1、第 4 课时 氧气的制取【基础达标】1. (2015广西南宁)做木炭在氧气中燃烧的实验时,实验现象不明显。原因可能是收集本实验所用氧气过程中( )。A. 用向下排空气法收集氧气B. 将集满氧气的集气瓶正放在桌面上C. 收集满氧气后,在水面下用玻璃片盖住瓶口移出水槽D. 收集氧气时,观察到导管口气泡连续均匀放出便开始收集2. (2015广东广州)实验室用如图所示装置制取氧气,下列实验操作正确的是( )。A. 加热前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中B. 先将导管口移入集气瓶,再开始加热C. 收集 O2后,将集气瓶移出水槽,然后盖上玻璃片D. 停止加热时,先熄灭酒精灯,再移出导气管3
2、. (2015福建福州)实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示,其中正确的是( )。4. (2015山西)下图是同学们构建的关于氧气的部分知识网络,请你由图回答:(1)实验室制取氧气的一个化学方程式: 。 (2)硫在氧气中燃烧的现象是 。 、两类有氧气参加的化学反应的相同点是(写一条) (3)从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系: 5. (2015湖南邵阳)根据如图回答问题。(1)仪器的名称是 。 (2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,选用的发生装置是 (填序号),其反应的化学方程式是 ;若用 E 装置收集的氧气,来完成硫粉在氧气中燃烧的实验时,集气瓶内要预留适量的水(图 F 所示)
3、,水的作用是 (3)实验室制取二氧化碳,选用的收集装置是 (填序号),将燃着的木条放在瓶口,若观察到 ,说明瓶中已充满二氧化碳,向该集气瓶中加入澄清石灰水,振荡后,观察到溶液变浑浊,则反应的化学方程式是 6. (2015贵州贵阳)实验室制取气体是化学学习的基本实验技能之一,请根据如图回答相关问题。AB(1)写出仪器 a 的名称: 。 (2)甲同学用 A 装置制取氧气,该反应的化学方程式: ,该反应的基本反应类型是 。停止加热时应先将导管移出水面,其理由是 (3)检验集气瓶中的气体是氧气的方法为 。 (4)乙同学用 B 装置制取二氧化碳,该反应的化学方程式为 。收集到的二氧化碳中可能含有的杂质有
4、 要除去这些杂质用到的试剂先后有 。 7. (2015四川攀枝花)实验室常用下列装置制取并收集气体,请你根据所学知识回答下列问题。(1)写出图中数字编号所指仪器的名称: 。 (2)在实验室中,小华选用 A 装置制取氧气,而小红选用 B 装置也可制取氧气。他们都用到了一种相同的固体药品,在两个反应中它都起 作用。请你写出小红制取氧气的化学方程式: (3)实验室用 C 和 F 装置可以制取并收集 CO2气体,写出实验室制取该气体的化学方程式: 。若要用 B 和 F 装置选用稀硫酸和纯碱固体来制取纯净的 CO2气体,还需在 B、F 装置之间连接上述的 装置(填字母),在该装置中应装入(填药品名称)。
5、 【综合拓展】8. (2015湖南湘潭)根据下图所示装置回答有关问题。(1)写出 a 仪器名称: (2)利用 A 装置制取氧气的化学方程式为 ;若用 C 装置来收集氧气,待集气瓶中的水排完以后,应当 ,小心地把集气瓶移出水槽, 放在桌面上。 (3)实验室通常利用 B、D 装置的组合来制取并收集二氧化碳,该反应的化学方程式为 ;B、D 之间需用胶皮管连接,连接玻璃管和胶皮管的方法是:先把玻璃管口 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。 (4)通常利用 E 装置检验二氧化碳的存在,若二氧化碳过量,会进一步与碳酸钙、水反应生成易溶于水的碳酸氢钙CaCO 3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2。若向含
6、有 Ca(OH)2 14.8g 的澄清石灰水里缓缓通入一定量的二氧化碳,反应后若生成 10g 沉淀,则通入二氧化碳的质量可能为 (填字母)。 A.4.4g B. 8.8gC. 13.2g D. 17.6g9. (2015浙江温州)小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中,反应速率逐渐变慢。查阅资料得知:其原因是过氧化氢的质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰催化能力降低的影响因素,进行如下实验。【材料准备】取三份质量均为 2g 的二氧化锰分别催化 40mL 溶质质量分数为 10%、20%、30%的过氧化氢溶液分解,实验后回收二氧化锰,并分别标为 A、B、C;另取多次催化分解
7、10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰,标为 D。【实验步骤】连接实验装置并检查气密性。取未使用过的二氧化锰 0.5g,加入锥形瓶中,再加入 10mL 溶质质量分数为 5%的过氧化氢溶液,记录收集 120mL 气体所需的时间。再分别取 A、B、C、D 组二氧化锰各 0.5g,重复上述实验。多次实验取平均值,记录数据如下:组别未使用过的二氧化锰A B C D收集气体时间/秒17.9 23.2 27.7 32.3 37.8(1)实验时,长颈漏斗下端管口应在液面以下,其目的是 。 (2)实验中,通过比较收集相同体积气体所需的时间外,还可以通过比较 来反映二氧化锰的催化能力。 (3)由上表数据可知,引
8、起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是 。10. (2015福建福州)某兴趣小组用图所示流程制取氧气(反应原理:2KClO3 2KCl+3O2),并回收提纯氯化钾和二氧化锰。回答下列问题:(1)根据化学方程式计算,理论上可制得氧气的质量是多少?(计算结果精确到 0.1g)解:(2)在回收提纯的过程中需要控制水的用量,原因有 (填字母)。 A.提高实验效率B. 保证固体全部溶解C. 节约能源(3)写出图中仪器 a、b 的名称:a ,b 。 步骤中的操作 m 应选择图中 (填“甲”或“乙”)装置,该操作中玻璃棒的作用是 步骤中用酸化的硝酸银(AgNO 3)溶液检验洗出液中是否含有氯化钾,该检验方法的
9、原理为 (用化学方程式表示)。(4)实验结束后,称得回收到的氯化钾的质量比理论值小,可能的原因有 (写一点)。 参考答案【课后精练】1. A 解析:氧气的密度比空气大,应用向上排空气法收集,如果用向下排空气法收集氧气,会导致收集不到氧气,所以做木炭在氧气中燃烧的实验时,实验现象不明显。2. A 解析:采用排水法收集氧气,加热前要先将集气瓶装满水,用玻璃片盖好倒立在水槽中,A正确;用排水法收集氧气时,当气泡均匀连续地放出时,才能开始收集氧气,不能先将导管口移入集气瓶,再开始加热,B 错误;用排水法收集氧气后,用玻璃片将瓶盖好后,移出水面正放在桌子上,C 错误;如果先熄灭酒精灯,水槽内的水倒流进入
10、试管,易引起试管炸裂,应先移出导管再熄灭酒精灯,D 错误。3. C 解析:取用粉末状药品,试管应横放,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,A 错误;为了防止冷凝水倒流回试管,使试管炸裂,应将试管口略向下倾斜,B 错误;氧气的密度大于空气,可以用向上排空气法收集,C 正确;验满氧气时应将带火星的木条放在瓶口,D 错误。4. (1)2H2O2 2H2O+ O2(2)产生明亮的蓝紫色火焰,放热,有刺激性气味的气体生成 都是氧化反应(或都放出热量)(3)正:CH 4燃烧,提供能量 反:铁生锈,浪费金属资源(其他合理答案也可)解析:(1)三种方案都能够用于实验室制取氧气:高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、
11、二氧化锰和氧气;过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气;氯酸钾在二氧化锰催化作用并加热的条件下反应生成氯化钾和氧气;(2)硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,放热,有刺激性气味的气体生成;上述有氧气参加的反应都是氧化反应,也都放出热量;(3)CH 4燃烧放出热量,提供能量,铁生锈浪费金属资源。5. (1)铁架台 (2)B 2KClO 3 2KCl+3O2 吸收生成的二氧化硫气体,防止污染空气 (3)D 木条熄灭 Ca(OH) 2+CO2 CaCO3+H 2O解析:(1)仪器的名称是铁架台;(2)如果用氯酸钾制氧气就需要加热,氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气,发生装置
12、选 B;硫燃烧生成的二氧化硫有毒,会污染空气,为了防止二氧化硫气体污染空气,可以用水吸收;(3)二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集;将燃着的木条平放在集气瓶口,木条熄灭,证明满了;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水。6. (1)试管 (2)2KClO 3 2KCl+3O2 (2)分解反应 防止水倒吸引起试管炸裂 (3)将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃说明集气瓶中的气体是氧气 (4)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 氯化氢和水蒸气 饱和的碳酸氢钠溶液、浓硫酸解析:(1)仪器 a 是试管;(2)A 装置中的药品是氯酸钾和二氧化锰,氯酸钾在
13、加热、二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气,该反应由一种物质生成两种物质,属于分解反应;为了防止水倒吸引起试管炸裂可以先移导管后熄灯;(3)要检验瓶中气体是否是氧气,可向瓶中放入带火星的木条,若木条复燃则是氧气;(4)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应生成氯化钙、水和二氧化碳;利用稀盐酸制取的二氧化碳中可能混有氯化氢气体,因为盐酸易挥发,还可能混有水蒸气,因为气体从溶液中出来通常带有水蒸气;氯化氢气体溶于水即是盐酸,盐酸可与碳酸氢钠溶液反应,因此可将气体通入饱和的碳酸氢钠溶液将氯化氢气体除掉,同时生成二氧化碳,增加二氧化碳的量,浓硫酸具有吸水性,可用来干燥二氧化碳。7. (1)试管 (2
14、)催化 2H 2O2 2H2O+O2 (3)CaCO 3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 G 浓硫酸解析:(1)仪器的名称为试管;(2)选 A、B 制取氧气,而且都用到相同的药品,由 A、B 装置可知,A 装置中利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,B 装置中利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,因此在这两个反应中二氧化锰的作用都是催化,小红利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气;(3)实验室制取二氧化碳利用大理石或石灰石和稀盐酸反应,化学方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2;稀硫酸和纯碱反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,制取的二氧化碳中会混有水蒸气,要得到纯净的二氧化碳必须要除去水,因此在
15、B、F 装置之间连接一个干燥装置,此装置应选 G,G 中装入浓硫酸,制得气体从长导管进,短导管出。8. (1)酒精灯 (2) 2KMnO 4 K2MnO4+MnO2+O2 在水下面用玻璃片盖住瓶口 正(3) CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 用水润湿 (4) A、C解析:(1)仪器 a 的名称是酒精灯,常用于加热;(2)装置 A 中试管口有棉花,所以制氧气只能通过加热 KMnO4;排水法收集氧气时,当集气瓶中的水排完以后,应在水下面用玻璃片盖住瓶口,因为氧气的密度比空气大,拿出水面后应正放在桌面上;(3)实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳;连接玻璃管和胶皮管时可以
16、先将玻璃管口用水润湿;(4)反应后若生成 10g 沉淀有两种情况:Ca(OH) 2有剩余,根据 CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H 2O 可以求出生成 10gCaCO3需要 CO2质量为 4.4g;Ca(OH) 2完全反应,根据化学方程式 CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H 2O 可求出 14.8gCa(OH)2完全反应生成 CaCO3质量为 20g,消耗二氧化碳质量为 8.8g,说明还有 10g 碳酸钙要继续与二氧化碳发生反应,根据化学方程式 CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2可以求出 10g 碳酸钙溶解需要 CO2质量为 4.4g,所以共需要 13.2gCO2。9. (1
17、)防止产生的气体从长颈漏斗逸出 (2)相同时间内产生气体的体积 (3)过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数解析:(1)长颈漏斗伸入液面以下形成液封,装置才不漏气,所以实验时为了防止产生的气体从长颈漏斗中逸出,长颈漏斗下端管口应在液面以下;(2)题中所给的方法是体积相同,比较时间,还可以时间相同,比较气体体积,所以还可以通过比较相同时间内产生气体的体积来反映二氧化锰的催化能力;(3)通过表中的数据可以看出,过氧化氢溶液质量分数相同时,二氧化锰使用的次数越少,生成相同氧气的时间越少,反应物浓度越大,生成相同氧气的时间越少,所以引起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是:过氧化氢溶液的溶质质量
18、分数、二氧化锰使用的次数。10. (1)5.9g (2)A、C (3)铁架台 酒精灯甲 引流 AgNO 3+KCl AgCl+KNO 3(4)蒸发过程中,氯化钾固体飞溅解析:设理论上制得氧气的质量为 x。答:理论上制得氧气的质量为 5.9g。(2)提纯的过程中需要控制水的用量可以缩短加热的时间、提高实验效率、节约能源;(3)仪器 a 为铁架台、b 为酒精灯;步骤中的操作得到的是固体和液体,所以操作为过滤,即甲操作,其中玻璃棒的作用是引流;硝酸银和氯化钾发生反应生成氯化银沉淀和硝酸钾;(4)过滤操作中没有洗涤烧杯、蒸发过程中氯化钾固体飞溅、蒸发皿中的氯化钾没有全部转移到托盘上等都会使回收得到的氯化钾的质量偏小,从而导致氯化钾的质量比理论值小。
