中考化学制取氧气及解题方略

　　一、基本考点
　　考点1 氧气的实验室制法
　　在实验室里，通常采用分解过氧化氢溶液，加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。
　　（1）反应原理：

　　（2）实验装置：实验装置包括发生装置和收集装置。①发生装置的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置，则选择图2-7-1A装置，如果选用加热高锰酸钾制取氧气，应用固体加热型装置，则选择图2-7-1B装置。

　　②收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。如图2-7-1C；向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。如图2-7-1D；向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。如图2-7-1E。
　　③验满方法：a. 用向上排空气法收集时把一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，证明集气瓶内已收集满氧气；b. 用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时证明已收集满。
　　④操作步骤：用高锰酸钾制取氧气并用排水集气法收集气体的一般步骤为：a. 组装好仪器并检查装置的气密性；b. 将药品装入试管并在试管口堵上一团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；c. 将试管固定在铁架台上；d. 集气瓶里装满水并倒放在水槽中；e. 点燃酒精灯，先预热试管，再对准药品处加热；f. 用排水法收集氧气；g. 收集完毕，将导管撤管撤离水槽；h. 熄灭酒精灯。
　　⑤用高锰酸钾制氧气时的注意事项：a. 试管口微向下倾斜；b. 药品均匀铺在试管底部；c. 试管口塞一团棉花；e. 铁夹夹在距试管口的1/3处；f. 伸入试管内的导管略出胶塞即可；g. 用外焰对准药品处加热。
　　考点2 催化剂和催化作用
　　在化学反应里，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂（又叫做触媒）。（1）在理解催化剂的概念时，应抓住“一变两不变”来正确理解。①“一变”是指它能改变其他物质的化学反应速率，不能片面地把“改变”理解为“加快”或“减慢”；②“两不变”是指化学反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。（2）催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。（3）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
　　二、能力与综合考点
　　考点3 化合反应及分解反应的区别与判断（学科内综合考点）
　　在化学反应中，一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。化合反应、分解反应是化学反应的两大基本类型。通过比较化合反应和分解反应，加深对反应类型的认识

　　分解反应的特点是“一变多”，可用通式“A→B+C”表示；化合反应的特点是“多变一”，可用通式“A+B→C”表示。

　　三、创新考点
　　考点4.在潜水艇里制取氧气方法的探究（探究性考点）
　　在潜水艇里制取氧气时，要从以下几个方面来考虑：一是要减沙自备能源的消耗，二是操作简便易行，三是要减少污染和有毒物质的排放。
　　四、例题解析
　　一、选择题
　　例1 从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是。
　　A.通电使水分解：　　
　　B.过氧化氢催化分解：　　
　　C.高锰酸钾加热分解：　　
　　D.氯酸钾加热分解：　
　　解析 观察这四种获取氧气的方法。A需消耗电能，且同时生成的氢气是极易燃气体，易造成安全隐患；C、D均需在加热条件下进行，操作不简便。因此，当选C，常温下的固液相混，方便快捷地制备氧气。
　　答案 B
　　例2 NO是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的 气体。在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是。
　　A.排水集气法
　　B.向上排空气集气法
　　C.向下排空气集气法
　　D.排水集气法或向上排空气集气法
　　解析 据题干，分析出NO的性质，易与氧气反应，难溶于水。由此，决定其收集方法。
　　答案 A
　　例3　下列关于催化剂的说法中，正确的是
　　A.加入催化剂能使反应速率加快
　　B.不使用催化剂，物质就不能发生化学反应
　　C.使用催化剂可以增加生成物的质量
　　D.使用催化剂能改变化学反应的速率
　　解析　催化剂的作用是“改变”化学反应的速率，既包括“加快”，又包括“减慢”，所以D正确，A错误；催化剂不能决定化学反应能否发生，对生成物的质量也没有影响，因为化学反应前后催化剂本身的质量和化学性质都不改变，故B、C都错误。
　　答案　D
　　例4　其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是
　　A.高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
　　B.水 氢气+氧气
　　C.过氧化钠+二氧化碳 碳酸钠+氧气
　　D.过氧化氢 水+氧气
　　解析　潜水艇里供氧装置应简单、方便、快捷，即不需要仿造实验室制O2的原理。A和D都是实验室常用的方法，B消耗电能，C没有条件且CO2是人体呼吸呼出的主要气体，方便。
　　答案　C
　　二、填空题
　　例5 实验室制氧气时，盛放固体反应物的试管管口应略 倾斜，铁夹应夹在试管的 部。给试管里的固体加热，应该先使试管在火焰上 （如果试管是固定的，可移动 ），试管均匀受热后再将火焰固定在 的部位加热。若用排水法收集氧气，在准备停止加热时，应先 ，然后 ；若用排空气法收集氧气，集气瓶口应朝 ，因为 。
　　点拨与辨析：解本题时，要注意，任何操作都是为了完成实验目的，避免不安全隐患。如加热固体药品，试管口略向下倾斜，避免水珠倒流，炸裂试管；先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热，以免试管局部骤热而破裂；反应停止时，先将导管从水槽中取出，再停止加热，也是为了避免水倒流而使试管破裂。因为氧气的密度比空气略大，所以装满氧气的集气瓶应正放在桌上，以免泄露。
　　答：向下；上（1/3）；预热；酒精灯；盛放药品；将导管从水槽中取出；熄灭酒精灯；上；标准状况下，氧气的密度比空气大。
　　例6 某学生在做实验室制氧气实验时，采用下图所示装置，实验结束后，发现试管炸裂，试分析造成此后果的可能原因。________________________________________________________________________________
　　___________________________________________________________________.

　　解析 该实验采用的是在试管中加热固体物质产生气体，并用排水法收集气体的一套组合装置，因而分析试管破裂的原因应从酒精灯的正确使用、固体物质的加热方法、排水集气法收集气体等方面进行分析。
　　答案 给试管加热时，试管外壁有水珠没擦干就加热或没预热，直接加热盛药品部位，使试管局部骤热；受高温的试管底部碰着了酒精灯的灯芯；实验结束时，先撤去酒精灯，再使导管移出水槽，致使水倒流进试管。以上错误操作都有可能导致试管炸裂。
　　三、实验探究题
　　例7　某同学用下图装置制取氧气，请回答：

　　（1）用高锰酸钾制取和收集氧气的装置应选用　　　　（填序号）；用双氧水和二氧化锰制取和收集干燥的氧气的装置应选用　　　　（填序号）；
　　（2）检查装置①气密性的方法是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
　　（3）装置②试管口要略向下倾斜的原因是：　　　　　　　　　　　　　　　　　；
　　（4）若用装置④收集的氧气不纯，其原因可能是（请写两种原因）：
　　①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
　　②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　解析　收集O2的方法用排水法或向上排气法，干燥O2可用浓H2SO4，检查气密性时可采用液封法，然后注水观察，收集O2时集气瓶应注满水，且气泡连续时收集较纯。
　　答案　（1）②④或②⑤　①③⑤　（2）用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注入水至长颈漏斗下端管口浸没在液面以下，继续加水，然后观察长颈漏斗管中的液面高度是否变化，如果液面不下降则说明气密性好（合理叙述也可）　（3）防止冷凝水倒流使试管炸裂
　　（4）①过早收集，没等导管口有连续且均匀的气泡冒出就开始收集　②收集前集气瓶中的水没有装满，留有气泡
　　例8　实验室常用下列装置制取气体，我能根据所学知识回答下列问题。

　　（1）用A装置制取某种气体的一个化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合制取氧气，我不选B而选用C做气体发生装置，其优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　（3）汽车尾气中一氧化氮是一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。实验室中制取一氧化氮彩的收集装置是（填序号）　　　　。
　　我认为选择气体收集方法，从气体性质的角度需要考虑的因素是：　　　　　，　　 　。
　　（4）在医院里给病人输氧气时，在氧气倒瓶和病人吸氧器之间连接一个类似右图所示的装置，在装置中盛放大约半瓶蒸馏水，导气管　　　　（填“a”或“b”）端连接在供氧气的钢瓶上，该装置的作用有（填写一条）　　　　　　　　　　　　　　
　　解析　A装置适合于固体加热制气体，药品应该是KmnO4（或KclO3与MnO2混合物），B和C装置中，C可以控制反应速率。收集气体时主要从气体的密度和溶解性考虑。
　　答案　2KmnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑　（或2KclO3 2KCl+3O2↑）（2）能够控制反应的速率（或药品用量）
　　（3）D　气体的溶解性和密度　气体与水和空气成分量否反应　（4）a观察是否有氧气输出（或观察输氧速率或增加氧气的湿度）
　　例9　现有以下仪器，请回答下列问题：

　　（1）仪器⑤的名称是 ；取用粉末状固体必须用到的仪器是　　　　（填序号）。
　　（2）如果用加热KMnO4的方法制取氧气，制气装置应选仪器　　　　（填序号）。
　　（3）如果用H2O2分解来制取氧气，制气装置最好选用仪器　　　　（填序号）；其化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　；这种装置还可以用来制CO2，其收集气体的方法为　　　　法。
　　（4）比较（2）和（3）两种制取氧气的方法，最好选用（3）中所用方法的原因是　　　　。
　　（5）把上面分解KMnO4制取氧气的仪器装配好后，检验该装置气密性的操作方法为：
　　。（2008年肇庆市）
　　解析　凡是用固体加热制气体的，都可用装置⑦。凡是用液体和固体混合不需加热制气体的，可用④⑤⑥组装成制气装置。若用到长颈漏斗时，可随时添加药品，且不需加热，节约能源操作方便。
　　答案　（1）试管　①　（2）③⑦　（3）④⑤⑥　2H2O2　　　2H2O+O2↑　向上排空气　（4）双氧水分解产物没有污染（或分解产物是水和氧气），而高锰酸钾分解产物有污染　（5）将导管插入水中，用手握住（或点燃酒精微热）试管，如果导管口有少量气泡逸出、放开手后能在导管中形成稳定的水柱，则气密性良好。