專題02 氧氣的實驗室制取-中考化學實驗精講精練

專題02氧氣的實驗室制取一、氧氣的實驗室制取1．實驗室常用高錳酸鉀、氯酸鉀和二氧化錳或過氧化氫和二氧化錳為原料制取氧氣，三種方法比較如下：制取方法高錳酸鉀制取氧氣氯酸鉀制取氧氣過氧化氫制取氧氣所用藥品高錳酸鉀（紫色固體）氯酸鉀（白色粉末）、二氧化錳（黑色粉末）過氧化氫（無色液體）、二氧化錳（黑色粉末）反應原理____________________________________________________________________發(fā)生裝置固體加熱型固固加熱型固液不加熱型收集裝置排水法選擇依據：氧氣不易溶于水且不與水反應向上排空氣法（左側進氣）向下排空氣法（左側進氣）選擇依據：氧氣的密度比空氣大，且不與空氣各成分反應檢驗方法將一根帶火星的木條伸入瓶內，如果木條復燃，證明集氣瓶內的氣體是氧氣。驗滿方法①用向上排空氣法收集時，將一根帶火星的木條放在瓶口，如果木條復燃，證明集氣瓶內氧氣已收集滿。驗滿驗滿②用排水法收集時，集氣瓶口出現(xiàn)大氣泡時，說明已收集滿氧氣。2.加熱高錳酸鉀制氧氣步驟：查、裝、定、點、收、離、熄①檢查裝置的氣密性：連接好裝置，將導管末端放入水中，用手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開手后，導管口出現(xiàn)一段水柱。②裝入藥品：將藥品平鋪在試管底部，并在試管口放一團棉花，用單孔塞塞緊。③固定裝置：將試管固定在鐵架臺上。④點燃酒精燈加熱：先使試管均勻受熱，后對準藥品部位加熱。⑤收集氣體：⑥將導管移出水槽。⑦再熄滅酒精燈。3.分解雙氧水制氧氣步驟①檢查裝置的氣密性：連接裝置后，塞緊橡皮塞。先關閉分液漏斗活塞，再將導管的末端放入水中，雙手緊握錐形瓶，若導管口有氣泡冒出，松開手后導管中形成一段水柱，說明裝置氣密性良好。②裝入藥品：先向錐形瓶中加入二氧化錳固體，塞好帶有分液漏斗和導管的雙孔橡皮塞，向分液漏斗中加入過氧化氫溶液。③滴加液體：打開分液漏斗活塞，慢慢滴加過氧化氫溶液。④收氣體：收集氣體。4.制取氧氣實驗中的問題①利用固體加熱制取氧氣，試管口為什么要略向下傾斜？答：目的是防止冷凝成水滴倒流，使試管炸裂。②反應物全是固體物質并且加熱制取氣體時，試管口都要略向下傾斜嗎？答：對！目的是防止冷凝成水滴倒流，使試管炸裂。③實驗前，為什么要先給試管預熱？答：為了使試管底部均勻受熱，防止破裂。④伸入試管中的導氣管為什么剛剛露出橡皮塞即可呢？答：導氣管太長，不利于氣體排出。⑤加熱高錳酸鉀制取氧氣，試管口為什么要放一團棉花？答：防止加熱時高錳酸鉀顆粒隨氣流進入導氣管。⑥加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制氧氣，試管口為何不放一團棉花？答：氯酸鉀是一種強氧化劑，加熱時不能混入易燃物質，否則會引起爆炸。⑦用排水法收集氧氣剛開始出現(xiàn)氣泡時，為什么不能立即收集？答：剛開始出現(xiàn)的氣泡中，混有空氣，此時氧氣不純凈。⑧實驗完畢為什么先把導氣管從水槽中移出，然后熄滅酒精燈呢？答：如果先熄滅酒精燈，試管中的溫度降低，壓強減小，水沿著導氣管進入試管，使試管炸裂。⑨檢驗氧氣為什么用帶火星的木條以及檢驗氧氣時要伸入瓶內，驗滿時卻放在瓶口呢？答：氧氣具有支持燃燒的化學性質，能使帶火星的木條復燃，所以用帶火星的木條檢驗；檢驗氧氣時伸入瓶內是因為集氣瓶內不一定盛滿氧氣；驗滿時只有放在瓶口，觀察木條是否復燃才能確定是否收集滿。⑩如果用高錳酸鉀和氯酸鉀混合加熱制氧氣，能否加快氯酸鉀的分解速率？答：能！高錳酸鉀在加熱過程中，分解后的產物中的二氧化錳，可以加為氯酸鉀分解的。?用高錳酸鉀和氯酸鉀混合加熱制氧氣，高錳酸鉀是催化劑嗎？答：不是！催化劑包括三個條件：一變，二不變。即改變化學反應的速率；本身的質量不變；化學性質不變。高錳酸鉀化學性質發(fā)生改變，生成了新物質，因此它不是該反應的催化劑，只有高錳酸鉀在較低的溫度下首先分解，生成的二氧化錳起了催化作用。1.教材實驗裝置的評價實驗室常用高錳酸鉀、氯酸鉀和二氧化錳或過氧化氫和二氧化錳為原料制取氧氣，三種方法比較如下：制取方法高錳酸鉀制取氧氣氯酸鉀制取氧氣過氧化氫制取氧氣發(fā)生裝置固體加熱型固固加熱型固液不加熱型優(yōu)點稍加熱就分解，不用催化劑；反應速度適中，便于收集反應速度適中，便于收集；相同質量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧氣多不用加熱，節(jié)約能源；生成物只有水，環(huán)保；二氧化錳容易回收缺點需要加熱，操作麻煩、浪費能源；高錳酸鉀屬于管制化學品，普通家庭購買高錳酸鉀不方便需要加熱，操作麻煩、浪費能源；反應中生成刺激性氣味、污染空氣的氯氣作為反應物的過氧化氫不宜長時間保存且濃度太大時反應速度太快，不宜控制總之，從是否節(jié)約能源、是否利于環(huán)保、操作是否簡單等方面綜合比較，最適合在實驗室制取氧氣的方法是用過氧化氫制取氧氣的方法。在不同應用場合，選擇合適的物質制氧氣：過氧化鈣：固體，與水反應緩慢、持續(xù)釋放氧氣（適合魚浮靈）氯酸鈉：固體，在催化劑的作用下，加熱分解持續(xù)快速釋放氧氣（更適合氧燭）過氧化鈉Na2O2：是常用的供氧劑，其供氧原理是Na2O2與人體呼出的CO2反應生成氧氣。（宇航員所需氧氣的主要來源）2.裝置改進拓展改變藥品（或催化劑）KO2和水蒸氣反應能產生氧氣，裝置類似氫氣還原氧化銅。Na2O2和水、茶垢清潔劑，均能產生氧氣。裝置類似過氧化氫和二氧化錳的反應。改變粉末狀催化劑為塊狀或金屬絲，可控制反應的發(fā)生和停止簡化或整合裝置發(fā)生裝置和性質驗證整合為一個裝置，能持續(xù)提供氧氣，方便觀察實驗現(xiàn)象。通過觀察A中氣泡產生的快慢判斷氧氣的產生速率。改變裝置組合方式試管改為直立，粉末不易進入導管。數(shù)字化裝置數(shù)字化實驗通過與計算機連接的傳感器實時采集數(shù)據，記錄數(shù)據，實現(xiàn)了時間上細微過程的實驗過程數(shù)據自動記錄，實現(xiàn)了數(shù)據記錄的時間連續(xù)性，實現(xiàn)了瞬間變化“可視化”。增加實驗功能制取氧氣，還能測定生成氧氣的體積微型化實驗裝置將發(fā)生裝置微型化，優(yōu)點是節(jié)約藥品，實驗時間短，現(xiàn)象明顯。改進氣體收集裝置或方法適合在空間站失重狀態(tài)下收集O2【例1】（2023年山西省中考）實驗室用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，有關操作如下，正確的一項是A.試管口應該傾斜 B.用酒精燈火焰加熱C.氣泡連續(xù)放出時開始收集 D.收集前集氣瓶應裝滿水【例2】（2023年山東省濱州市中考）化學是一門以實驗為基礎的學科。根據下列實驗裝置圖，回答問題：

(1)儀器①的名稱是___________；(2)若小濱同學在實驗室中用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集一瓶干燥的氧氣，應選用的裝置組合是___________(填字母序號)。該反應中二氧化錳起___________作用，發(fā)生反應的化學方程式為___________。【例3】（2023年山東省煙臺市中考化學真題）某興趣小組在跨學科實踐課上制作了一臺簡易化學“制氧機”，如圖1所示，該制氧機通過A、B兩種物質產生氧氣，其中是過碳酸鈉白色固體，是二氧化錳黑色粉末。過碳酸鈉加水溶解會分解生成和。

用該制氧機制氧時，在反應倉中加入適量水，再先后加入過碳酸鈉和二氧化錳，反應倉內有黑色粉末翻騰，變得渾濁，倉壁變得溫熱，過濾倉底部導氣管口有氣泡冒出。(1)反應倉中生成氧氣的化學方程式是，過濾倉中的水除了有過濾雜質提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是（填序號）。A．可以通過氣泡觀察氧氣生成的速率

B．降低氧氣溫度

C．加快氧氣的生成(2)驗證過濾倉導出的氣體是氧氣的方法：。(3)如果在實驗室用過碳酸鈉、二氧化錳、水制取氧氣，從圖2中可選用的氣體發(fā)生裝置是（填裝置序號，下同），收集裝置是?！咀兪?】（2023年四川省廣安市中考）下圖是實驗室制取氣體常用的發(fā)生裝置和收集裝置，結合圖示，回答下列問題：

(1)圖中儀器甲的名稱是______。(2)若實驗室用高錳酸鉀制氧氣，應在裝置A的試管口______。(3)若實驗室用裝置B、D組合制取氧氣，其反應的化學方程式為______。若用裝置E收集氧氣，驗滿時，應將帶火星的木條置于裝置E的______處。（選填“a”或“b”）(4)裝置B、C均可用作實驗室制取二氧化碳和氫氣的發(fā)生裝置，兩者相比，裝置C的優(yōu)點是______?！咀兪?】（2023·遼寧撫順·統(tǒng)考三模）實驗室用下圖儀器組裝來制取氧氣，請回答下列問題。

(1)小光同學準備用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集一瓶氧氣，他應選擇的儀器有____（填字母序號），該反應的化學方程式為________。(2)小明同學要完成用高錳酸鉀制取氧氣的實驗，除圖中儀器外，還需補充的一種儀器是______（填儀器名稱），當觀察到________現(xiàn)象時，說明氧氣已經收集滿。實驗結束時出現(xiàn)了水槽中的水倒流的現(xiàn)象，則該實驗操作中的錯誤是_______?！咀兪?】（2023春·山東德州·校考期中）小明參觀某養(yǎng)魚池時，好奇地發(fā)現(xiàn)農民向養(yǎng)魚池中撒一種叫過氧化鈣的淡黃色固體，用來增加魚池中的含氧量。小明剛學完氧氣的實驗室制法，于是他想可否用過氧化鈣制取氧氣?！继岢鰡栴}〗過氧化鈣可否用于制取氧氣?！疾殚嗁Y料〗部分內容如下：過氧化鈣(CaO2)室溫下穩(wěn)定，在300℃時分解生成氧氣。可做增氧劑、殺菌劑等?！疾孪肱c驗證〗(1)小明提出猜想Ⅰ：_____可制取氧氣。實驗裝置實驗主要過程

①_____。操作如下：先將導管伸入液面下用手緊握試管，觀察到_____，松手后，有液體進入導管。②加入過氧化鈣，加熱，導管口有大量的氣泡冒出。③收集滿一瓶氣體。④停止加熱。熄滅酒精燈前，應_____。⑤檢驗氣體。方法是_____。實驗結論：加熱過氧化鈣可制取氧氣。(2)猜想Ⅱ：用過氧化鈣與水反應可制取氧氣。實驗裝置實驗主要過程

①檢驗裝置的氣密性。②加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出在導管口幾乎收集不到氣體。該裝置放置到第二天集氣瓶中只收集到極少量氣體，振蕩試管后仍有少量的細小氣泡緩慢放出。實驗結論：不能用過氧化鈣與水反應快速制取氧氣。分析與反思：①雖然沒有快速收集到大量的氧氣，但由此實驗現(xiàn)象，小明認為農民用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是_____②小明希望對此實驗進行改進，使該反應加快，你能幫他提出建議嗎？你的合理的建議是：_____以上建議是否可行，還需進一步通過實驗驗證。1．（2023·河南·一模）現(xiàn)有下列反應：①，②，③。其中適用于實驗室制取氧氣的是A．①② B．①③ C．②③ D．①②③2．（2023·廣東廣州·統(tǒng)考一模）下列關于氧氣的性質、制取說法不正確的是A．細鐵絲在氧氣里燃燒時，火星四射，生成黑色固體B．排空氣法收集氧氣，驗滿方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口C．排水法收集氧氣完畢后，先把導管移出水面，再熄滅酒精燈D．實驗室可用加熱分解氧化汞的方法制取氧氣3．（2023上·黑龍江齊齊哈爾·九年級統(tǒng)考期末）實驗室用高錳酸鉀加熱制取氧氣，有如下操作步驟：①加熱；②檢查裝置的氣密性；③裝入高錳酸鉀，并在試管口放一團棉花；④用排水法收集氧氣；⑤從水槽中取出導管；⑥熄滅酒精燈，其操作順序正確的是（）A．②③①④⑤⑥ B．①③②⑤④⑥ C．⑤③②①④⑥ D．③①②④⑥⑤4．（安徽省淮南市潘集區(qū)2023-2024上學期?？迹┫铝屑訜岣咤i酸鉀制取氧氣的部分操作示意圖中，錯誤的是A．

手握試管，檢查氣密性B．待氣體連續(xù)均勻冒出時，收集氧氣C．

收滿后移出集氣瓶，蓋玻璃片D．

結束時先移出導管，再熄滅酒精燈5．（2024上·河北滄州·九年級統(tǒng)考期末）實現(xiàn)“低碳經濟”的一種策略是節(jié)約能源。如右圖所示的四種制取氧氣的方法中最節(jié)能的是

A．① B．② C．③ D．④6．（2023上·湖南益陽·九年級校聯(lián)考期末）實驗室制取氧氣可以采用加熱氯酸鉀(白色固體)和二氧化錳混合物的方法，現(xiàn)加熱質量相等的兩份氯酸鉀，一份中混入少量的二氧化錳(b曲線)，分別同時加熱，放出氧氣的質量(m)與反應時間(t)的關系圖象正確的是A．

B．

C．

D．7．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）根據下圖回答問題。

(1)A中，加熱KMnO4分解的化學方程式為______。(2)可選擇B收集O2的原因是______。(3)若用C收集O2，檢驗O2是否收集滿的方法為______。8.（2023年四川省內江市中考）下圖是實驗室制取氣體常用的發(fā)生和收集裝置，請回答有關問題。（1）寫出圖中標注儀器的名稱：①_______；②_______。（2）實驗室選用裝置BD組合制取并收集氧氣，其反應的化學方程式為_______，當D中集氣瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面蓋住集氣瓶口，將集氣瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。（3）用加熱高錳酸鉀固體的方法制取并收集氧氣，可選_______裝置和E裝置，驗滿的方法是_______。（4）實驗室若用裝置C制取二氧化碳，加鹽酸時液面高度至少應該在_______（填“a”或“b”）處以上：檢驗二氧化碳時，將氣體通入澄清石灰水變渾濁的化學方程式為_______。9．（2023年江西省中考）下圖是氧氣的實驗室制取與性質的有關實驗示意圖。

(1)圖一中儀器①的名稱是_______。(2)實驗室用裝置A制取氧氣的化學方程式為_______。加熱藥品前使試管均勻受熱的具體操作是_______。(3)欲收集一瓶干燥的氧氣，可從圖一中選擇的收集裝置是_______（填序號）。(4)圖二為木炭在氧氣中燃燒的實驗。為檢驗產物二氧化碳，Ⅳ中倒入的試劑為_______。對比步驟Ⅰ和Ⅱ的木炭燃燒情況，得出可燃物燃燒的條件之一是_______。10．（2023年吉林省中考化學真題）實驗室制取氧氣的方法有三種：加熱高錳酸鉀，在二氧化錳作催化劑的條件下分解過氧化氫，在加熱和二氧化錳作催化劑的條件下分解氯酸鉀。(1)任選一種方法，寫出發(fā)生反應的化學方程式；(2)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，明在圖1中選用的發(fā)生裝置和收集裝置是；

(3)圖2是學生制作的簡易供氧器。在供氧使用時，左瓶中可放置的藥品是_______；A．高錳酸鉀 B．氯酸鉀和二氧化錳C．大理石和稀鹽酸 D．過氧化氫溶液和二氧化猛(4)簡易供氧器的右瓶中需加入適量的水，水的一種作用是。11．（2023·湖南邵陽·校聯(lián)考模擬預測）小明通過實驗發(fā)現(xiàn)氧化銅也能作過氧化氫分解的催化劑，為比較氧化銅和二氧化錳對過氧化氫分解的催化效果，某研究小組進行了如下探究：

【定性探究】如圖甲，可通過觀察___________來定性比較二者的催化效果?！径刻骄俊繛榱硕勘容^二者的催化效果，實驗時小明用圖乙所示裝置做對照實驗，以生成40mL氣體為標準(其他可能影響實驗的因素均已忽略)設計了下列三組實驗：實驗序號5%過氧化氫溶液體積/mL其他物質質量待測數(shù)據①10-②10氧化銅0.5g③10二氧化錳0.5g（1）實驗前檢查圖乙裝置氣密性的方法是_________。（2）上述實驗應測量的“待測數(shù)據”是_______。（3）要比較氧化銅和二氧化錳對過氧化氫分解的催化效果，還可以測量_____。12．（2023·廣東汕頭·統(tǒng)考一模）實驗室有如圖所示實驗裝置，請回答下列問題：(1)儀器a的名稱是_______。(2)實驗室用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物來制取并用排空氣法收集氧氣，選用的裝置是____(填編號)。若選擇C裝置來制取氧氣，則注射器中盛放的藥品是_____(填化學式)。用如圖來收集氧氣，驗滿時帶火星的木條應放在_____(選填“a”或“b”)處。(3)實驗室制取并收集二氧化碳，為了使實驗過程中控制反應速率，應選擇如圖的裝置組合是___(選填裝置序號)。(4)為了研究用向上排空氣法和排水法收集的氧氣濃度是否有差異，某化學學習小組做了如下實驗：加熱高錳酸鉀固體，分別用兩種方法各收集三瓶氧氣，并使用傳感器測定收集到的氧氣濃度，數(shù)據見下表：收集方法向上排空氣法排水法O2濃度/%79.679.779.890.089.889.3O2平均濃度/%79.789.7Ⅰ.若要收集到較純凈的氣體時，較好的收集方法是_________。Ⅱ.向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右，下列說法正確的是____(填序號)。A．加熱高錳酸鉀固體產生氧氣的濃度只有80%左右B．氧氣的密度略大于空氣的密度，無法將空氣排盡C．驗滿時使帶火星木條復燃的是較高濃度的氧氣，集氣瓶內的氧氣還含有少量空氣13．（2023·廣東·中考真題）回答下列問題。(1)實驗室制取O2及性質檢驗i.上圖中儀器a的名稱是__________。ii.用高錳酸鉀制取O2，應選擇上圖中的發(fā)生裝置_______（填字母）?；瘜W方程式為__________。iii.收集一瓶O2并進行性質檢驗。操作現(xiàn)象結論

硫燃燒時，_____(填字母)，生成刺激性氣味的氣體a.產生大量白煙b.生成黑色固體c.發(fā)出藍紫色火焰O2具有氧化性集氣瓶中NaOH溶液的作用是_________________(2)制作氧自救呼吸器查閱資料，超氧化鉀(KO2)為黃色固體，分別與CO2、H2O反應生成O2和白色固體、產氧效率高，適合作生氧劑。①原理分析:、則X的化學式為__________。②動手實踐:設計并制作氧自救呼吸器，如圖所示，使用一段時間后，觀察到生氧劑由______（填顏色變化），則基本失效。14．（2023年江蘇省蘇州市中考）在實驗室和生活中選擇合適的藥品和裝置可以制取氧氣。Ⅰ、實驗室用圖-1所示裝置制取并收集氧氣。

(1)用作催化劑，加熱分解得到和KCl。該反應的化學方程式為______。(2)裝置中儀器X的名稱為______。收集干燥氧氣應選取的收集裝置為______（選填字母）。(3)搭建如圖-2所示裝置時，需要調整試管的傾斜角度，可松開______（選填“”、“”或“”）處的螺絲，待調整后再擰緊。(4)實驗結束時，下列兩步操作中先進行的是______（填序號）。a．移走并熄滅儀器X

b．斷開試管與洗氣瓶之間的連接Ⅱ、某款家用制氧機利用過碳酸鈉（）和二氧化錳同時加入水中制取氧氣。已知：①過碳酸鈉易溶于水，遇水分解為和。②可以將KI轉化為I2。(5)制氧機制氧說明（部分）見下表，其中A、B劑的成分是過碳酸鈉或二氧化錳。A劑B劑平均供氧量（毫升/分鐘）供氧時間（分鐘）配方一1袋1袋≥320≥15配方二2袋1袋≥500≥25配方三3袋2袋≥1000≥15①A劑的成分是______。②若突發(fā)缺氧性疾病，在呼叫救護的同時進行吸氧，應選擇的最佳配方是______。(6)按配方一在水中反應6小時后，無明顯氣泡產生。取反應后混合物進行下列實驗：①將反應后混合物過濾，得到濾液和黑色濾渣。濾渣的成分為______。②取少量濾液，向其中滴加足量鹽酸有大量氣體產生。該反應的化學方程式為______。③另取少量濾液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液變?yōu)樗{色，證明濾液中仍含有。15．（2023年山東省棗莊市中考）某興趣小組對某市售“簡易供氧器”工作原理開展探究活動。(一)知識回顧：實驗室制取氧氣①實驗室常用過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣，該反應的化學方程式為______。②若用該方法制取并收集一瓶干燥的氧氣，圖一裝置接口的正確連接順序依次為a→______(填字母序號)。

(二)實物探究：“簡易供氧器”初探某市售“簡易供氧器”主要由“初期生氧器"和“生氧罐”兩部分組成，如圖二所示：興趣小組的同學啟動“初期生氧器”一段時間后，用磁鐵靠近“初期生氧器”中的剩余固體，有黑色固體物質被吸引。于是，他們針對被吸引的黑色固體物質的成分開展探究?！静殚嗁Y料】①“簡易供氧器”在工作初期，內部獨立的“初期生氧器”首先啟動，以解決初期供氧不足的問題，“初期生氧器”內有氯酸鉀、二氧化錳、鐵粉等物質。②氯酸鉀制取氧氣的化學方程式為：2KClO32KCl+3O2↑；③Fe3O4與硫酸反應的化