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知识点一氧气的实验室制法

一、加热高锰酸钾制取氧气

1．药品： 高锰酸钾（暗紫色固体，化学式：KMnO4）。

2．反应原理

高锰酸钾

锰酸钾+ 二氧化锰 + 氧气

3．实验装置

【问题1】给试管中固体加热应如何操作？为什么？

【问题2】用向上排空气法收集的气体应具备什么性质？

【问题3】用向下排空气法收集的气体应具备什么性质？

【问题4】用排水法收集的气体应具备什么性质？

【小结】

【 KMnO4制氧气的制取装置 】

4．实验步骤

①连接仪器，检查装置的气密性。

②将药品平铺在试管底部，在试管口放一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。

③将试管固定在铁架台上。将集气瓶装满水，并用玻璃片盖住瓶口（注意不能有气泡），然后把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。

④点燃酒精灯，加热试管。

⑤当导管口有连续均匀的气泡放出时将导管伸入集气瓶口开始收集。当集气瓶口有气泡冒出时表明瓶内已经集满氧气，在水面下用玻璃片盖住瓶口，小心地把集气瓶移出水槽，正放在桌面上。

⑥将导管撤离水槽。

⑦熄灭酒精灯，停止加热。

5．实验反思

【问题1】导管刚刚露出橡皮塞即可，为什么？

【问题2】为什么要在试管口塞一团棉花？

【问题3】为什么等气泡连续均匀冒出时，开始收集气体？

【问题4】用排水法收集氧气时，怎样证明集气瓶中已收集满氧气？

【问题5】用向上排空气法收集氧气时，怎样证明集气瓶中已收集满氧气？

【问题6】用排水法收集完毕时，为什么要先从水中取出导管再停止加热？

【问题7】如何检验收集到的气体是否为氧气？

二、加热氯酸钾制取氧气

1．药品

氯酸钾（白色固体，化学式：KClO3）、二氧化锰（黑色粉末，化学式：MnO2）。

2．反应原理

氯酸钾

氯化钾+ 氧气

3．实验装置

三、过氧化氢溶液制取氧气

1．药品

过氧化氢溶液（无色溶液，化学式：H2O2）、二氧化锰（黑色粉末，化学式：MnO2）。

2．反应原理

过氧化氢

水+ 氧气

3．实验装置

【发生装置】

各发生装置优点：A、最简易的装置，操作简单；B、可以随时添加药品（长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下）；C、可以随时控制反应的发生和停止；D、可以随时控制反应速率。

【收集装置】

4．万能瓶使用

5．实验步骤

①连接仪器，检查装置的气密性。

②装药品：先向锥形瓶内加入二氧化锰固体，塞好双孔橡皮塞，向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液。

③收集气体。

1． 实验室用 KMnO4制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是（ ）

A．检査装置气密性

B．加热KMnO4制O2

C．验证O2已集满

D．硫在O2中燃烧

【答案】A

【解析】A、检査装置气密性方法是把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故A正确；B、高锰酸钾是粉末状的，为防止高锰酸钾进入导管，要在试管口塞一团棉花，故B不正确；C、氧气的验满，带火星的木条要放在集气瓶口，木条复燃，说明已收集满，故C不正确；D、硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反应，则硫在O2中燃烧集气瓶底部要加入水，故D不正确。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． 根据下图回答问题：

（1）写出仪器①的名称：_________________。

（2）实验室若用装置A制取较纯净的氧气，反应的化学方程式为______________，可以选______________（填装置序号）作收集装置。

（3）实验室制取CO2，应选择的发生和收集装置的组合是_____________（填装置序号）。在装入药品前，必须要进行的实验操作是______________。

【答案】（1）集气瓶；

(2)

；E ；（3）BC；检查装置的气密性

【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是：集气瓶；（2）装置A适用于固体加热反应制取气体，且试管口有一团棉花，适用于加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的氧气比较纯净，故收集装置选E；（3）实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应属于固液不加热反应，发生装置应选B，二氧化碳溶于水，且密度比空气大，应用向上排空气法收集，收集装置应选C，故应选择的发生和收集装置的组合是BC；在装入药品前，必须要进行的实验操作是：检查装置的气密性，防止收集不到气体。

4． 化学是一门以实验为基础的科学。根据下列图示回答问题。

①仪器a的名称是_________。

②实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式为_______。所选用的发生装置是______（填序号）。若用E装置收集氧气，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯的目的是_________。

③氢气是一种清洁能源。实验室常用锌粒和稀硫酸来制取氢气，应选择的发生装置是_____（填序号，下同），收集装置除选E外，还可以选_________。

【答案】（1）集气瓶；（2

）

；A；防止水倒流，使试管炸裂；（3）B ；D

【解析】①据图可知仪器a的名称是集气瓶；②如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，所选用的发生装置是A，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，化学反应方程式为；若用E装置收集氧气，实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试管炸裂；③用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气的发生装置为固液常温型，故选装置B；氢气是一种无色无味，溶于水，相同条件下密度比空气小的气体，选择收集装置为：D或E。

1． 下列实验用常用于实验室制取气体，回答下列问题：

（1）仪器E的名称是____________________；

（2

）用

来制取O2，并用排水法收集，组装制取装置时，除选用上图中的B、D、E、G、I、K、N、P外，还必须选用图中的__________________。

【答案】（1）试管；（2）F、O ；

【解析】（1）通过观察可知仪器E的名称是试管；（2）用加热高锰酸钾的方法来制取氧气需要有热源，酒精灯F，用排水法来收集氧气需要有水槽O。

2． 如图是实验室常用的实验装置，请回答下列问题。

（1）仪器①的名称_____。

（2）用A装置制取氧气的化学方程式_______________。C和D都可以收集O2，选择D装置的优点_____。

（3）E装置中水的作用_____。

【答案】（1）长颈漏斗；（2

）

；收集的气体较为纯净；（3）防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂

【解析】解：（1）仪器①的名称是长颈漏斗；（2）装置A属于固体加热型，试管口放有一团棉花，采用的加热高锰酸钾的方法，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是。C和D都可以收集O2，D装置是排水法，选择D装置的优点是收集的气体较为纯净；（3）铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙，E装置中水的作用是防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。故答案为：（1）长颈漏斗；（2）；收集的气体较为纯净；（3）防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。

3． 根据下列装置图回答问题：

（1）仪器a的名称是_______________。

（2）用氯酸钾和MnO2制取较纯净的O2时，应选择的装置是___________（填标号），化学方程式是____________，若用向上排空气法收集氧气，验满的方法是__________________。

（3）碳酸钙粉末与稀硫酸反应可制得CO2，化学方程式是__________________。

（4）实验室制取H2时，通过控制液体流速，从而得到平稳气流，选择的发生装置是______________（填标号），若用排水法收集H2，应从D装置的____________（填“b”或“c”）口通入气体。

【答案】试管 A

将带火星的小木条平放到集气瓶口，若小木条复燃，则满 B c

【解析】（1）仪器a的名称是试管；（2）用氯酸钾和MnO2制取较纯净的O2时，属于固体混合加热型，应选择的装置是A，加热条件下，二氧化锰催化氯酸钾反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是 ，若用向上排空气法收集氧气，验满的方法是将带火星的小木条平放到集气瓶口，若小木条复燃，则满；（3）碳酸钙粉末与稀硫酸反应可制得二氧化碳和磷酸钙，化学方程式是 ；（4）实验室制取氢气时，通过控制液体流速，从而得到平稳气流，选择的发生装置是B，通过分液漏斗控制液体的添加量，可得到稳定的气流，若用排水法收集氢气，应从D装置的c口通入气体，将水从b口排出。

4． 利用下列装置进行气体的制取实验，请问答下列问题：

（1）写出仪器的名称：①____________②______________。

（2）实验室用过氧化氯溶液制取氧气时，若要制取一瓶干燥的氧气，必须使气体通过__________(填字母，下同）装置，选用装置___________收集，验满的方法是____________。

（3）实验室用加热高锰酸钾固体的方法制取较纯净的氧气，选用发生装置____________和收集装置G组合，检查该装置气密性的方法是：连接好仪器，把导管的一端浸入水中，_____________，证明装置连接完好、不漏气。

（4）实验室用电石固体与饱和食盐水常温下反应制取乙炔（C2H2）气体，同时有糊状 Ca（OH）2生成，发生装置选用C而不选用B的原因是_____________；乙炔充分燃烧的化学方程式为____________。

【答案】（1）①铁架台；②分液漏斗；（2）D ； F；用带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，则已经充满；（3）A；手紧握试管，如果导管口有气泡冒出；（4）可以控制滴加液体速率和防止糊状Ca（OH）2堵塞长颈漏斗的下端；

【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是：铁架台；仪器②的名称是：分液漏斗；（2）浓硫酸具有吸水性，且浓硫酸与氧气不反应，可用浓硫酸干燥氧气，故若要制取一瓶干燥的氧气，必须使气体通过D装置；

氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，要想得到干燥的氧气，应用向上排空气法收集，故收集装置选F；氧气具有助燃性，氧气验满：用带火星的木条靠近集气瓶口，若木条复燃，则已经充满；（3）高锰酸钾加热制取氧气，属于固体加热反应，发生装置应选A；检查该装置气密性的方法是：连接好仪器，把导管的一端浸入水中，手紧握试管，如果导管口有气泡冒出，证明装置连接完好、不漏气；（4）发生装置选用C而不选用B，因为C装置可通过分液漏斗控制药品的滴加速率，从而控制反应速率，同时分液漏斗下端无需浸入液面以下，糊状Ca（OH）2不会堵塞漏斗的下端，故填：可以控制滴加液体速率和防止糊状Ca（OH）2堵塞长颈漏斗的下端；乙炔充分燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。

5． 实验室制取气体时需要的一些装置如下图所示，请回答下列问题。

（1）写出仪器①的名称__________________。

（2）实验室用A装置制取并收集干燥的氧气，所选装置的连接顺序为：A→________→________（填装置代号），写出A装置中使用催化剂制取氧气的化学方程式：________________________。若用C装置收集氧气，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，应在________________时，开始收集气体。

（3）某兴趣小组的同学在实验室连接B、G装置进行实验。若实验时，在G装置中放置一个燃着的蜡烛，实验过程中蜡烛熄灭，说明生成的气体具有_________________的化学性质，则B装置中反应的化学方程式为________________________；若将G装置中的蜡烛取出来，改用G装置收集此气体时，验满的方法是_____________________。

【答案】（1）铁架台；（2）F；E ；

；导管口气泡连续均匀冒出；（3）不可燃、不助燃；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；将燃着的木条放在b管口处，若木条火焰熄灭，则集满二氧化碳

【解析】（1）根据图示，仪器①的名称是：铁架台；（2）实验室用A装置制取并收集干燥的氧气，制取后，应先用盛有浓硫酸的F装置干燥，再用向上排空气法收集，所选装置的连接顺序为：A→F→E；A装置中使用催化剂制取氧气，对应的是利用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气，化学方程式是：。若用C装置收集氧气，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是装置中原有的空气，所以应在导管口气泡连续均匀冒出时，开始收集气体。（3）在实验室连接B、G装置进行实验。若实验时，在G装置中放置一个燃着的蜡烛，实验过程中蜡烛熄灭，说明B装置中生成的气体具有不可燃、不助燃的化学性质；在初中阶段利用B装置生成的不可燃、不助燃的气体是二氧化碳，反应物是大理石和稀盐酸，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳、水、氯化钙，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；若将G装置中的蜡烛取出来，改用G装置收集二氧化碳，由于二氧化碳的密度比空气的大，气体应从a管进入，瓶内的空气从b管排出，验满的方法是：将燃着的木条放在管口b处，若木条火焰熄灭，则集满二氧化碳。

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