氧气的性质与制取 实验探究题精选原卷版.docx
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氧气的性质与制取实验探究题精选原卷版
氧气的性质与制取实验探究题精选
一、实验探究题
1.如图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品：
选用实际容积为40mL的直玻璃管作反应容器，将过量的白磷放入直玻璃管，用橡皮塞塞紧直玻璃管，再与容积为60mL且润滑性良好的针筒注射器组成实验装置.假设此装置能按照设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将活塞前沿从注射器的20mL处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞依旧能回到20mL刻度处，则说明 ；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等冷却到室温后打开弹簧夹.实验过程中可观察到的现象是 ；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，玻璃管冷却到室温.实验过程中可观察到的现象是 ；
（4）若按照此实验的设想进行，实验可能遇到诸多问题，发生危险，造成实验失败.例如 （写出一点即可）.
2.电影《流浪地球》中，人类靠点燃氧气与氢气混合气体的方法产生大量的能量，能量所带来的冲击波成功把地球推离危险轨道。
小金想探究“氢气在空气中的爆炸极限”。
他了解到可燃性气体都有爆炸极限，低于爆炸下限时不爆炸也不着火，高于爆炸上限时不会爆炸会燃烧。
他在老师指导下设计并完成了如下实验：
步骤1：
利用实验室制取氢气类似的装置，如图甲，用矿泉水瓶收集体积分数分别是5%～100%的氢气若干瓶；
步骤2：
将瓶子倒扣后打开瓶塞，架在火柴梗上，如图乙，用另一根火柴点燃氢气，实验现象如表：
H2体积分数/%
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
点燃时的现象
不燃不爆
弱
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
弱
爆炸
安静燃烧
安静燃烧
（1）步骤1中收集一瓶体积分数为50%氢气的方法是 ；
（2）根据实验现象，氢气在空气中的爆炸极限是 ；
（3）小金觉得上述结论的范围还可以更加精确，下一步操作是 。
3.某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：
铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。
该小组同学进行了如下探究：
（1）写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：
________。
（2）探究一：
蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。
由此可知：
蜡烛燃烧产生的火焰是由________（选填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。
（3）探究二：
物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
查阅资料：
部分物质的熔、沸点和燃烧时温度。
物质
熔点（℃）
沸点（℃）
燃烧时温度（℃）
石蜡
50～70
300～550
约600
铁
1535
2750
约1600
铝
660
2327
约1240
由表中信息可知：
物质燃烧能否产生火焰与其________（选填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。
由此推测：
铝在氧气中燃烧时________（选填“有”或“没有”）火焰产生。
4.如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。
（1）流程图中空格处应填写的物质是 。
（空气中体积含量第三的一类气体）工业制取氧气的是属于 （“物理变化”或“化学变化”）
（2）利用液氧和液氮的 不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。
（3）液氧在升温、减压后可变为氧气，请分析此过程的微观实质 。
5.某同学打算探究可燃物燃烧的条件，他查阅资料得知：
白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃，它们在空气中燃烧都会生成刺激呼吸道的白烟﹣﹣五氧化二磷。
五氧化二磷易溶于水，并能与水反应生成有毒的偏磷酸（HPO3）。
他按如图所示装置进行对比实验，请回答问题：
（1）用图A所示装置进行实验，观察到的现象是铜片上的白磷 ，铜片上的红磷和水中的白磷 。
再用图B所示装置进行实验，观察到不通氧气时，热水中的白磷 ；通氧气时，热水中的白磷 。
根据上述实验，得出可燃物燃烧的条件是 。
（2）图A与图B实验相比，符合环保要求的是 。
（3）若炒菜时油锅内的油着火了，采用的灭火方法是 ，利用的灭火原理是 ，将燃着的蜡烛吹灭，利用的灭火原理是 。
6.小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液—“双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，在老师的指导下和同学们一起做了如下实验。
【第一组实验】小明欲证明该双氧水是否失效。
实验过程：
①在试管中加入5mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②用酒精灯给上述烧瓶加热，液体中有气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图装置进行操作，带火星的木条燃烧，水槽中冰水所起的作用是________________。
【第二组实验】小明欲证明二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用，该物质在反应前后质量是
否发生变化。
（1）实验原理
写出化学反应的文字表达式_______________________________。
（2）实验步骤
①______________________________________；
②将二氧化锰装入大试管中并加入5mL“双氧水”；
③待反应结束后，将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；
④________________________________________________。
（3）做完此实验后，小方认为要证明二氧化锰是一种催化剂，还需要再补充一个探究实验：
探究___________________________________________。
【实验反思】依据所做的实验，影响化学反应速率的因素可能是________________等。
7.利用如图23-K-7所示实验装置制取氧气。
图23-K-7
（1）实验中,若产生氧气的速率太快,则不利于收集。
为了减慢反应速率,可以进行的合理操作是 。
（2）若需要一瓶干燥的氧气,则应将装置A产生的氧气通过干燥装置后再与 （填“B”“C”或“D”）相连。
（3）若用排水法收集了一瓶气体,并用带火星的木条检验,发现带火星的木条没有复燃,可能的原因有 （填字母）。
A.实验所用过氧化氢溶液的溶质质量分数太小B.开始收集时,置于水槽中的集气瓶未装满水
C.导管口一出现气泡就立即收集
8.如图B3-1-10是铁丝在氧气中燃烧的全过程,请回答下列问题。
图B3-1-10
（1）①铁丝为什么要绕成螺旋状?
。
②集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙?
。
③点燃火柴后,铁丝插入集气瓶中的适宜时刻和方法是 。
（2）该同学实验过程中发现铁丝没有燃烧,反复实验均未成功。
导致实验失败的原因可能有:
①铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行。
因此,你认为该同学进行实验前应做的实验操作是 。
②导致该实验失败的原因还可能是 （填字母）。
A.点燃火柴后立即伸入瓶中B.瓶内氧气的含量不高
C.铁丝过粗
9.在化学课上同学们用右图所示装置来测定空气里氧
气的含量。
（1）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，能
观察到的现象是。
（2）反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的
水，进入水的体积约占集气瓶内空
气总体积的。
（3）通过这个实验得出的结论是。
【
10.如图所示为测定空气中氧气含量的装置及药品：
选用实际容积为40mL的直玻璃管作反应容器，将过量的白磷放入直玻璃管，用橡皮塞塞紧直玻璃管，再与容积为60mL且润滑性良好的针筒注射器组成实验装置.假设此装置能按照设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将活塞前沿从注射器的20mL处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞依旧能回到20mL刻度处，则说明 ；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等冷却到室温后打开弹簧夹.实验过程中可观察到的现象是 ；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，玻璃管冷却到室温.实验过程中可观察到的现象是 ；
（4）若按照此实验的设想进行，实验可能遇到诸多问题，发生危险，造成实验失败.例如 （写出一点即可）.
11.（2020八下·吴兴期末）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果.请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A.红磷量不足B.装置Ⅰ漏气
C.未等装置冷却就松开止水夹D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞.③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好.④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是________（填序号）。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的
，则注射器活塞最终停留在________ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是________。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是________。
12.蜡烛（主要含C、H、O元素）在密闭容器中熄灭的原因是什么？
燃烧的产物是什么？
小敏认为蜡烛熄灭的原因是燃烧消耗完了容器内的氧气，并对燃烧产物提出猜想：
①燃烧的产物可能有CO2。
②燃烧的产物可能有H2O。
除了上述猜想，你的猜想：
燃烧的产物可能有。
实验一：
在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10毫升密闭容器中的气体，注入到试管中的饱和澄清石灰水中，发现石灰水始终没有变浑浊。
从实验的科学性考虑，下一步是（选填字母）。
A.直接得到燃烧产物中没有CO2的结论
B.再多抽取一些气体注入到试管中的石灰水中
C.增加饱和澄清石灰水的质量
实验二：
在老师的指导下，利用多功能传感器进行有关量的测量，装置如图所示。
实验结束后，铝板表面有黑色固体颗粒，同时传感器采得实验前后的有关数据如表所示：
相对湿度
氧气含量
二氧化碳含量
一氧化碳含量
蜡烛点燃前
48.4%
18.7%
0.058%
0
蜡烛熄灭后
71.6%
15.6%
3.643%
0.0182%
由实验及结果分析，密闭容器内蜡烛熄灭的原因是；蜡烛燃烧生成的产物是。
13.1674年，英国化学家约翰•梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验（装置如图甲）。
I.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒橫放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方（铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现）。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大量气泡，钟罩内水面下降。
[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：
4HNO3+Fe═Fe（NO3）3+NO↑+2H2O]
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时（如图丙），立即取出铁块，以防气体外逸。
IV.等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。
（一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应：
4NO+3O2+2？
＝4HNO3）
分析与评价：
（1）步骤Ⅳ中的“？
”处应填 。
（2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是 。
（忽略温度变化的影响）
（3）小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量（即测定气体体积的误差忽略不计），但经过多次实验测定，发现每次测得空气的含氧量都小于
，原因是 。
14.（温州中考）小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中，反应速度逐渐变慢。
查阅资料得知：
其原因是过氧化氢的溶质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2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为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10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰，标为D。
【实验步骤】①连接实验装置并检查气密性。
②取未使用过的二氧化锰0.5克，加入锥形瓶中，再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，记录收集120毫升氧气所需的时间。
③再分别取A、B、C、D组二氧化锰各0.5克，重复上述实验。
④多次实验取平均值，记录数据如下：
（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氧气所需的时间外，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，引起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是____________。
15.电影《流浪地球》中，人类靠点燃氧气与氢气混合气体的方法产生大量的能量，能量所带来的冲击波成功把地球推离危险轨道。
小金想探究“氢气在空气中的爆炸极限”。
他了解到可燃性气体都有爆炸极限，低于爆炸下限时不爆炸也不着火，高于爆炸上限时不会爆炸会燃烧。
他在老师指导下设计并完成了如下实验：
步骤1：
利用实验室制取氢气类似的装置，如图甲，用矿泉水瓶收集体积分数分别是5%～100%的氢气若干瓶；
步骤2：
将瓶子倒扣后打开瓶塞，架在火柴梗上，如图乙，用另一根火柴点燃氢气，实验现象如表：
H2体积分数/%
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
点燃时的现象
不燃不爆
弱
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
强
爆炸
弱
爆炸
安静燃烧
安静燃烧
（1）步骤1中收集一瓶体积分数为50%氢气的方法是 ；
（2）根据实验现象，氢气在空气中的爆炸极限是 ；
（3）小金觉得上述结论的范围还可以更加精确，下一步操作是 。
16.如图A所示是用白磷（着火点为40℃）验证质量守恒定律的装置，其中细玻璃管的底端刚好
与白磷接触.
实验步骤
现象
将装置A放在天平上称量
示数为158.4g
取下带有细玻璃管的橡皮塞，用酒精灯加热细玻璃管下端至红热，迅速塞紧锥形瓶并引燃白磷
白磷燃烧，产生________________
，并放出热量，气球膨胀.
冷却至室温如图B所示，再次称量装置
气球变瘪，质量为158.4g
①仪器a的名称是_________________,其中细沙的作用是_______________________
②白磷燃烧的化学符号表达式是____________________，由上述实验知，剩余气体的化学性质是______________________.用具体的反应物和生成物分析两次称量质量不变的原因_________________________________________________________
③另一名同学在其实验结束后发现第二次称量的质量减小了，可能的原因是_______
Ⅰ.白磷的量不足Ⅱ.白磷过量Ⅲ.反应中气球膨胀了Ⅳ.装置密闭性不好
④反应结束时（如图B所示），气球变瘪的原因是_____________________
⑤拓展实验：
应用质量守恒定律验证木炭的元素组成.
实验步骤：
称量m1g木炭；放入盛有足量氧气的密闭容器中引燃；反应结束后，用足量的m2g石灰水吸收生成的气体（吸收完全）；称量石灰水的质量变为m3g；
数据分析：
根据__________________________可知木炭中含有碳元素；根据___________________可知木炭中只含有碳元素的质量
17.某研究小组对过氧化氢分解生成水和氧气的实验条件进行探究。
他们进行了以下实验:
①往盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条,木条不复燃;
②往盛有5mLw%过氧化氢溶液的试管中,加入agMnO2,伸入带火星的木条,木条复燃;
③往盛有5mLw%过氧化氢溶液的试管中,加入agFe2O3,伸入带火星的木条,木条复燃;
④经检验,②③中反应后试管中仍分别含有agMnO2和agFe2O3,且向其中加入过氧化氢溶液,仍有气泡产生。
（1）MnO2、Fe2O3在上述反应中的作用是 。
（2）实验②③中过氧化氢的浓度（w%）应为 。
（3）研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究。
下表选取了部分实验
数据:
用足量等体积的过氧化氢溶液制取相同体积的氧气所需的时间
浓度
时间/min
条件
30%过氧化氢溶液
15%过氧
化氢溶液
5%过氧
化氢溶液
加入agMnO2
0.2
0.8
2.0
加入agFe2O3
7.0
9.0
16.0
从上表中能得出哪些结论?
。
18.科学是一门以实验为基础的学科,如图B3-1-19是实验室常用的制取气体的发生装置。
图B3-1-19
（1）写出a、b仪器的名称:
、 。
（2）用装置A和装置C都可以制备氧气,指出用装置A制备氧气的不足之处:
;
用此方法代替加热高锰酸钾制备氧气,优点是 （填字母）。
A.不需加热B.需加热C.生成物中只有氧气
（3）若选用氯酸钾为药品制取氧气,应选择的发生装置是 （填字母）,反应的文字表达式为 。
（4）用装置B制备气体的优点是 。
19.利用图示仪器通过测量氧气体积来测定高锰酸钾样品的纯度（杂质不参加反应）。
实验步骤如下：
（1）检查气密性：
连好发生装置后，将导管口的下端浸入水中，________，如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气。
（2）组装装置：
连好的装置如图甲，其中有一处明显错误。
在不移动、不调整酒精灯的前提下，需要调节________（填字母）螺母改正错误。
（3）进行实验：
采用正确的反应装置和如图乙所示的收集装置制取并收集气体。
下列说法正确的是 。
A.加热时间过短，会使测量结果不准B.反应一段时间，排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体，会使结果更准确
20.（2019八下·嘉兴月考）小晨和小萍同学发现：
带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，她们进行了如下探究：
（空气中氧气含量21%）
【设计实验】：
小晨设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是________。
【实验研究】：
第一组实验：
取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。
当气泡________放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小晨又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见下表：
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后，小萍认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。
【实验结论】：
再经过数次实验并计算后得出：
能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
则小晨在收集气体时集气瓶中装水的体积分数是________。
（保留整数）
【继续探究】：
小萍认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施________。
21.利用如图装置进行下列实验.已知：
白磷的着火点为40℃.
实验1：
I.将盛有足量锌粒的燃烧匙伸入瓶中，塞紧瓶塞；
II.打开K，从长颈漏斗向瓶内加入稀盐酸，至浸没锌粒；
III.当瓶中产生大量气泡时，关闭K；
实验2：
I.将盛有白磷的燃烧匙伸入瓶中，塞紧瓶塞；
II.打开K，从长颈漏斗向瓶内加入约80℃的热水，至浸没白磷；
III.从a口向瓶中鼓入空气，使瓶中液面低于燃烧匙底部，关闭K；
（1）连接仪器后，关闭K，加水至长颈漏斗内液面高于瓶中液面.一段时间后，液面高度保持不变，该现象说明________.
（2）实验1中，瓶内发生反应的化学方程式为________；步骤III中，关闭K后的现象是________.
（3）实验2中，仅对比步骤II和III可知，欲探究的燃烧条件是________.
22.根据下列装置，结合所学知识回答下列问题：
（1）请写出图中带有标号仪器的名称：
①________，②________.
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，所选发生装置是________（填字母），写出此反应的化学方程式：
________.
（3）若选用E装置收集氧气，气体应从________（填“a”或“b”）端通入.
（4）用上述实验制得的氧气完成F装置所示实验，要在集气瓶底部装少量水或铺一层细沙，其目的是________，写出F装置中发生反应的化学方程式：
________.
23.（丽水中考）小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计。
为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直立型装置（如图），并与斜卧型装置比较，在气密性良好的装置中分别加入5.0g高锰酸钾晶体，用同一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录见表：
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间（s）
59
68
收集2瓶氧气所需时间（s）
95
108
收集氧气的总体积（mL）
525
476
（1）收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是____________。
（2）等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是____________________________________。
（3）实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
【提出假设】
小峰假设：
反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气；
你的假设：
________________________________________________。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案：
____________________________________________________________。
24.（2020八下·温岭期中）某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进（如图）具体实验步骤如下：
步骤一：
将注射器Ⅰ连接试管右侧导管，注射器Ⅱ插入试管橡皮塞中。
使注射器Ⅰ中不留空气，注射器Ⅱ中留有一定体积空气，检查装置气密性。
步骤二：
在具支试管中
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