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5. 氧气是同学们非常熟悉的气体，下图为实验室常用的制取氧气的实验装置，据此回答下列问题。
(1)写出图中标号的仪器名称:a
(2)化学实验绿色化的特点是:原料、产物、条件无毒无害,提高原子的利用率。从绿色化学的理念考虑,应选择A装置制取氧气,请写出用该装置制取氧气的化学方程式:
(3)制取氧气可选用的收集装置是
(4)通过查阅资料得知:a.在实验室中,常用加热氯化铵(固体)和熟石灰(固体)混合物的方法制取氨气;b.氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体,其水溶液称为氨水。由此可知,实验室制取氨气时应选择的发生装置是
(1)写出图中标号的仪器名称:a
集气瓶
, b 试管
。(2)化学实验绿色化的特点是:原料、产物、条件无毒无害,提高原子的利用率。从绿色化学的理念考虑,应选择A装置制取氧气,请写出用该装置制取氧气的化学方程式:
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
。(3)制取氧气可选用的收集装置是
C
(填字母,下同)或 D
。(4)通过查阅资料得知:a.在实验室中,常用加热氯化铵(固体)和熟石灰(固体)混合物的方法制取氨气;b.氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体,其水溶液称为氨水。由此可知,实验室制取氨气时应选择的发生装置是
B
(填字母)。答案
5.(1)集气瓶 试管
(2)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(3)C D
(4)B
(2)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
(3)C D
(4)B
解析
【分析】
本题考查实验室制取气体的相关知识，解题思路为：①识别常见化学仪器的名称；②根据绿色化学理念，结合A装置的固液不加热型特点，确定制取氧气的反应原理；③根据氧气的溶解性和密度选择收集装置；④根据制取氨气的反应物状态和反应条件选择发生装置。
【解析】
(1) 图中仪器a是用于收集气体的集气瓶，仪器b是作为反应容器的试管；
(2) A装置为固液不加热型气体发生装置，符合绿色化学理念的制取氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰催化下分解，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(3) 氧气不易溶于水，可选用排水法（装置C）收集；氧气密度比空气大，可选用向上排空气法（装置D）收集；
(4) 实验室制取氨气的反应物为固体，反应条件为加热，因此应选择固体加热型发生装置B。
【答案】(1)集气瓶；试管 (2)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$ (3)C；D (4)B
【知识点】常见化学仪器名称、氧气的实验室制取、气体制取装置选择
【点评】本题为初中化学基础实验题，围绕实验室制取气体的核心考点展开，侧重考察仪器识别、装置选择的依据，难度较低，是学生必须掌握的基础内容。
【难度系数】0.7
本题考查实验室制取气体的相关知识，解题思路为：①识别常见化学仪器的名称；②根据绿色化学理念，结合A装置的固液不加热型特点，确定制取氧气的反应原理；③根据氧气的溶解性和密度选择收集装置；④根据制取氨气的反应物状态和反应条件选择发生装置。
【解析】
(1) 图中仪器a是用于收集气体的集气瓶，仪器b是作为反应容器的试管；
(2) A装置为固液不加热型气体发生装置，符合绿色化学理念的制取氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰催化下分解，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(3) 氧气不易溶于水，可选用排水法（装置C）收集；氧气密度比空气大，可选用向上排空气法（装置D）收集；
(4) 实验室制取氨气的反应物为固体，反应条件为加热，因此应选择固体加热型发生装置B。
【答案】(1)集气瓶；试管 (2)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$ (3)C；D (4)B
【知识点】常见化学仪器名称、氧气的实验室制取、气体制取装置选择
【点评】本题为初中化学基础实验题，围绕实验室制取气体的核心考点展开，侧重考察仪器识别、装置选择的依据，难度较低，是学生必须掌握的基础内容。
【难度系数】0.7
(2025·陕西)实验是学习化学的重要途径。下面是关于氧气的实验室制取与性质的实验。
(1)反应原理:用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为
(2)注意事项:用装置A和装置B制取氧气,为确保装置不漏气,应先检查装置的
A.将导管移出水面
B.熄灭酒精灯
(3)气体收集:用装置B收集氧气,是利用了氧气
(4)性质验证:将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭,木炭燃烧变旺,说明燃烧的剧烈程度与氧气的
(1)反应原理:用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
。(2)注意事项:用装置A和装置B制取氧气,为确保装置不漏气,应先检查装置的
气密性
;集满氧气后,为防止水倒吸,应先A
(填字母)。A.将导管移出水面
B.熄灭酒精灯
(3)气体收集:用装置B收集氧气,是利用了氧气
不易溶于水
的性质。(4)性质验证:将装置A中产生的氧气通向D中红热的木炭,木炭燃烧变旺,说明燃烧的剧烈程度与氧气的
浓度
有关。答案
(1)$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(2)气密性 A
(3)不易溶于水
(4)浓度
(2)气密性 A
(3)不易溶于水
(4)浓度
解析
【分析】
本题围绕氧气的实验室制取与性质展开，需结合相关化学知识逐一分析：
(1) 回忆高锰酸钾受热分解的反应，确定反应物、生成物及反应条件，书写化学方程式；
(2) 制取气体前需先检查装置气密性防止漏气；排水法收集氧气结束时，若先熄灭酒精灯会导致水倒吸，需先移导管；
(3) 装置B为排水集气法，适用该方法的气体性质是不易溶于水；
(4) 红热木炭在氧气中燃烧更旺，对比空气和氧气中氧气浓度的差异，判断燃烧剧烈程度的影响因素。
【解析】
(1) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；
(2) 制取气体时，为确保装置不漏气，应先检查装置的气密性；用排水法收集氧气结束后，若先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管炸裂，因此应先将导管移出水面，选A；
(3) 装置B是排水集气法，利用了氧气不易溶于水且不与水反应的性质，此处填不易溶于水；
(4) 空气中氧气浓度较低，纯氧中氧气浓度高，红热木炭在纯氧中燃烧更旺，说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
【答案】
(1)$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(2)气密性；A
(3)不易溶于水
(4)浓度
【知识点】
化学方程式书写、氧气制取实验操作、燃烧的影响因素
【点评】
本题考查氧气实验室制取的反应原理、实验操作注意事项、收集方法及性质探究，属于化学实验基础题，注重对实验细节和核心知识点的考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕氧气的实验室制取与性质展开，需结合相关化学知识逐一分析：
(1) 回忆高锰酸钾受热分解的反应，确定反应物、生成物及反应条件，书写化学方程式；
(2) 制取气体前需先检查装置气密性防止漏气；排水法收集氧气结束时，若先熄灭酒精灯会导致水倒吸，需先移导管；
(3) 装置B为排水集气法，适用该方法的气体性质是不易溶于水；
(4) 红热木炭在氧气中燃烧更旺，对比空气和氧气中氧气浓度的差异，判断燃烧剧烈程度的影响因素。
【解析】
(1) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；
(2) 制取气体时，为确保装置不漏气，应先检查装置的气密性；用排水法收集氧气结束后，若先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管炸裂，因此应先将导管移出水面，选A；
(3) 装置B是排水集气法，利用了氧气不易溶于水且不与水反应的性质，此处填不易溶于水；
(4) 空气中氧气浓度较低，纯氧中氧气浓度高，红热木炭在纯氧中燃烧更旺，说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
【答案】
(1)$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(2)气密性；A
(3)不易溶于水
(4)浓度
【知识点】
化学方程式书写、氧气制取实验操作、燃烧的影响因素
【点评】
本题考查氧气实验室制取的反应原理、实验操作注意事项、收集方法及性质探究，属于化学实验基础题，注重对实验细节和核心知识点的考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
1. 根据“绿色化学”理念，科学家设计了下列化学反应步骤：
①$\ce{CaBr_{2} + H_{2}O\xlongequal{750\ °C}CaO + 2HBr}$
②$\ce{2HBr + Hg\xlongequal{100\ °C}HgBr_{2} + H_{2}\uparrow}$
③$\ce{HgBr_{2} + CaO\xlongequal{750\ °C}HgO + CaBr_{2}}$
④$\ce{2HgO\xlongequal{500\ °C}2Hg + O_{2}\uparrow}$
该方案的主要目的是制备（ ）
A.$\ce{HgBr_{2}}$
B.$\ce{CaO}$
C.$\ce{H_{2}}$
D.$\ce{Hg}$
①$\ce{CaBr_{2} + H_{2}O\xlongequal{750\ °C}CaO + 2HBr}$
②$\ce{2HBr + Hg\xlongequal{100\ °C}HgBr_{2} + H_{2}\uparrow}$
③$\ce{HgBr_{2} + CaO\xlongequal{750\ °C}HgO + CaBr_{2}}$
④$\ce{2HgO\xlongequal{500\ °C}2Hg + O_{2}\uparrow}$
该方案的主要目的是制备（ ）
A.$\ce{HgBr_{2}}$
B.$\ce{CaO}$
C.$\ce{H_{2}}$
D.$\ce{Hg}$
答案
C
解析
【分析】要确定该方案的主要制备产物，需结合绿色化学中反应循环的特点，分析各物质在反应中的角色，将四个反应的化学方程式叠加，消去循环生成和消耗的中间产物，推导总反应，进而判断目标产物。
【解析】将四个反应的化学方程式左右两边分别相加，识别并消去中间产物：$\ce{CaBr_{2}}$（反应①反应物、反应③生成物）、$\ce{HBr}$（反应①生成物、反应②反应物）、$\ce{Hg}$（反应②反应物、反应④生成物）、$\ce{HgBr_{2}}$（反应②生成物、反应③反应物）、$\ce{CaO}$（反应①生成物、反应③反应物）、$\ce{HgO}$（反应③生成物、反应④反应物）。消去中间产物后，总反应为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{一定条件}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，因此该方案的主要目的是制备$\ce{H_{2}}$。
【答案】C
【知识点】绿色化学、化学方程式的叠加
【点评】本题结合绿色化学理念，通过循环反应考查学生对反应过程的分析能力，核心是识别中间产物并推导总反应，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
【解析】将四个反应的化学方程式左右两边分别相加，识别并消去中间产物：$\ce{CaBr_{2}}$（反应①反应物、反应③生成物）、$\ce{HBr}$（反应①生成物、反应②反应物）、$\ce{Hg}$（反应②反应物、反应④生成物）、$\ce{HgBr_{2}}$（反应②生成物、反应③反应物）、$\ce{CaO}$（反应①生成物、反应③反应物）、$\ce{HgO}$（反应③生成物、反应④反应物）。消去中间产物后，总反应为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{一定条件}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，因此该方案的主要目的是制备$\ce{H_{2}}$。
【答案】C
【知识点】绿色化学、化学方程式的叠加
【点评】本题结合绿色化学理念，通过循环反应考查学生对反应过程的分析能力，核心是识别中间产物并推导总反应，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
2. [跨学科实践](2025·河北)供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救，某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动Ⅰ:探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊→人体→CO₂清洁罐→气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
(1)用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给。
(2)氧气经压缩储存于氧气瓶中，从微观角度分析，氧气可被压缩是因为。
(3)CO₂清洁罐中填充有CO₂吸收剂。小组同学讨论后认为:氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收CO₂。资料显示:氢氧化钠比氢氧化钙价格高，且具有强烈的腐蚀性。因此，实际情况下选用氢氧化钙作CO₂吸收剂。
活动Ⅱ:自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气，制作简易供氧自救器。
【回忆旧知】
(4)获取氧气的化学方法:
一是加热高锰酸钾，反应的化学方程式为；二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
小组同学经过讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照如图1所示原理，利用透明塑料板、导管等材料，设计并制作了如图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时，打开开关a、b，从注液口加入适量过氧化氢溶液，自救器开始工作。
(5)工作时，乙中水的作用是(写一条即可)。
(6)关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是。
【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器，效果很好。
反思拓展:
(7)供氧自救器需要科学维护，应定期检查(写一条即可)。
活动Ⅰ:探究供氧自救器
【分析原理】为防止人体吸入有害气体，使用自救器时夹住鼻子，只用嘴呼吸，使气体在“气囊→人体→CO₂清洁罐→气囊”间形成循环(如图1所示)。
【交流讨论】
(1)用氧气瓶为人体提供氧气，是因为氧气能供给。
(2)氧气经压缩储存于氧气瓶中，从微观角度分析，氧气可被压缩是因为。
(3)CO₂清洁罐中填充有CO₂吸收剂。小组同学讨论后认为:氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收CO₂。资料显示:氢氧化钠比氢氧化钙价格高，且具有强烈的腐蚀性。因此，实际情况下选用氢氧化钙作CO₂吸收剂。
活动Ⅱ:自制简易供氧自救器
小组同学利用化学方法提供氧气，制作简易供氧自救器。
【回忆旧知】
(4)获取氧气的化学方法:
一是加热高锰酸钾，反应的化学方程式为；二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
小组同学经过讨论选择了第二种方法。
【设计制作】参照如图1所示原理，利用透明塑料板、导管等材料，设计并制作了如图2所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等未画出)。
【分析讨论】使用时，打开开关a、b，从注液口加入适量过氧化氢溶液，自救器开始工作。
(5)工作时，乙中水的作用是(写一条即可)。
(6)关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止，其原理是。
【实践应用】小组同学试用了自制的简易供氧自救器，效果很好。
反思拓展:
(7)供氧自救器需要科学维护，应定期检查(写一条即可)。
答案
解：
(1) 呼吸
(2) 分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小
(4) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(5) 观察氧气生成的速率（合理即可）
(6) 关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止
(7) 装置的气密性（合理即可）
(1) 呼吸
(2) 分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小
(4) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(5) 观察氧气生成的速率（合理即可）
(6) 关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止
(7) 装置的气密性（合理即可）
解析
【分析】
本题围绕供氧自救器展开，结合化学基础知识考查应用能力。解题时需逐一对应每个问题的知识点：
1. 第(1)题：氧气的用途，自救器中氧气用于供给人体呼吸，对应氧气的性质知识点。
2. 第(2)题：微观角度解释气体压缩，利用分子间有间隔的性质，受压时间隔减小。
3. 第(4)题：回忆高锰酸钾制氧气的反应原理，正确书写化学方程式，注意反应条件和配平。
4. 第(5)题：分析简易装置中水的作用，结合实验目的，可观察氧气生成速率等合理作用。
5. 第(6)题：分析关闭开关后反应停止的原理，从装置内压强变化导致反应物分离的角度思考。
6. 第(7)题：结合装置使用的安全性，维护时需检查气密性等，防止装置漏气影响使用。
【解析】
(1) 氧气能供给呼吸，因此用于自救器为人体供氧，故填“呼吸”。
(2) 氧气由氧分子构成，从微观角度，分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小，因此氧气可被压缩储存，故填“分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小”。
(4) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
(5) 乙中水可通过观察气泡产生的快慢，判断氧气生成的速率，故填“观察氧气生成的速率（合理即可）”。
(6) 关闭开关a后，制氧室中过氧化氢分解产生氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与二氧化锰分离，反应基本停止，故填“关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止”。
(7) 供氧自救器使用时需保证装置不漏气，因此应定期检查装置的气密性，故填“装置的气密性（合理即可）”。
【答案】
(1) 呼吸
(2) 分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小
(4) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(5) 观察氧气生成的速率（合理即可）
(6) 关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止
(7) 装置的气密性（合理即可）
【知识点】
氧气的性质、分子的基本性质、化学方程式书写
【点评】
本题为跨学科实践题，结合生活实际中的供氧自救器，将化学基础知识与实际应用相结合，考查学生对核心知识点的掌握，注重理论联系实际，培养学生的应用分析能力。
【难度系数】
0.8
本题围绕供氧自救器展开，结合化学基础知识考查应用能力。解题时需逐一对应每个问题的知识点：
1. 第(1)题：氧气的用途，自救器中氧气用于供给人体呼吸，对应氧气的性质知识点。
2. 第(2)题：微观角度解释气体压缩，利用分子间有间隔的性质，受压时间隔减小。
3. 第(4)题：回忆高锰酸钾制氧气的反应原理，正确书写化学方程式，注意反应条件和配平。
4. 第(5)题：分析简易装置中水的作用，结合实验目的，可观察氧气生成速率等合理作用。
5. 第(6)题：分析关闭开关后反应停止的原理，从装置内压强变化导致反应物分离的角度思考。
6. 第(7)题：结合装置使用的安全性，维护时需检查气密性等，防止装置漏气影响使用。
【解析】
(1) 氧气能供给呼吸，因此用于自救器为人体供氧，故填“呼吸”。
(2) 氧气由氧分子构成，从微观角度，分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小，因此氧气可被压缩储存，故填“分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小”。
(4) 高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
(5) 乙中水可通过观察气泡产生的快慢，判断氧气生成的速率，故填“观察氧气生成的速率（合理即可）”。
(6) 关闭开关a后，制氧室中过氧化氢分解产生氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与二氧化锰分离，反应基本停止，故填“关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止”。
(7) 供氧自救器使用时需保证装置不漏气，因此应定期检查装置的气密性，故填“装置的气密性（合理即可）”。
【答案】
(1) 呼吸
(2) 分子之间有间隔，受压时氧分子间的间隔减小
(4) $\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
(5) 观察氧气生成的速率（合理即可）
(6) 关闭开关a后，制氧室中继续反应生成氧气，装置内压强增大，将过氧化氢溶液压回注液口，使过氧化氢溶液与块状二氧化锰分离，反应基本停止
(7) 装置的气密性（合理即可）
【知识点】
氧气的性质、分子的基本性质、化学方程式书写
【点评】
本题为跨学科实践题，结合生活实际中的供氧自救器，将化学基础知识与实际应用相结合，考查学生对核心知识点的掌握，注重理论联系实际，培养学生的应用分析能力。
【难度系数】
0.8
