4.工业上“分离液态空气法”制氧气的流程如图所示，下列说法正确的是()。


A.此方法制氧气的原料来源广泛
B.该分离过程是化学变化
C.说明液氧的沸点比液氮的沸点低
D.图中液体物质是纯净的氧气

4. A 解析 题述方法制氧气的原料是空气,来源广泛,A项正确。工业上分离液态空气制取氧气,利用的是液氮和液氧的沸点不同,没有新物质生成,属于物理变化,B项错误。分离液态空气能分离出氮气和液体,说明液氧的沸点比液氮的沸点高,C项错误。该方法得到的氧气中还含有稀有气体等气体,D项错误。

【分析】
要解决这道题，需明确工业分离液态空气制氧气的原理：利用空气中各成分的沸点不同，通过降温加压使空气变为液态，再升温减压，沸点低的物质先汽化分离，该过程无新物质生成，属于物理变化。接下来逐一分析选项：A选项，该方法原料是空气，来源广泛；B选项，分离过程无新物质生成，是物理变化；C选项，液氮沸点比液氧低，所以先分离出氮气；D选项，分离后得到的液体中还含有稀有气体等，不是纯净氧气。
【解析】
工业上分离液态空气制氧气，利用液氮和液氧的沸点差异，将空气降温加压变为液态后，升温减压，沸点低的液氮先汽化分离出来，剩余的液体主要是液氧，该过程没有新物质生成，属于物理变化。
选项A：制氧气的原料是空气，空气在自然界中来源广泛，该说法正确。
选项B：分离过程只是物质状态的变化，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，该说法错误。
选项C：液氮先被分离出来，说明液氮的沸点比液氧低，即液氧的沸点比液氮高，该说法错误。
选项D：图中分离出氮气后的液体，除液氧外还含有稀有气体等其他成分，属于混合物，不是纯净的氧气，该说法错误。
【答案】
A
【知识点】
分离液态空气制氧气；物理变化与化学变化；纯净物与混合物
【点评】
本题考查工业制氧气的核心原理，属于化学基础知识点，需掌握分离液态空气的原理、变化类型及产物成分，难度不大，是常见的基础题型。
【难度系数】
0.6

5. 下列关于催化剂的说法正确的是()。

A.反应后催化剂的质量会减少
B.反应前后催化剂的化学性质通常会发生改变
C.在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂
D.用过氧化氢溶液制氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加

5. C

【分析】
要解决这道题，需先明确催化剂的核心概念：催化剂是能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不发生改变的物质（即“一变两不变”）。再逐一分析每个选项，判断其是否符合催化剂的性质或应用。
【解析】
根据催化剂的“一变两不变”特点：
选项A：催化剂反应前后质量不变，因此“反应后质量减少”的说法错误；
选项B：催化剂反应前后化学性质不变，因此“化学性质通常会发生改变”的说法错误；
选项C：酶是生物催化剂，在酿造工业、制药工业中确实常用酶作催化剂，该说法正确；
选项D：催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，因此“使生成氧气的质量增加”的说法错误。
综上，正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
催化剂的概念、催化剂的性质
【点评】
本题考查催化剂的基础概念，需准确掌握催化剂“一变两不变”的核心特征，同时了解催化剂在实际工业中的应用，属于对基础知识点的直接考查，难度较低。
【难度系数】
0.8

6. 下图是有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略,参加反应的氧气为足量),请回答下列问题。

(1)反应①中二氧化锰起作用。
(2)反应②的文字表达式是。
(3)检验反应③生成物的实验操作是。
(4)图中的反应属于化合反应的有(填序号,下同),属于分解反应的有。

6. (1)催化
(2)高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
(3)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡
(4)③④⑤ ①②
解析 (1)无色液体在二氧化锰的作用下生成氧气,故无色液体为过氧化氢溶液,二氧化锰的作用为催化作用。
(2)暗紫色固体在加热的条件下生成氧气,故暗紫色固体为高锰酸钾,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。
(3)氧气与木炭反应生成二氧化碳,检验二氧化碳的操作为向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡。
(4)氧气分别与木炭、红磷、铁反应,生成物均只有一种,故③④⑤属于化合反应;①②符合“一变多”的特征,属于分解反应。

【分析】
首先根据反应特征推断物质：无色液体在二氧化锰作用下生成氧气，该液体为过氧化氢溶液；暗紫色固体加热生成氧气，该固体为高锰酸钾。再结合各反应的产物和反应类型逐一分析问题：（1）二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用；（2）高锰酸钾加热分解的文字表达式；（3）木炭与氧气反应的产物检验方法；（4）根据化合反应（多变一）、分解反应（一变多）的特征判断反应类型。
【解析】
（1）反应①是过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，二氧化锰在此反应中起催化作用，故填“催化”。
（2）暗紫色固体为高锰酸钾，加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。
（3）反应③是木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，检验二氧化碳的实验操作是向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊则证明是二氧化碳。
（4）化合反应是两种或两种以上物质生成一种物质的反应，反应③（碳+氧气→二氧化碳）、④（磷+氧气→五氧化二磷）、⑤（铁+氧气→四氧化三铁）均符合“多变一”，属于化合反应；分解反应是一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，反应①（过氧化氢→水+氧气）、②（高锰酸钾→锰酸钾+二氧化锰+氧气）符合“一变多”，属于分解反应。
【答案】
(1)催化
(2)高锰酸钾$\xrightarrow{加热}$锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
(3)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡
(4)③④⑤；①②
【知识点】
氧气的制取、二氧化碳的检验、反应类型判断
【点评】
本题通过氧气的转化关系，综合考查氧气的制取、性质及反应类型的判断，需要掌握常见物质的特征性质和反应规律，属于基础题型。
【难度系数】
0.6

7.工业制取氧气主要有下列步骤。请回答下列问题。

(1)流程图中横线处应填写的物质名称是，该物质在空气中所占体积分数为。
(2)从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点（填“高”或“低”）。嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气的化学性质（填“活泼”或“不活泼”）。
(3)储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是（填“纯净物”或“混合物”）。
(4)目前计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化氮、一氧化碳和（填序号）。
①可吸入颗粒物(如$\mathrm{PM}_{10}$) ②二氧化碳 ③二氧化硫 ④氮气
(5)工业制取氧气是（填“物理”或“化学”）变化。

7. (1)稀有气体 0.94%
(2)低 不活泼
(3)混合物
(4)①③
(5)物理

【分析】
本题围绕工业制取氧气的流程展开，需结合空气的成分、分离液态空气的原理、氮气的性质、空气污染物、物质变化类型等知识点逐一分析各小问。第(1)问需回忆空气的各成分及体积分数，分子筛净化器分离空气时，除去二氧化碳和水蒸气后，剩余主要气体为氧气、氮气和稀有气体；第(2)问分离液态空气利用沸点差异，先分离出氮气说明氮气沸点更低，氮气用于保存月壤体现其化学性质稳定；第(3)问工业液氧含多种物质，属于混合物；第(4)问需明确计入空气质量的污染物种类，排除非污染物；第(5)问工业制氧无新物质生成，属于物理变化。
【解析】
(1) 洁净空气经分子筛净化器除去二氧化碳和水蒸气后，剩余气体为氧气、氮气和稀有气体；空气中稀有气体的体积分数约为0.94%，故横线处填稀有气体，对应体积分数为0.94%。
(2) 步骤②中氮气先从液态空气中分离，说明氮气的沸点比氧气低；氮气可保存月壤，是因为其化学性质不活泼，不易与其他物质反应。
(3) 工业液氧中除氧气外，还含有稀有气体等其他物质，因此属于混合物。
(4) 计入空气质量评价的主要污染物包括二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒物等，二氧化碳和氮气不属于污染物，故选①③。
(5) 工业制取氧气是利用液态氮和液态氧的沸点不同分离，过程无新物质生成，属于物理变化。
【答案】
(1) 稀有气体；0.94%
(2) 低；不活泼
(3) 混合物
(4) ①③
(5) 物理
【知识点】
空气的组成、工业制氧原理、氮气的性质
【点评】
本题考查工业制氧相关的基础知识点，涵盖空气成分、物质性质与分类、空气污染物、物质变化类型等核心基础考点，难度适中，学生熟练掌握空气组成及分离液态空气原理即可解答。
【难度系数】
0.8