質(zhì)，是物理變化，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)A的解答可以知道，分離液態(tài)空氣制取氧氣的過(guò)程中發(fā)生物理變化，故B正確；C、液氧是淡藍(lán)色的，不是無(wú)色，故C錯(cuò)誤；D、分離液態(tài)空氣所得的氧氣貯存在藍(lán)色鋼瓶中，故D錯(cuò)誤；故選：B。【典例2】如圖為工業(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）潔凈的空氣屬于混合物（填“混合物”或“純凈物”），其中含量最多的物質(zhì)是氮?dú)狻＃?）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)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)（填“密度”或“沸點(diǎn)”）不同而將氮?dú)夂脱鯕夥蛛x。（3）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)象是木條熄滅?！敬鸢浮炕旌衔铮坏?dú)猓环悬c(diǎn)；木條熄滅?！窘馕觥浚?）潔凈的空氣是由氮?dú)?、氧氣、稀有氣體等多種物質(zhì)組成的，屬于混合物，其中含量最多的物質(zhì)是氮?dú)?，約占空氣體積的78%；故答案為：混合物；氮?dú)猓唬?）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)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)不同而將氮?dú)夂脱鯕夥蛛x；故答案為：沸點(diǎn)；（3）液氮的沸點(diǎn)低于液氧的沸點(diǎn)，當(dāng)打開(kāi)一個(gè)裝有液態(tài)空氣的容器蓋，液氮首先汽化，氮?dú)獠蝗紵⒁膊恢С秩紵瑢⒁桓贾哪緱l置于容器口上方，觀察到的現(xiàn)象是木條熄滅；故答案為：木條熄滅?！咀兪接?xùn)練1】下列關(guān)于空氣的說(shuō)法中，不正確的是（）A．工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣法獲得氧氣，利用了空氣中各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同的性質(zhì) B．二氧化碳的存在使正常的雨水呈酸性，但造成酸雨的主要物質(zhì)是二氧化硫、二氧化氮等 C．法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法證明了空氣中氧氣質(zhì)量約占空氣質(zhì)量的21% D．稀有氣體在通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，可用于制作各種電光【答案】C?！窘馕觥緼、工業(yè)上用分離液態(tài)空氣法制氧氣，是利用了氮?dú)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)不同，故選項(xiàng)說(shuō)法正確。B、二氧化碳的存在使正常的雨水呈酸性，但其溶液的pH＜5.6，不屬于酸雨，造成酸雨的主要物質(zhì)是二氧化硫、二氧化氮等，故選項(xiàng)說(shuō)法正確。C、空氣成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算，氧氣約占21%，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。D、稀有氣體在通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，可用于制作各種電光，故選項(xiàng)說(shuō)法正確。故選：C?！咀兪接?xùn)練2】工業(yè)制取氧氣主要有下列步驟。將經(jīng)過(guò)除塵、除二氧化碳、除水的空氣進(jìn)行下列操作：（1）工業(yè)制氧氣屬于物理變化；（2）從步驟②可以得出氮?dú)獾姆悬c(diǎn)比氧氣的沸點(diǎn)低（填“高”或“低”）；（3）步驟②剩余液體為有色（填“有色”或“無(wú)色”）；（4）儲(chǔ)存在藍(lán)色鋼瓶里的“工業(yè)液氧”是混合物（填“純凈物”或“混合物”）；（5）用點(diǎn)燃的木條可以區(qū)分空氣、“工業(yè)液氧”和二氧化碳；（6）為紀(jì)念人類成功攀登珠穆朗瑪峰50周年，中國(guó)登山協(xié)會(huì)業(yè)余登山隊(duì)2003年5月21日再次登頂成功。登山隊(duì)必備的物品之一是氧氣瓶，此時(shí)氧氣的作用是供給呼吸。氧氣與體內(nèi)的葡萄糖發(fā)生反應(yīng)，提供人體活動(dòng)所需的能量，并生成二氧化碳和水，寫(xiě)出該反應(yīng)的文字表達(dá)式葡萄糖+氧氣水+二氧化碳。【答案】（1）物理；（2）低；（3）有色；（4）混合物；（5）點(diǎn)燃的木條；（6）供給呼吸；葡萄糖+氧氣水+二氧化碳?！窘馕觥浚?）工業(yè)制氧氣沒(méi)有新物質(zhì)的生成，屬于物理變化；（2）從步驟②可以看出，液氮首先氣化，所以可得出氮?dú)獾姆悬c(diǎn)比氧氣的沸點(diǎn)低；（3）氮?dú)馀c氧氣的沸點(diǎn)不同，氮?dú)夥悬c(diǎn)低，先汽化，因此，剩余的液體主要是液氧，液氧是淡藍(lán)色的；（4）儲(chǔ)存在藍(lán)色鋼瓶里的“工業(yè)液氧”中含有氧氣、稀有氣體等多種物質(zhì)，屬于混合物；（5）氧氣具有助燃性，二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，所以可以用燃著的木條區(qū)分空氣、“工業(yè)液氧”和二氧化碳，木條燃燒更旺盛的是“工業(yè)液氧”，木條立即熄滅的是二氧化碳，木條燃燒無(wú)明顯變化的則是空氣；（6）登山隊(duì)必備的物品之一是氧氣瓶，此時(shí)氧氣的作用是供給呼吸；葡萄糖和氧氣在酶的作用下生成水和二氧化碳，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：葡萄糖+氧氣水+二氧化碳。故答案為：（1）物理；（2）低；（3）有色；（4）混合物；（5）點(diǎn)燃的木條；（6）供給呼吸；葡萄糖+氧氣水+二氧化碳?！咀兪接?xùn)練3】請(qǐng)回答下列與空氣有關(guān)的問(wèn)題：（1）工業(yè)上利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點(diǎn)不同，分離液態(tài)空氣獲得氧氣；（2）從空氣中分離出來(lái)的氮?dú)饽茏霰Ｗo(hù)氣，體現(xiàn)了氮?dú)獾姆€(wěn)定性；（3）將澄清的石灰水放置在空氣中一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)澄清的石灰水表面有一層白膜，這說(shuō)明空氣中含有CO2。【答案】沸點(diǎn)；穩(wěn)定；CO2?！窘馕觥浚?）工業(yè)上利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點(diǎn)不同，分離液態(tài)空氣獲得氧氣；故答案為：沸點(diǎn)；（2）從空氣中分離出來(lái)的氮?dú)饽茏霰Ｗo(hù)氣，體現(xiàn)了氮?dú)獾姆€(wěn)定性；故答案為：穩(wěn)定；（3）二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，將澄清的石灰水放置在空氣中一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)澄清的石灰水表面有一層白膜，這說(shuō)明空氣中含有二氧化碳；故答案為：CO2。考點(diǎn)2催化劑的特點(diǎn)與催化作用1、催化劑概念：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不變的物質(zhì)。2、催化劑的特點(diǎn)概括起來(lái)說(shuō)有三個(gè)：1．“一變，兩不變”，即能改變化學(xué)反應(yīng)的速率（加快或減慢），本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。2．“針對(duì)性”，即催化劑針對(duì)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，才有意義。例如，不能籠統(tǒng)地說(shuō)：二氧化錳是催化劑，或者催化劑是二氧化錳等；而應(yīng)該表達(dá)為：二氧化錳是過(guò)氧化氫（或氯酸鉀）分解的催化劑。3．“多樣性”，即某個(gè)化學(xué)反應(yīng)的催化劑可能有多種。例如，在過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)中，二氧化錳、紅磚粉末、土豆片、沸石、硫酸銅溶液等都可作催化劑。而催化作用是指催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起作用（即能改變化學(xué)反應(yīng)的速率）。它包括加快和減慢化學(xué)反應(yīng)的速率兩種情況。3、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(xiě)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)行實(shí)驗(yàn)①的操作，觀察是否還能改變反應(yīng)速率。5、拓展：影響某反應(yīng)的反應(yīng)速率的因素反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物接觸面積、是否有催化劑、催化劑種類、催化劑質(zhì)量等等。【典例3】加熱一定量氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣．下列是有關(guān)反應(yīng)關(guān)系坐標(biāo)圖，其中合理的是（）A．B． C．D．【答案】C?！窘馕觥緼、二氧化錳在氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)中做催化劑，質(zhì)量不變，故圖象不正確；B、根據(jù)用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的化學(xué)方程式和生成物的質(zhì)量比可知，生成氯化鉀的質(zhì)量＞生成氧氣的質(zhì)量；反應(yīng)完全后，氯化鉀和氧氣的質(zhì)量都不再增加，但一開(kāi)始氧氣的質(zhì)量為0，B不正確；C、根據(jù)用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法，氯化鉀和氧氣的質(zhì)量都不再增加，氯酸鉀的質(zhì)量變?yōu)?，故圖象C正確；D、根據(jù)用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的化學(xué)方程式和生成物的質(zhì)量比可知，生成氯化鉀的質(zhì)量、生成氧氣的質(zhì)量同時(shí)到達(dá)拐點(diǎn)，故圖象不正確；故選：C?！镜淅?】分析下列做法對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響或原因（假定實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確）。（1）用銅絲測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，所用銅絲的量不足，測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小（填“偏大”“不變”“偏小”）。（2）用二氧化錳和一定量的過(guò)氧化氫溶液制取氧氣時(shí)，所用二氧化錳的量偏多，制得氧氣的質(zhì)量不變（填“偏大”“不變”“偏小”）。（3）做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，瓶?jī)?nèi)沒(méi)有留水或一層細(xì)沙，后果是炸裂集氣瓶?！敬鸢浮坎蛔?炸裂集氣瓶?！窘馕觥浚?）用銅絲測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，所用銅絲的量不足，導(dǎo)致氧氣不能完全反應(yīng)，測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小。故填：偏小。（2）用二氧化錳和一定量的過(guò)氧化氫溶液制取氧氣時(shí)，所用二氧化錳的量偏多，制得氧氣的質(zhì)量不變，是因?yàn)槎趸i是催化劑，能夠改變反應(yīng)速率，不能改變生成物質(zhì)量。故填：不變。（3）做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，瓶?jī)?nèi)沒(méi)有留水或一層細(xì)沙，后果是炸裂集氣瓶，是因?yàn)殍F燃燒形成的高溫熔融物濺落，導(dǎo)致集氣瓶受熱不均，容易炸裂。故填：炸裂集氣瓶?！镜淅?】氧氣是一種重要的氣體。小穎在試管中加入5mL5%過(guò)氧化氫溶液，再依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①插入帶有火星的木條；②加入少量二氧化錳；③插入帶有火星的木條。（1）當(dāng)出現(xiàn)帶有火星的木條復(fù)燃（填現(xiàn)象）時(shí)，說(shuō)明試管中有大量氧氣產(chǎn)生。（2）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氧氣的文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫水+氧氣，該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）?！敬鸢浮繌?fù)燃;過(guò)氧化氫水+氧氣；分解反應(yīng)?！窘馕觥浚?）當(dāng)出現(xiàn)帶有火星的木條復(fù)燃時(shí)，說(shuō)明試管中有大量氧氣產(chǎn)生。故填：復(fù)燃。（2）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氧氣的文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫水+氧氣，該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)。故填：過(guò)氧化氫水+氧氣；分解反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練1】下列關(guān)于催化劑的敘述中，正確的是（）A．催化劑都能加快其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率 B．催化劑本身的質(zhì)量和性質(zhì)在反應(yīng)前后不變 C．不使用二氧化錳做催化劑，氯酸鉀受熱不會(huì)分解 D．二氧化錳在對(duì)一定量的氯酸鉀起催化作用以后，仍能用作其他的氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑【答案】D。【解析】A、根據(jù)催化劑的定義可知，催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，不只是加快，故A錯(cuò)誤；B、催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，但物理性質(zhì)可能改變，故B錯(cuò)誤；C、二氧化錳只是使氯酸鉀較快的放出氧氣，沒(méi)有二氧化錳，加熱氯酸鉀也會(huì)放出氧氣，只是速度較慢而已，故C錯(cuò)誤；D、催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，所以二氧化錳在對(duì)一定量的氯酸鉀起催化作用以后，仍能用作其他的氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑，故D正確。故選：D?！咀兪接?xùn)練2】氧氣是一種重要的氣體。小林在試管中加入5mL5%過(guò)氧化氫溶液，再依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①插入帶有火星的木條；②加入少量二氧化錳；③插入帶有火星的木條。（1）當(dāng)出現(xiàn)帶有火星的木條復(fù)燃的現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明試管中有大量氧氣產(chǎn)生。（2）實(shí)驗(yàn)中二氧化錳做的是催化劑?！敬鸢浮繌?fù)燃;催化劑?！窘馕觥浚?）氧氣具有助燃性，當(dāng)出現(xiàn)帶有火星的木條復(fù)燃的現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明試管中有大量氧氣產(chǎn)生，故答案為：復(fù)燃。（2）二氧化錳的作用是催化作用，做催化劑，故答案為：催化劑?？键c(diǎn)3分解反應(yīng)基本反應(yīng)類型①化合反應(yīng)：由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)。（“多變一”）②分解反應(yīng)：由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。（“一變多”）?！镜淅?】下列化學(xué)反應(yīng)中既不是化合反應(yīng)也不是分解反應(yīng)的是（）A．碳+氧氣二氧化碳 B．氫氧化鈉+鹽酸→氯化鈉+水 C．高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 D．鎂+氧氣氧化鎂【答案】B?！窘馕觥緼、碳+氧氣二氧化碳，該反應(yīng)符合“多變一”的特征，屬于化合反應(yīng)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。B、氫氧化鈉+鹽酸→氯化鈉+水，該反應(yīng)不符合“多變一”的特征，也不符合“一變多”的特征，既不是化合反應(yīng)也不是分解反應(yīng)，故選項(xiàng)正確。C、高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣，該反應(yīng)符合“一變多”的特征，屬于分解反應(yīng)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。D、鎂+氧氣氧化鎂，該反應(yīng)符合“多變一”的特征，屬于化合反應(yīng)，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選：B?！镜淅?】下列裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取氣體。（1）用高錳酸鉀制取氧氣的符號(hào)表達(dá)式為KMnO4K2MnO4+MnO2+O2，該反應(yīng)屬于分解（填“化合”或“分解”）反應(yīng)。（2）用高錳酸鉀制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置和收集裝置為AD（填序號(hào)）?！敬鸢浮浚?）KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；分解；（2）AD。【解析】（1）高錳酸鉀在加熱條件下反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，符號(hào)表達(dá)式為KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；該反應(yīng)反應(yīng)物是一種，生成物是三種，符號(hào)一變多的特點(diǎn)，屬于分解反應(yīng)；（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，該反應(yīng)屬于固體加熱型，適合用裝置A作發(fā)生裝置；氧氣不易溶于水，可用排水法收集，氧氣密度比空氣略大，可用向上排空氣法收集，故選D收集。故答案為：（1）KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；分解；（2）AD?！咀兪接?xùn)練1】下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述及所屬反應(yīng)類型正確的是（）A．木炭在氧氣中燃燒發(fā)出白光，是氧化反應(yīng) B．硫在氧氣中燃燒發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰，是化合反應(yīng) C．紅磷在氧氣中燃燒產(chǎn)生大量的白色煙霧，是分解反應(yīng) D．細(xì)鐵絲在空氣中燃燒，火星四射，生成四氧化三鐵，是化合反應(yīng)【答案】A?！窘馕觥緼、木炭在氧氣中燃燒，發(fā)出白光，該反應(yīng)是物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)，屬于氧化反應(yīng)，故選項(xiàng)說(shuō)法正確．B、硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤．C、紅磷在氧氣中燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，而不是白色煙霧，其反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤．D、鐵絲在空氣中只能燒至發(fā)紅，不會(huì)劇烈燃燒