中考化學“氧氣的制取”考點聚焦

王峰

氧氣的制取是初中化學的重點，也是歷年中考的熱點。我們不僅要學好氧氣制取的知識，而且要觸類旁通，逐步掌握實驗室制取氣體的一般思路和方法。綜觀近幾年各省市的中考，制取氧氣的考查主要集中在以下幾個方面：一、藥品選用；二、實驗裝置；三、操作步驟；四、氣體檢驗；五、結果分析。

一、藥品選用

例1：化學是一門以實驗為基礎的科學，化學所取得的豐碩成果與實驗的重要作用是分不開的。下面四種途徑都可以得到氧氣：

寫出實驗室中通過甲、乙兩種途徑制取氧氣的化學方程式：

甲______________________；乙________________。

化學實驗的綠色化就是以綠色化學的理念和原則來指導實驗工作。從實現原料和反應過程的綠色化考慮，你認為在中學化學實驗室中，甲、乙、丙三種制取氧氣的途徑中，_____________（填“甲”“乙”或“丙”）途徑更能體現化學實驗的綠色化追求。

解析：在實驗室里，常采用分解過氧化氫溶液、加熱氯酸鉀或加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。由于過氧化氫分解的產物是氧氣和水，對環境無污染，加之過氧化氫本身無毒、無害，故相比之下，通過分解過氧化氫溶液制取氧氣更符合化學實驗的綠色化要求。

點撥：綠色化學又稱環境友好化學，其核心就是利用化學原理從源頭消除污染。解答本題的關鍵是讀懂題給信息，理解化學實驗綠色化的含義。

二、實驗裝置

例2：請根據圖示回答下列問題：

（1）寫出圖中標號的儀器名稱：①_____________，②_____________。

（2）實驗室欲用高錳酸鉀制取氧氣，應選擇的氣體發生裝置是_____________，產生氧氣的化學方程式為_____________。

（3）已知過氧化鈉（Na2O2）是一種淡黃色固體，常溫下可與水反應生成氫氧化鈉和氧氣。如果在實驗室中用過氧化鈉和水反應來制取一瓶干燥的氧氣，選用裝置是_______。

（4）通過上述兩種制取氧氣的方法所選用發生裝置的對比，你覺得選擇氣體發生裝置應考慮的因素是______________________________。

（5）裝置A和C都可以作為實驗室制取同種氣體的發生裝置，A和C相比，具有哪些優點？（答出一條即可）_____________________________。

解析：用高錳酸鉀制取氧氣時，因高錳酸鉀是固體，且反應需要加熱，因此應選B裝置作為發生裝置。過氧化鈉和水反應時，因過氧化鈉是固體，水是液體，二者常溫下便可反應，不需要加熱，因此應選A或C作為發生裝置。用排水法收集到的氧氣中含有一定量的水蒸氣，故要得到干燥的氧氣就得用向上排空氣法收集。從原理上看，A和C是同一類型的裝置，但A裝置中使用了分液漏斗，可隨時添加液體藥品，而且可以通過調整滴加液體的快慢來控制反應的速率。

答案：（1）錐形瓶，酒精燈；（2）B，2KMnO4

K2MnO4 + MnO2 + O2↑；（3）A、E（或C、E）；（4）藥品的狀態和反應條件；（5）便于添加液體反應物，控制反應速率。

點撥：初中化學中制取氣體的典型發生裝置有兩套，即固體加熱裝置和固液反應不需加熱裝置，究竟選用哪種裝置制取氣體，由反應物的狀態及反應條件決定。氣體的收集方法由氣體的溶解性及氣體的密度決定。選擇時要緊扣實驗目的。

三、操作步驟

例3： 下圖是實驗室用高錳酸鉀制取并收集氧氣的實驗裝置圖，下列關于氧氣制取和收集的實驗操作錯誤的是（ ）。

A. 往試管里裝藥品前必須檢驗裝置的氣密性

B. 給試管里的藥品加熱前要先給試管預熱

C. 要等到氣泡連續均勻放出才能開始收集氣體

D. 實驗結束時，應先熄滅酒精燈，然后把導管口移出水面

解析：按照正確的步驟進行操作是取得試驗成功的重要保證，也是確保實驗安全的需要。無論制取任何氣體，都應該先檢查裝置的氣密性，只有在裝置不漏氣的前提下才能加藥品。加熱后，試管中原先含有的空氣首先逸出，若收集過早，得到的氧氣不純。實驗結束時，如果先熄滅酒精燈，后從水槽中撤出導管，此時溫度降低，試管中的壓強減小，水槽中的水會倒流入試管，致使試管破裂。

答案：D。

點撥：做實驗時，必須按照規定的步驟和方法進行，不得隨意顛倒先后順序。學習中要善于總結、歸類，如制取氣體時應該先檢查裝置的氣密性然后加藥品，剛開始產生的氣體一般不宜立即收集等。

四、氣體檢驗

例4： 小雨對爸爸給患病的奶奶購買的“便攜式制氧器”產生了濃厚的興趣，他仔細閱讀說明書，了解了它的工作原理和所用的藥品。在老師的指導下，小雨用過碳酸鈉固體和二氧化錳做如下實驗，請你一并參與。

【查閱資料】過碳酸鈉溶于水時，生成碳酸鈉和過氧化氫，可用于制取氧氣。

【設計與實驗】

（1）組裝氣體發生裝置時應選擇上圖中所示的儀器_____（填字母），理由是___________。

（2）氧氣具有的性質是_____________，可用_____________法收集。

（3）如何驗證收集到的氣體是氧氣？（簡述實驗操作與現象）____________。

解析：氣體的檢驗方法是由氣體的性質決定的。氧氣具有助燃性，能使其他物質燃燒得更旺，因此可用帶火星的木條伸入集氣瓶內檢驗，觀察木條是否復燃。

答案：（1）ABCFG或ACEG，反應物是固體和液體且反應不需要加熱；（2）不宜溶于水且不與水反應，排水；（3）將帶火星的木條伸入集氣瓶內，木條復燃。

點撥：解答時要認真審題，弄清題目要求，本題中尤其要注意氣體的驗證與驗滿是兩個不同的操作。

五、結果分析

例5 “化學反應條件的控制是實驗靈魂?！蹦承；瘜W興趣小組在老師指導下，進行了“影響雙氧水分解因素”的實驗。請你幫助回答下列問題。

（1）取兩只大試管，分別倒入適量的6%、15%的雙氧水，再加入等量的MnO2，各收集一小試管氣體，發現濃度大的先收集滿?？梢娪绊戨p氧水分解的因素是___________。

（2）取a、b兩支試管加入等體積6%的雙氧水，再分別加入少許MnO2粉末、CuO粉末，發現a中比b中產生氣泡多且快。隨即用帶火星的木條分別懸空伸入試管內，發現a中火星復燃，b中火星僅發亮但不復燃。由此得出影響雙氧水分解的因素是___________。

（3）再取一支試管倒入適量6%的雙氧水，仔細觀察溶液內有少量細小氣泡浮起；然后將該支試管浸入約80℃的熱水中，溶液氣泡明顯增多。分析兩者現象差異的原因是________。

解析：用控制變量法可以解決多變量的復雜問題。所謂控制變量法是指在研究某個變量的影響時，只改變這個量的大小，保持其他量不變，確定這個變量的變化對問題有何具體影響，從而解決所要研究的問題。

（1）在加入等量的同種催化劑（MnO2）后，收集到相同體積的氧氣用15%的雙氧水所需的時間短，可見雙氧水的濃度越大，反應速率越大。

（2）向等體積同濃度（6%）的雙氧水中分別加入MnO2粉末和CuO粉末，同時用帶火星的木條檢驗，發現放MnO2粉末的試管中木條復燃，說明MnO2對雙氧水分解的催化作用更強。

（3）用6%的雙氧水做實驗，溫度升高，溶液內氣泡明顯增多，這表明溫度越高，雙氧水分解的速率越大，即單位時間內產生的氧氣越多。

答案：（1）雙氧水的濃度；（2）催化劑的種類；（3）溫度越高，雙氧水分解的速率越大。

點撥：在掌握氧氣制取的基礎上，要學會對實驗現象、實驗結果進行分析。當實驗結果受到多種因素影響時，應采取控制變量的方法加以研究，唯有如此才能得出正確的結論。