实验室制取气体，要把三个问题接起来：用什么反应，怎样让反应安全进行，怎样收集并确认所得气体。 发生装置看反应物状态和条件；收集装置看气体性质，不能只凭装置“长得熟悉”来选。
| 方法 | 反应原理 | 对装置的要求 |
|---|---|---|
| 加热高锰酸钾 | 固体加热型；试管口放少量棉花，防粉末进入导管 | |
| 过氧化氢溶液与二氧化锰 | 固液常温型，不需酒精灯 | |
| 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物 | 固体加热型；MnO₂为催化剂 |
三者都是分解反应。过氧化氢不是水；其溶液中原有的水是溶剂，反应又生成水。高锰酸钾制氧时MnO₂是生成物，不能看到同一个化学式就一律判为催化剂。
学校实验的边界
制氧涉及氧化剂、加热、玻璃仪器和气压，应按教师审核的方案在实验室进行。不要自行增加药品浓度或加热密闭装置；不能堵住正在产气的出口来强行“暂停”反应。
固体加热型要让气体顺畅导出，同时避免冷凝水回流到热的玻璃底部。
固液常温型可以采用不同加液方式，但“能加液”“能调速”“能启停”不是一回事。
| 装置 | 可以做到什么 | 要注意什么 |
|---|---|---|
| 简单试管或锥形瓶装置 | 结构简单，加入反应物后产气 | 不便随时加液，通常不便调节速率 |
| 长颈漏斗装置 | 便于补充液体 | 下端管口须伸入液面以下，防气体由漏斗逸出；本身不能像活塞一样调节滴速 |
| 分液漏斗装置 | 用活塞控制液体滴加速度，进而调节产气速率 | 关活塞只停止继续滴入液体，瓶内已经混合的H₂O₂与MnO₂仍可能继续反应 |
| 收集方法 | 选择依据 | 操作要点 | 得到气体的特点 |
|---|---|---|---|
| 排水法 | 氧气不易溶于水，且不与水反应 | 集气瓶先装满水、倒扣水中；待导管口气泡连续均匀冒出后收集 | 相对较纯，但带水蒸气 |
| 向上排空气法 | 氧气密度比空气略大 | 导气管伸到集气瓶底部，让氧气从下向上排出空气 | 相对较干燥，但较易混入空气，不等于绝对干燥或纯氧 |
排水收集过早，会把装置中原有的空气一起收进瓶中。收满后在水下盖好玻璃片，取出并正放在桌上。
在已知制氧实验或初中常见气体的检验情境中，利用氧气支持燃烧的性质判断。
| 要解决的问题 | 带火星木条的位置 | 观察与结论 |
|---|---|---|
| 检验收集到的气体是否为氧气 | 伸入集气瓶内 | 木条复燃，支持所收集气体为氧气的判断 |
| 向上排空气法是否收满 | 放在集气瓶口 | 木条复燃，表明氧气已到达瓶口，可判断已满 |
| 排水法是否收满 | 不用在水下伸木条 | 瓶中水排尽，瓶口有较大气泡冒出，可判断已满 |
木条复燃不是测纯度的方法。它不能说明气体中完全没有氮气或水蒸气，也不能说明氧气本身能燃烧。
最后两步不能颠倒：停止加热后，试管内气体冷却、压强减小，水可能沿导管倒吸进入热试管，使试管炸裂。先断开与水的接触，再停止加热，才切断了倒吸的水路。
初中教材用“能改变化学反应速率，而反应前后质量和化学性质不变”描述催化剂。本页H₂O₂分解实验中，MnO₂的具体作用是加快反应速率。
先找有无加热和棉花，再确定反应；读双口瓶时追踪长管、短管的实际位置，不凭字母记忆。空瓶向上排空气收集氧气，应长管进、短管出；若同一瓶装满水用于排水收集，管路判断就不能照搬。
题目
（1）仪器①的名称是什么？ （2）选用A制取氧气，写出反应的文字表达式，并解释试管口略向下倾斜的原因。 （3）B为空气充满、正放的集气瓶，氧气应由a还是b端通入？
解析
①指支撑装置的铁架台。A需要加热，管口有棉花，对应高锰酸钾制氧。向下倾斜是为防冷凝水流向受热底部；不是让固体药品流出。B中a接长管，气体进入瓶底后向上排空气。
本题结论
（1）铁架台。 （2）高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；防冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂。 （3）a端。
选择发生装置时用“反应物状态＋反应条件”说明理由；选择收集方法时改用“密度＋溶解性＋是否与水反应”。检验与验满必须分别写明木条位置。
题目
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。观察以下四个装置。
A
B
C
D
（1）写出C中仪器a的名称。 （2）发生装置选A还是B？写出反应方程式，并判断基本反应类型。 （3）采用C收集时，怎样验满？ （4）采用D收集时，怎样判断氧气已经收满？
解析
a指集气瓶。H₂O₂溶液与固体MnO₂在常温下反应，选固液常温型B。一种反应物生成水和氧气两种物质，属于分解反应。C采用向上排空气法，验满要检查瓶口是否已有较多氧气；D采用排水法，观察水是否排尽和瓶口是否冒出较大气泡。
本题结论
（1）集气瓶。 （2）B；；分解反应。 （3）将带火星木条放在集气瓶口，木条复燃，表明已满。 （4）瓶中水排尽，瓶口有较大气泡冒出。
一个异常现象可能有多个原因，不能不看条件就唯一归因。
| 现象 | 优先检查 | 依据 |
|---|---|---|
| 加热后长时间没有气泡 | 是否漏气、导管是否堵塞、药品和加热是否正确 | 产气不足或气路不通都可能造成异常 |
| 高锰酸钾制氧时水槽中的水变红 | 试管口是否放棉花 | 粉末可能进入导管、随气流进入水中 |
| 所收气体不能使木条明显复燃 | 是否过早收集、集气瓶是否原先装满水、气体是否漏失 | 混入空气或氧气含量不足会影响现象 |
| 热试管炸裂 | 外壁是否有水、加热是否均匀、冷凝水是否回流、是否发生倒吸 | 局部温差过大等均可能使热玻璃破裂 |
题目
一位同学加热高锰酸钾制氧：试管口未放棉花；导管刚冒气泡就开始收集；结束时先熄灭酒精灯，导管仍在水中。请分别指出这三项操作可能导致的问题，并给出对应改正。
解析
缺棉花影响粉末拦截；过早收集把装置原有空气收进瓶；先停热但不撤水路会形成冷却降压倒吸。三者的原因不同，不能都写“气体不纯”。
本题结论
①粉末可能进入导管并使水变红，应在试管口放少量棉花。 ②收集的气体可能混入较多空气，应待气泡连续均匀冒出后收集。 ③水可能倒吸使热试管炸裂，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
比较相同H₂O₂溶液、有无催化剂的产氧质量—时间图时：
题目
相同温度下，取两份等质量、等浓度的H₂O₂溶液，同时开始实验。①未加MnO₂，②加入适量MnO₂；均观察到充分反应。下列图像哪一个符合这一比较模型？
解析
A、B把②的最终产氧质量画得更大，不符合两份H₂O₂的量相等。C虽然平台相同，却把①画成开始一段时间完全没有产氧，不符合题设模型。D两条曲线都从起点开始，②较快达到相同平台。
本题结论
D。催化剂加快达到终点的速度，不增加相同H₂O₂充分反应后的产氧量。
先比较有无该物质时的反应速率，再检查反应停止后补充反应物是否仍能继续反应。质量不变需称量证据；化学性质不变需结合可靠检验或题目给定事实，不能只凭气泡快慢一次推出全部结论。
题目
课堂实验记录如下。配图采用《知识清单》催化作用探究图，①②③对应本题三个实验阶段，非中考原图；①试管内为过氧化氢溶液。
先在图1试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，观察带火星木条；再加入少量二氧化锰，观察现象。待不再有明显气泡时，再加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，继续观察。图1中带火星木条不复燃。
（1）写出图2中反应的文字表达式。 （2）图3中可观察到什么现象？这些观察说明二氧化锰使过氧化氢分解速率怎样变化？ （3）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂。它在反应前后的化学性质有无变化？ （4）常温下图1也产生氧气，为什么带火星木条仍不复燃？
解析
加入二氧化锰后较快产生氧气；反应停止后重新补加过氧化氢仍出现气泡，说明原固体还能继续发挥作用。图3有气泡产生，带火星木条复燃。
已知二氧化锰是催化剂，依据定义，其化学性质在反应前后不变。但三幅图主要呈现速率和再次发挥作用的证据，没有独立测定反应前后固体质量，不能把全部定义条件都说成这三图直接证明的结论。
图1的过氧化氢常温分解较慢，观察时间内产生的氧气少，尚不足以让带火星木条复燃。“不复燃”不等于“没有生成氧气”。
本题结论
（1）。 （2）有气泡产生，带火星木条复燃；分解速率加快。 （3）化学性质无变化。 （4）常温分解缓慢，观察时间内氧气量少，未达到使木条复燃的条件。
瓶内已经含有一定量氧气，并不意味着瓶口也已被氧气充满。写答案时保留“瓶内”或“瓶口”，不能只写“用带火星木条”。
题目
在已知制氧实验中，小明将带火星木条伸入向上排空气法收集的集气瓶，木条复燃，便说：“氧气已经收满，而且纯度是100%。”这两个结论是否成立？正确的验满操作是什么？
解析
瓶内复燃可用于检验，但不能替代瓶口验满。复燃也不能定量测定纯度。
本题结论
两个结论都不能仅由这一操作得到。验满时将带火星木条放在集气瓶口，木条复燃可判断已满；纯度100%不能由木条实验确认。
倒吸需要沿导管连通的液体和压强变化。结束排水收集时，应在停止加热前切断水路；不能把“关掉火”误当成所有风险同时消失。
题目
加热制氧并排水收集，若先熄灯、后移出导管，水为什么可能进入试管？这时氧气已经收集完，是否仍需要遵守正确顺序？
解析
熄灯后试管内气体冷却，压强减小；外界压强可使水沿导管进入试管。热玻璃遇冷水可能炸裂，风险与是否已经完成收集不是同一件事。
本题结论
冷却降压可能引发倒吸。即使已收集完，也应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
讨论催化剂时，分别检查速率、最终产量、质量和化学性质。一次观察到气泡增多，不足以支持所有结论。
题目
向H₂O₂溶液中加入某固体，气泡明显增多。有人据此断言：“该固体一定是催化剂；它能让同一份H₂O₂最终生成更多氧气；它反应前后所有性质都不变。”逐项判断。
解析
气泡增多只是当前条件下产气加快的证据，还需排除固体本身参与产气等可能，并检验反应前后质量和化学性质。若确为催化剂，相同H₂O₂充分分解的最终产氧量不变。催化剂定义不要求所有物理性质都保持原样。
本题结论
三项断言均不充分或不正确：①尚不能仅凭气泡加快确认催化剂；②催化剂不增加同量H₂O₂充分反应的最终产氧量；③应说质量和化学性质不变，不是所有性质都不变。
分液漏斗能控制继续加入液体的快慢，但瓶内已接触的试剂可能继续反应。不要把“固体与液体分离后可启停”的另一类装置原理，套到H₂O₂和粉末MnO₂的混合体系。
题目
用分液漏斗向装有MnO₂的锥形瓶中滴加H₂O₂溶液。关上漏斗活塞后，仍有气泡。是否说明装置必然损坏？能否关闭出气导管的夹子来让反应立即停止？
解析
关活塞仅停止新的H₂O₂继续滴入，瓶内剩余的H₂O₂仍会分解。关闭气路不能让已经接触的反应物分开，反而可能使压强升高。
本题结论
不一定损坏，瓶内已加入的H₂O₂可能继续反应。不能以关闭出气导管强行停止产气，应保持安全气路并按教师方案控制加料。
