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知識點一氧氣的實驗室制法

一、加熱高錳酸鉀制取氧氣

1．藥品：高錳酸鉀（暗紫色固體，化學式：KMnO4）。

2．反應原理

高錳酸鉀

錳酸鉀 二氧化錳 氧氣

3．實驗裝置

【問題1】給試管中固體加熱應如何操作？為什麼？

【問題2】用向上排空氣法收集的氣體應具備什麼性質？

【問題3】用向下排空氣法收集的氣體應具備什麼性質？

【問題4】用排水法收集的氣體應具備什麼性質？

【小結】

【KMnO4制氧氣的制取裝置】

4．實驗步驟

①連接儀器，檢查裝置的氣密性。

②将藥品平鋪在試管底部，在試管口放一小團棉花，用帶導管的單孔橡皮塞塞緊試管口。

③将試管固定在鐵架台上。将集氣瓶裝滿水，并用玻璃片蓋住瓶口（注意不能有氣泡），然後把盛滿水的集氣瓶連同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。

④點燃酒精燈，加熱試管。

⑤當導管口有連續均勻的氣泡放出時将導管伸入集氣瓶口開始收集。當集氣瓶口有氣泡冒出時表明瓶内已經集滿氧氣，在水面下用玻璃片蓋住瓶口，小心地把集氣瓶移出水槽，正放在桌面上。

⑥将導管撤離水槽。

⑦熄滅酒精燈，停止加熱。

5．實驗反思

【問題1】導管剛剛露出橡皮塞即可，為什麼？

【問題2】為什麼要在試管口塞一團棉花？

【問題3】為什麼等氣泡連續均勻冒出時，開始收集氣體？

【問題4】用排水法收集氧氣時，怎樣證明集氣瓶中已收集滿氧氣？

【問題5】用向上排空氣法收集氧氣時，怎樣證明集氣瓶中已收集滿氧氣？

【問題6】用排水法收集完畢時，為什麼要先從水中取出導管再停止加熱？

【問題7】如何檢驗收集到的氣體是否為氧氣？

二、加熱氯酸鉀制取氧氣

1．藥品

氯酸鉀（白色固體，化學式：KClO3）、二氧化錳（黑色粉末，化學式：MnO2）。

2．反應原理

氯酸鉀

氯化鉀 氧氣

3．實驗裝置

三、過氧化氫溶液制取氧氣

1．藥品

過氧化氫溶液（無色溶液，化學式：H2O2）、二氧化錳（黑色粉末，化學式：MnO2）。

2．反應原理

過氧化氫

水 氧氣

3．實驗裝置

【發生裝置】

各發生裝置優點：A、最簡易的裝置，操作簡單；B、可以随時添加藥品（長頸漏鬥的下端管口應伸入液面以下）；C、可以随時控制反應的發生和停止；D、可以随時控制反應速率。

【收集裝置】

4．萬能瓶使用

5．實驗步驟

①連接儀器，檢查裝置的氣密性。

②裝藥品：先向錐形瓶内加入二氧化錳固體，塞好雙孔橡皮塞，向長頸漏鬥中加入過氧化氫溶液。

③收集氣體。

1．實驗室用 KMnO4制氧氣并驗證氧氣的性質，下列操作正确的是（ ）

A．檢査裝置氣密性

B．加熱KMnO4制O2

C．驗證O2已集滿

D．硫在O2中燃燒

【答案】A

【解析】A、檢査裝置氣密性方法是把導管的一端浸沒在水裡，雙手緊貼容器外壁，若導管口有氣泡冒出，裝置不漏氣，故A正确；B、高錳酸鉀是粉末狀的，為防止高錳酸鉀進入導管，要在試管口塞一團棉花，故B不正确；C、氧氣的驗滿，帶火星的木條要放在集氣瓶口，木條複燃，說明已收集滿，故C不正确；D、硫在氧氣中點燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反應，則硫在O2中燃燒集氣瓶底部要加入水，故D不正确。故選A。

2．關于“加熱高錳酸鉀制得氧氣并用排水法收集”的實驗，下列說法正确的是（ ）

A．制取氣體時，先裝藥品，然後檢驗裝置的氣密性

B．反應結束時，先停止加熱，然後将導管移出水面

C．導氣管口開始産生氣泡時，立即用裝滿水的集氣瓶收集氣體

D．裝有高錳酸鉀的試管口要放一小團棉花，目的是防止反應時藥品進入導氣管

【答案】D

【解析】A、制取氣體時，先檢驗裝置的氣密性，後添加藥品，A錯；B、反應結束時，先将導管移出水面，後停止加熱，防止水倒吸入試管，試管炸裂，B錯；C、導氣管口有連續均勻氣泡時，開始用裝滿水的集氣瓶收集氣體，C錯；D、裝有高錳酸鉀的試管口要放一小團棉花，目的是防止反應時藥品進入導氣管，D正确。故選D。

3．根據下圖回答問題：

（1）寫出儀器①的名稱：_________________。

（2）實驗室若用裝置A制取較純淨的氧氣，反應的化學方程式為______________，可以選______________（填裝置序号）作收集裝置。

（3）實驗室制取CO2，應選擇的發生和收集裝置的組合是_____________（填裝置序号）。在裝入藥品前，必須要進行的實驗操作是______________。

【答案】（1）集氣瓶；

(2)

；E ；（3）BC；檢查裝置的氣密性

【解析】（1）由圖可知，儀器①的名稱是：集氣瓶；（2）裝置A适用于固體加熱反應制取氣體，且試管口有一團棉花，适用于加熱高錳酸鉀制取氧氣，高錳酸鉀受熱分解為錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應的化學方程式為：；氧氣不易溶于水，密度比空氣大，可用排水法或向上排空氣法收集，排水法收集的氧氣比較純淨，故收集裝置選E；（3）實驗室通常用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，該反應屬于固液不加熱反應，發生裝置應選B，二氧化碳溶于水，且密度比空氣大，應用向上排空氣法收集，收集裝置應選C，故應選擇的發生和收集裝置的組合是BC；在裝入藥品前，必須要進行的實驗操作是：檢查裝置的氣密性，防止收集不到氣體。

4．化學是一門以實驗為基礎的科學。根據下列圖示回答問題。

①儀器a的名稱是_________。

②實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學反應方程式為_______。所選用的發生裝置是______（填序号）。若用E裝置收集氧氣，實驗完畢後，先将導管從水槽中移出，再熄滅酒精燈的目的是_________。

③氫氣是一種清潔能源。實驗室常用鋅粒和稀硫酸來制取氫氣，應選擇的發生裝置是_____（填序号，下同），收集裝置除選E外，還可以選_________。

【答案】（1）集氣瓶；（2

）

；A；防止水倒流，使試管炸裂；（3）B ；D

【解析】①據圖可知儀器a的名稱是集氣瓶；②如果用高錳酸鉀制氧氣就需要加熱，所選用的發生裝置是A，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，化學反應方程式為；若用E裝置收集氧氣，實驗結束應先移出導管，後熄滅酒精燈，其原因是：防止水倒流，使試管炸裂；③用鋅粒和稀硫酸在常溫下制取氫氣的發生裝置為固液常溫型，故選裝置B；氫氣是一種無色無味，溶于水，相同條件下密度比空氣小的氣體，選擇收集裝置為：D或E。

1．下列實驗用常用于實驗室制取氣體，回答下列問題：

（1）儀器E的名稱是____________________；

（2

）用

來制取O2，并用排水法收集，組裝制取裝置時，除選用上圖中的B、D、E、G、I、K、N、P外，還必須選用圖中的__________________。

【答案】（1）試管；（2）F、O ；

【解析】（1）通過觀察可知儀器E的名稱是試管；（2）用加熱高錳酸鉀的方法來制取氧氣需要有熱源，酒精燈F，用排水法來收集氧氣需要有水槽O。

2．如圖是實驗室常用的實驗裝置，請回答下列問題。

（1）儀器①的名稱_____。

（2）用A裝置制取氧氣的化學方程式_______________。C和D都可以收集O2，選擇D裝置的優點_____。

（3）E裝置中水的作用_____。

【答案】（1）長頸漏鬥；（2

）

；收集的氣體較為純淨；（3）防止生成物熔化濺落下來使瓶底炸裂

【解析】解：（1）儀器①的名稱是長頸漏鬥；（2）裝置A屬于固體加熱型，試管口放有一團棉花，采用的加熱高錳酸鉀的方法，高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的化學方程式是。C和D都可以收集O2，D裝置是排水法，選擇D裝置的優點是收集的氣體較為純淨；（3）鐵絲在氧氣中燃燒時，為防止生成物熔化濺落下來使瓶底炸裂，集氣瓶的底部應放少量的水或鋪一層細沙，E裝置中水的作用是防止生成物熔化濺落下來使瓶底炸裂。故答案為：（1）長頸漏鬥；（2）；收集的氣體較為純淨；（3）防止生成物熔化濺落下來使瓶底炸裂。

3．根據下列裝置圖回答問題：

（1）儀器a的名稱是_______________。

（2）用氯酸鉀和MnO2制取較純淨的O2時，應選擇的裝置是___________（填标号），化學方程式是____________，若用向上排空氣法收集氧氣，驗滿的方法是__________________。

（3）碳酸鈣粉末與稀硫酸反應可制得CO2，化學方程式是__________________。

（4）實驗室制取H2時，通過控制液體流速，從而得到平穩氣流，選擇的發生裝置是______________（填标号），若用排水法收集H2，應從D裝置的____________（填“b”或“c”）口通入氣體。

【答案】試管 A

将帶火星的小木條平放到集氣瓶口，若小木條複燃，則滿 B c

【解析】（1）儀器a的名稱是試管；（2）用氯酸鉀和MnO2制取較純淨的O2時，屬于固體混合加熱型，應選擇的裝置是A，加熱條件下，二氧化錳催化氯酸鉀反應生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式是 ，若用向上排空氣法收集氧氣，驗滿的方法是将帶火星的小木條平放到集氣瓶口，若小木條複燃，則滿；（3）碳酸鈣粉末與稀硫酸反應可制得二氧化碳和磷酸鈣，化學方程式是 ；（4）實驗室制取氫氣時，通過控制液體流速，從而得到平穩氣流，選擇的發生裝置是B，通過分液漏鬥控制液體的添加量，可得到穩定的氣流，若用排水法收集氫氣，應從D裝置的c口通入氣體，将水從b口排出。

4．利用下列裝置進行氣體的制取實驗，請問答下列問題：

（1）寫出儀器的名稱：①____________②______________。

（2）實驗室用過氧化氯溶液制取氧氣時，若要制取一瓶幹燥的氧氣，必須使氣體通過__________(填字母，下同）裝置，選用裝置___________收集，驗滿的方法是____________。

（3）實驗室用加熱高錳酸鉀固體的方法制取較純淨的氧氣，選用發生裝置____________和收集裝置G組合，檢查該裝置氣密性的方法是：連接好儀器，把導管的一端浸入水中，_____________，證明裝置連接完好、不漏氣。

（4）實驗室用電石固體與飽和食鹽水常溫下反應制取乙炔（C2H2）氣體，同時有糊狀 Ca（OH）2生成，發生裝置選用C而不選用B的原因是_____________；乙炔充分燃燒的化學方程式為____________。

【答案】（1）①鐵架台；②分液漏鬥；（2）D ； F；用帶火星的木條靠近集氣瓶口，若木條複燃，則已經充滿；（3）A；手緊握試管，如果導管口有氣泡冒出；（4）可以控制滴加液體速率和防止糊狀Ca（OH）2堵塞長頸漏鬥的下端；

【解析】（1）由圖可知，儀器①的名稱是：鐵架台；儀器②的名稱是：分液漏鬥；（2）濃硫酸具有吸水性，且濃硫酸與氧氣不反應，可用濃硫酸幹燥氧氣，故若要制取一瓶幹燥的氧氣，必須使氣體通過D裝置；

氧氣不易溶于水，密度比空氣大，可用排水法或向上排空氣法收集，要想得到幹燥的氧氣，應用向上排空氣法收集，故收集裝置選F；氧氣具有助燃性，氧氣驗滿：用帶火星的木條靠近集氣瓶口，若木條複燃，則已經充滿；（3）高錳酸鉀加熱制取氧氣，屬于固體加熱反應，發生裝置應選A；檢查該裝置氣密性的方法是：連接好儀器，把導管的一端浸入水中，手緊握試管，如果導管口有氣泡冒出，證明裝置連接完好、不漏氣；（4）發生裝置選用C而不選用B，因為C裝置可通過分液漏鬥控制藥品的滴加速率，從而控制反應速率，同時分液漏鬥下端無需浸入液面以下，糊狀Ca（OH）2不會堵塞漏鬥的下端，故填：可以控制滴加液體速率和防止糊狀Ca（OH）2堵塞長頸漏鬥的下端；乙炔充分燃燒生成二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：。

5．實驗室制取氣體時需要的一些裝置如下圖所示，請回答下列問題。

（1）寫出儀器①的名稱__________________。

（2）實驗室用A裝置制取并收集幹燥的氧氣，所選裝置的連接順序為：A→________→________（填裝置代号），寫出A裝置中使用催化劑制取氧氣的化學方程式：________________________。若用C裝置收集氧氣，導管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集，應在________________時，開始收集氣體。

（3）某興趣小組的同學在實驗室連接B、G裝置進行實驗。若實驗時，在G裝置中放置一個燃着的蠟燭，實驗過程中蠟燭熄滅，說明生成的氣體具有_________________的化學性質，則B裝置中反應的化學方程式為________________________；若将G裝置中的蠟燭取出來，改用G裝置收集此氣體時，驗滿的方法是_____________________。

【答案】（1）鐵架台；（2）F；E ；

；導管口氣泡連續均勻冒出；（3）不可燃、不助燃；CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2↑；将燃着的木條放在b管口處，若木條火焰熄滅，則集滿二氧化碳

【解析】（1）根據圖示，儀器①的名稱是：鐵架台；（2）實驗室用A裝置制取并收集幹燥的氧氣，制取後，應先用盛有濃硫酸的F裝置幹燥，再用向上排空氣法收集，所選裝置的連接順序為：A→F→E；A裝置中使用催化劑制取氧氣，對應的是利用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣，化學方程式是：。若用C裝置收集氧氣，導管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集，因為開始排出的氣體是裝置中原有的空氣，所以應在導管口氣泡連續均勻冒出時，開始收集氣體。（3）在實驗室連接B、G裝置進行實驗。若實驗時，在G裝置中放置一個燃着的蠟燭，實驗過程中蠟燭熄滅，說明B裝置中生成的氣體具有不可燃、不助燃的化學性質；在初中階段利用B裝置生成的不可燃、不助燃的氣體是二氧化碳，反應物是大理石和稀鹽酸，大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成二氧化碳、水、氯化鈣，反應的化學方程式為：CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2↑；若将G裝置中的蠟燭取出來，改用G裝置收集二氧化碳，由于二氧化碳的密度比空氣的大，氣體應從a管進入，瓶内的空氣從b管排出，驗滿的方法是：将燃着的木條放在管口b處，若木條火焰熄滅，則集滿二氧化碳。

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