3.3 氧气和二氧化碳的制备（第1课时）-【帮课堂】2024-2025学年八年级化学全一册同步学与练（沪教版·上海2024）

主题2 常见的物质 专题3空气、氧气、二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备（1课时） 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．通过实验探究，初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法； 2．对比氧气和二氧化碳的制法，了解实验室制取气体的一般思路和方法。 一、工业制取氧气 方法 分离液态空气法 原理 利用液氮和液氧的沸点不同的性质 变化类型 物理变化 工业制备氧气要考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大师生产以及对环境的影响等。 二、过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 （1）分解过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用 实验操作 实验现象 实验分析 1. 4mL过氧化氢溶液加入试管中，将带火星的木条伸入试管内 带火星木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。 2. 另取一支试管，加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管内 带火星木条不复燃 二氧化锰不产生氧气 3. 再取一支试管，加入少量二氧化锰，加入4mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内 有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。 4. 等实验3试管中不再有现象时，重新加入2mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内；无现象后，再次重复上述操作。 重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用 结论 二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率，二氧化锰本身未见变化 注：要确定二氧化锰是该反应的催化剂，还需要称量二氧化锰在实验前、后质量未变。 （2）催化剂 ①概念：在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂（又叫触媒）。 ②特点：“一变二不变” “一变”：改变其他物质的化学反应速率。(注意：改变:可以是加快、也可以是减慢) “二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。 ③催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 三、实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气 （1）药品：过氧化氢溶液、二氧化锰 （2）原理： （3）装置： （4）步骤 ①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。 ②装入药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。 ③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。 ④收气体：收集气体。 （5）实验基本操作： 仪器的连接 检查装置气密性 （6）气体的收集 ①排水法：氧气不易溶于水。 ②排水法收集时，要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯； ①向上排空法：氧气密度比空气大。 ②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部（排尽瓶内空气），用排水法收集时，导管放在集气瓶口。 （7）检验和验满 ①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。 ②验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 + 一、选择题 1．（2024·江苏南通·中考真题）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（ ） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 2．（2024重庆B卷中考节选）正确认识及调控化学反应是化学实验顺利开展的保障。请回答： （1）过氧化氢溶液制氧气 ① 仪器a的名称是 。 ② 利用二氧化锰催化过氧化氢的化学方程式为 。 ③ 为了产生平稳的气流并实时观察气流速率，可选择的发生装置和收集装置是 （填序号）。 3．工业上用分离液态空气的方法制取氧气。 (1)工业制氧气属于 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)工业制氧气利用的原理是液氧和液氮的 不同，先分离出的气体是 。 4．某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 (1)对比实验甲和 ，探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响； (2)对比实验甲和丙，探究 对过氧化氢分解速率的影响； (3)对比实验甲、丁，探究出二氧化锰能加快过氧化氢分解速率，则上述实验 (填“能”或“不能”)得出二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。 5．（2024·安徽合肥·二模）兴趣小组同学用如图装置探究影响过氧化氢分解的因素，回答下列问题。 (1)装置A中仪器①的名称是 。 (2)制取氧气的化学方程式为 ，B中装满水，为测反应速率装置连接的顺序是 (填序号)。 (3)C装置的作用是 。 (4)装置D是软的塑料管，某同学用该装置制取(O2)，它的优点是 。 6．（2023·安徽·三模）某同学用过氧化氢溶液制取氧气。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。 (1)仪器⑤的名称是 。 (2)过氧化氢制氧气的化学方程式为 ，组装发生装置时，可选用 (填序号)。 (3)用向上排空气法收集氧气时，验满的方法是 。 (4)实验过程中橡胶塞被冲出，可能的原因有 (写出1点即可)。 ►问题一 工业制取氧气 【典例1-1】（23-24九年级上·四川德阳·期末）工业制取氧气主要有下列步骤，将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： 下列有关说法正确的是 A．以上步骤①②③涉及有化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点高 C．上述变化中，气体分子结构没变 D．蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 【解题必备】 【变式1-1】工业上制取氧气的主要流程如下。请回答： (1)流程图中横线处应填写的物质名称是： 。 (2)从步骤②中可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 （填“高”或“低”）。 (3)储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 (4)液氧在升温、降压后可变为氧气，此过程发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。 (5)目前计入空气质量评价的污染物有 （填序号）。 ①可吸入颗粒物PM2.5  ②二氧化碳  ③二氧化硫  ④氮气  ⑤二氧化氮 ►问题二 实验室用过氧化氢制取氧气 【典例2-1】（2024·山西太原·模拟预测）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，有关该实验的操作中正确的一项是 A．用水润湿容器口，将橡胶塞塞进容器口 B．导管口开始有气泡放出时，立即收集 C．将集满气体的集气瓶从水槽中取出，倒放在桌面上 D．洗涤锥形瓶时，倒掉废液，注入一定量水振荡后倒掉，连续几次 【典例2-2】（2024·河南·中考真题）给某液体加热的操作如图所示。 (1)图中有一处操作错误，请纠正。 (2)请从以下所给问题中任选一个回答。 ①酒精灯被点燃，说明可燃物燃烧需满足什么条件 ？ ②加热完毕，要用灯帽盖灭酒精灯，其灭火原理是什么 ？ 【解题必备】 在过氧化氢制取氧气的过程中，需要注意以下几点： 1.‌检查装置的气密性‌：确保装置密封良好，避免气体泄漏。 2.‌控制反应速度‌：使用长颈漏斗时，漏斗末端应伸入液面以下，防止气体从漏斗中逸出。 3.‌收集方法‌：使用排水法或向上排空气法收集氧气，确保收集到的气体纯净。 4.使用长颈漏斗时，漏斗末端应伸入液面以下，防止气体从漏斗中逸出。 5.不同的收集方法会影响氧气的纯度。 使用排水法时，当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集；使用向上排空气法时，导管应伸入集气瓶底部。 【变式2-1】如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【变式2-2】（23-24九年级上·山东枣庄·期中）如图A-F是实验室制取气体的常用装置。根据要求回答问题:    (1)请你写出用B装置制取氧气的符号表达式 。 (2)实验室用B或C来作为制取氧气的发生装置，装置B与C比较，B的优点是： 。 (3)用收集的氧气完成铁丝燃烧实验，文字表达式为： 。 (4)实验室用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制取氨气，需要选择的发生装置为 。 ►问题三 催化剂和催化作用 【典例3-1】（2024江苏苏州中考）某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 【典例3-2】（2022·广东广州·二模）为探究氧化物对双氧水的分解，进行以下实验。 反应条件：6mL30%双氧水，0.1g氯化物，室温，实验时间为1.5小时。 实验数据如表所示： 氯化物 NaCl MgCl2 CuCl2 放出氧气的体积/mL 2.0 4.0 420.0 双氧水的分解率/% 0.30 0.60 63.18 由上表可知，双氧水保存时应绝对避免引入的离子是 A．氯离子 B．钠离子 C．铜离子 D．镁离子 【解题必备】 催化剂的特点 “一变两不变”:①“一变”是指改变其他物质的化学反应速率；“两不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变。②催化剂只改变化学反应速率,不影响反应能否进行以及生成物的质量。③同一个化学反应可能有不同的催化剂，催化效果可能不同。二氧化锰在有的反应里是反应物，在有的反应里是生成物，在有的反应里做催化剂。 【变式3-1】（2024山西中考）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。 （3）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 。 【问题与思考】 （4）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？ （5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 【变式3-2】（2024重庆A卷中考）O2在医疗急数、化工生产等领域都有重要应用。 （1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是___________（填序号）。 A．CH4 B．KMnO4 C．NaCl （2）某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 ①写出实验甲中发生反应的化学方程式 。 ②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。理由是 。 ③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 ④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因（至少写两条） 。 1．（2024·安徽·三模）下列装置是关于过氧化氢和二氧化锰制取氧气、分离二氧化锰、称重及氧气性质探究的实验操作。其中操作正确的是 A．制取氧气 B．分离二氧化锰 C．称量二氧化锰质量为0.6g D．氧气性质 2．（23-24九年级上·上海普陀·期末）如图是实验室制取氧气的装置。相关分析正确的是 A．分液漏斗中装双氧水 B．打开活塞K，将液体全部放入 C．反应结束，瓶中二氧化锰质量会减少 D．排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积 3．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量气泡。下列说法正确的是 A．生成的气体一定是过氧化氢分解产生的氢气 B．伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用 C．只有二氧化锰能使过氧化氢在常温下迅速分解 D．没有催化剂，过氧化氢溶液就不能分解 4．下列实验方案不能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 测定空气中氧气的含量 用硫粉代替红磷进行实验 B 证明稀有气体化学性质稳定 设计实验，大多数物质都不能与其反应 C 区分水和过氧化氢 分别加入二氧化锰，观察是否有气泡产生 D 检验集气瓶中的气体是氧气 将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃 A．A B．B C．C D．D 5．空气是一种用途很多的自然资源，工业上利用其制取氧气的流程如图。 【查阅资料】氧气的沸点是，氮气的沸点是。 (1)操作1目的是将氮气与氧气分离，温度（T）应控制在 。 (2)如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器口，观察到的现象是木条 （填“熄灭”或“燃烧更旺”）。 (3)工业上制取氧气属于 （填“物理”或“化学”）变化。 (4)储存在蓝色钢瓶中的“液态氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 (5)工业上选择空气制取氧气的主要原因是 。 6．（2024四川遂宁中考）根据下列实验装置图，回答问题： （1）装置B中仪器a的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40 mL干燥的氧气，应选择的装置是 （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 。 （3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填装置的字母序号）。 7．（2024·吉林省吉林市）结合下列实验装置示意图，请回答问题。 (1)写出仪器a的名称 。 (2)实验室制取并检验时，气体应从C装置的 （填字母）端管口通入。 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，用此原理制取的氧气中含有水蒸气，若要制备并收集干燥的氧气，需要的实验装置组合是 （填字母）。 8.（2024·陕西西安·三模）兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，原理如图所示。制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓中快速产生大量气泡，仓壁变得温热，纯化仓底部导气管口有气泡冒出。 已知：过碳酸钠在水中会反应生成碳酸钠和过氧化氢。 (1)反应仓中过氧化氢生成氧气的化学方程式为 ，二氧化锰所起的作用是 。 (2)纯化仓中的水除了有吸收杂质提纯氧气的作用，还可起到的作用是 （填序号）。 ①可以通过气泡观察氧气生成的速率 ②降低氧气温度 ③加快氧气的生成 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应从下图中选择的发生和收集装置是 （填字母）。反应后进行过滤可回收，需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。 9．过氧化氢和水就像是一对“孪生兄弟”，可用于实验室制取氧气。过氧化氢易溶于水，其水溶液俗称双氧水。 (1)过氧化氢和水的化学性质不同，从微观角度分析是因为 。 (2)实验室采用图1所示装置，用5%的过氧化氢溶液制备氧气。 ①发生装置中产生氧气的反应文字表达式为 。 ②开始反应需要进行操作的顺序为 (填字母顺序)。 A．打开分液漏斗顶部玻璃塞      B．打开分液漏斗颈部活塞 ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以 (填操作)。 (3)若用15%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会剧烈反应产生氧气。为了让反应不至于过快，下列图示中仪器选择和药品放置最合理的是 (填字母)。 A． B． C． D． 10．（23-24九年级上·上海崇明·期末）下图所示装置都能得到氧气，请回答下列问题。 I.图1、图2是利用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置。 (1)仪器a的名称为 。 (2)如图1，制取氧气的化学方程式为 。 (3)如图2，铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中，若装置内压强过大，则观察到的现象是 此时应将铂丝抽离过氧化氢溶液，使反应停止。 11．（2024·福建泉州·二模）某学习活动小组开展应用洁净、块状的硬锰矿石催化过氧化氢分解制取氧气实验（实验后硬锰矿石的形状不改变，也不溶解于水）。根据下列实验装置图，回答问题。 (1)实验室用装置A制取氧气，其反应的化学方程式为 ；收集氧气可选用装置 （填字母序号）。 (2)实验室用装置A制取氧气，能否用二氧化锰代替硬锰矿石。 答： （填“能”或“否”），理由是 。 (3)实验过程中，要停止反应的操作是 。 12．化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣，通过查阅资料了解到氧化铁也能加速过氧化氢的分解。为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液体积/mL 过氧化氢溶液温度/℃ 氧化铁的用量/g 收集40mL氧气所需时间/s ① 5 10 20 0 128.5 ② 5 10 20 1.2 16.8 ③ 15 10 20 1.2 10.5 ④ 5 10 70 0 32.7 (1)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置，请按组装顺序写出所用到的装置代号 。 (2)通过实验①和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是 ；通过实验②和③对比可知，化学反应速率与浓度有关；通过对比实验①和 对比可知，氧化铁可以加快过氧化氢分解放氧的速率。 (3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总量 (选填“减小”“不变”或“增大”)。 (4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证它在该反应前后的 和 未发生改变。 1．（2024·山东威海中考）下列所示分别是氧气的制取、干燥、收集和验满的装置图，其中错误的是 A． B． C． D． 2．化学兴趣小组在学习了实验室制氧气之后，查阅资料利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，以下说法正确的是 A．注射器的作用相当于漏斗 B．甲中有分解反应 C．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 D．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 3．下列关于催化剂的叙述正确的是 A．催化剂只能加快反应的进行 B．二氧化锰是一切反应的催化剂，而且能增加过氧化氢分解释放氧气的质量 C．在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率 D．要使高锰酸钾受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰，否则就不能发生反应 4．按右图所示进行实验：将过氧化氢溶液和发泡剂加入试管中，并用碘化钾作为该反应的催化剂。容器中会涌出的柱状泡沫，故被称为“大象牙膏”。下列说法中，不正确的是 A．反应前后，催化剂的化学性质不变 B．其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱状泡沫的速度越快 C．碘化钾增加了过氧化氢生成氧气的质量 D．、等对过氧化氢分解也具有催化作用 5．（23-24九年级上·四川广安·期末）某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷放试管中并将试管放入60℃热水中，t3时打开弹簧夹，并推入过氧化氢溶液。实验装置及数据曲线如图。下列说法正确的是 A．实验过程中气球逐渐变瘪 B．t1－t2时间段时两支试管中压强相等 C．t3后，温度再次升高是因为过氧化氢分解放热 D．t4对应温度高于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 6．氧气在中学化学中有着举足轻重的地位。利用数据传感技术可以形象地比较过氧化氢溶液在有无催化剂条件下的分解速率。小芳同学利用下列装置，测得瓶内气压随时间的变化如图所示： 图Ⅰ ①甲锥形瓶内发生反应的文字表达式为 。 ②由图Ⅰ分析可知：曲线 （填“①”或“②”）表示无二氧化锰条件下发生的反应。 7．工业上制取氧气常见的有“深冷法”和“变压吸附法”。 (1)“深冷法”(图a)是先将空气液化，再利用氮气和氧气的 不同将其气化分离。 (2)将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口，观察到的现象是 ，观察到该现象的原因是 。 (3)“变压吸附法”(如图b)是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离。 ①变压吸附法制取的氧气是 (填“混合物”或“纯净物)。 ②分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。分子筛 (填“可以”或“不可以”)重复使用。 (4)工业上采用分离空气的方法制氧气的优点是 。 8．（2024·黑龙江大庆中考）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ I、从地球带上去 (1)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。 (2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：    浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。 (3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图，由此可知两种分子的大小：N2 O2（填“>”或“<”）。    Ⅱ、在天宫制出来 (4)早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠Na2O2反应制氧气，同时生成碳酸钠，请写出化学方程式： 。 (5)空间站内二氧化碳的主要来源是 。 (6)科学家设计了生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 （填字母）。 a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重 b．若在产生氧气的同时产生其他气体，系统需要对其进行处理 c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化 9．（2024·山东济南·中考真题节选）下图所示为常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），兴趣小组的同学利用其进行下列化学实验。 请根据题目要求，回答下列问题： （1）氧气的制取与物质组成的探究 在实验室中以过氧化氢溶液（二氧化锰作催化剂）为原料，制备并收集一瓶干燥的氧气，所选仪器的连接顺序为 （从左到右填写仪器序号字母）。 （2）简易供氧器的设计与评价 兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。 装置：如图所示。 试剂：共5份（每份包含溶质质量分数为的过氧化氢溶液、颗粒状二氧化锰、纯净水）。 ①请完成该供氧器的说明书： a.制氧原理： （用化学方程式表示）。 b.使用方法：先将纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。 c.每份试剂最大供氧质量：。 d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。 ②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。 10．（24-25九年级上·安徽合肥·期中）为探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响，化学兴趣小组同学设计以下实验： 【进行实验】 室温下，选用50.0g不同溶质质量分数的双氧水（1%、2%和4%）分别与0.1g二氧化锰进行实验（如图1，固定夹持仪器略去）。 (1)二氧化锰在过氧化氢分解前后其质量和 没有发生改变，写出过氧化氢分解的文字表达式： 。 (2)按图1装置进行实验，在装药品前应检查该装置的气密性，具体做法是 ，其中注射器的作用是 。 【数据处理】 (3)甲同学进行实验后，获得的相关实验数据记录如表所示： 双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 温度 相同时间（10S）内产生O2体积（mL） Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 20℃ 9 Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 20℃ 16 Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 20℃ 31 ①本实验中，测量O2体积的装置也可以选用如图2的哪套装置来代替 （填编号）。 ②分析上表数据，可以得出不同浓度的双氧水对过氧化氢分解速率影响的结论是： 。 【拓展延伸】 (4)乙同学认为用图3装置进行实验，通过比较 也能探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响。 (5)如表是实验时记录生成的氧气气体体积和对应的时间的一组实验数据（每间隔4S读数一次）： 时间/S 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 气体体积/mL 16.0 22.2 29.4 39.3 50.4 57.6 62.0 64.7 66.0 66.0 从上表数据可以分析得出，反应时间为 S时双氧水与二氧化锰恰好完全反应； 反应过程中过氧化氢的分解速率先快后慢的主要原因是 。 11．化学兴趣小组的同学为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图所示的装置先后进行了两次实验。 (1)实验1：取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g粉末状二氧化锰混合。 实验2：取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g 混合。 (2)在检查装置的气密性后，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，注入双氧水的方法是______（填序号）。 A．快速推注射器活塞 B．缓慢推注射器活塞 (3)依据“相同时间内用二氧化锰作催化剂的反应收集的氧气体积较大”，得出结论：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铁 。 (4)实验过程中发现U型管内右侧液面上升，原因是该反应 （填“放热”或“吸热”） (5)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解快慢的不同影响，用下图装置进行实验：启动传感器，注入过氧化氢溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下： ①初始时氧气的体积分数不为0，原因是 。 ②使过氧化氢分解较快的催化剂是 （填二氧化锰或氧化铁）。 12．（23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中）图1是教材探究二氧化锰对过氧化氢的分解反应是否具有催化作用的实验装置图。图2是松雷实验小组同学设计的用此法制取并收集氧气的装置图。请回答下列问题： (1)丙图的实验现象是：溶液中产生大量气泡且 ，根据甲图实验的现象和丙图实验的现象的对比，可以说明二氧化锰对过氧化氢反应的影响是 ；此过程发生反应的符号表达式为 。 (2)如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，发现二氧化锰的 。 (3)仅凭上述实验还不能说明二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，因为上述实验还没有探究二氧化锰的 是否改变。同学们经过改进实验后最终得出二氧化锰是此反应的催化剂。 (4)松雷实验小组同学设计了图2收集氧气的方法，请你推测是因为氧气具有 的物理性质。 (5)【查阅资料】能为过氧化氢分解做催化剂的物质除了二氧化锰还有氧化铜以及 （填一种你知道的物质即可）等多种物质。图3是同学们用如图2所示的装置进行了两次实验，在锥形瓶中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将30mL5%的过氧化氢溶液通过分液漏斗注入锥形瓶中，并收集氧气，得到的相关曲线如图所示。通过图像得出 催化效果更好。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 主题2 常见的物质 专题3空气、氧气、二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备（1课时） 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．通过实验探究，初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法； 2．对比氧气和二氧化碳的制法，了解实验室制取气体的一般思路和方法。 一、工业制取氧气 方法 分离液态空气法 原理 利用液氮和液氧的沸点不同的性质 变化类型 物理变化 工业制备氧气要考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大师生产以及对环境的影响等。 二、过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 （1）分解过氧化氢制氧气中二氧化锰的作用 实验操作 实验现象 实验分析 1. 4mL过氧化氢溶液加入试管中，将带火星的木条伸入试管内 带火星木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。 2. 另取一支试管，加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管内 带火星木条不复燃 二氧化锰不产生氧气 3. 再取一支试管，加入少量二氧化锰，加入4mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内 有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。 4. 等实验3试管中不再有现象时，重新加入2mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内；无现象后，再次重复上述操作。 重新加入过氧化氢溶液，又有大量气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用 结论 二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率，二氧化锰本身未见变化 注：要确定二氧化锰是该反应的催化剂，还需要称量二氧化锰在实验前、后质量未变。 （2）催化剂 ①概念：在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂（又叫触媒）。 ②特点：“一变二不变” “一变”：改变其他物质的化学反应速率。(注意：改变:可以是加快、也可以是减慢) “二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。 ③催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 三、实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气 （1）药品：过氧化氢溶液、二氧化锰 （2）原理：过氧化氢水+氧气 H2O2 2H2O O2 （3）装置： （4）步骤 ①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。 ②装入药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。 ③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。 ④收气体：收集气体。 （5）实验基本操作： 仪器的连接 检查装置气密性 （6）气体的收集 ①排水法：氧气不易溶于水。 ②排水法收集时，要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯； ①向上排空法：氧气密度比空气大。 ②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部（排尽瓶内空气），用排水法收集时，导管放在集气瓶口。 （7）检验和验满 ①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。 ②验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。 + 一、选择题 1．（2024·江苏南通·中考真题）“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是（ ） A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 【答案】B 【解析】A、取用粉末状药品，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，图中所示操作正确。 B、用图示装置制取氧气时，长颈漏斗的下端要伸入液面以下，以防生成的氧气由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。 C、用浓硫酸干燥氧气时，氧气应从长管通入，经浓硫酸干燥后由短管排出，图中所示操作正确。 D、氧气的密度比空气大，且与空气中的其他成分不反应，因此可采用向上排空气法来收集氧气，图中所示操作正确。 故选：B。 2．（2024重庆B卷中考节选）正确认识及调控化学反应是化学实验顺利开展的保障。请回答： （1）过氧化氢溶液制氧气 ① 仪器a的名称是 。 ② 利用二氧化锰催化过氧化氢的化学方程式为 。 ③ 为了产生平稳的气流并实时观察气流速率，可选择的发生装置和收集装置是 （填序号）。 【答案】 （1）集气瓶 2 H2O2 2 H2O + O2↑ BD 【解析】 （1）① 据图可知，仪器a的名称是集气瓶； ② 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2 H2O2 2 H2O + O2↑； ③ 注射器可以控制反应的速率，则若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是B，实时观察气流速率，可选择排水法收集氧气，故可选择的发生装置和收集装置是BD； 3．工业上用分离液态空气的方法制取氧气。 (1)工业制氧气属于 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)工业制氧气利用的原理是液氧和液氮的 不同，先分离出的气体是 。 【答案】(1)物理 (2) 沸点 氮气/N2 【详解】（1）工业上制取氧气的方法是分离液态空气，原理是利用液氮和液氧的沸点不同，过程中只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化； （2）液态氧的沸点高，液态氮的沸点低，所以先分离出来的是氮气（N2）。 (4)分离空气常用以下两种方法： Ⅰ.分离液态空气：原理是利用氮气和氧气的 (填“熔点”或“沸点”)不同，分离出氮气和氧气后剩余的空气成分属于 (填“纯净物”、“混合物”)。 Ⅱ.用分子筛分离：特制的分子筛是一种内部分布均匀微小孔径的固体，只允许空气中的氧分子吸入孔径，实现分离，则分子的大小：氮分子 氧分子(填“>”、“<”、“=”)。 (4) 沸点 混合物 ＞ （4）Ⅰ.分离液态空气是利用氮气和氧气的沸点不同，氮气沸点低，首先沸腾出来； 空气中含有氮气、氧气、多种稀有气体、二氧化碳等，分离出氮气和氧气后剩余的气体中仍含有多种稀有气体和二氧化碳等多种物质，属于混合物； Ⅱ.分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，由此看出，氧分子能被吸入，而氮气分子不能被吸入，说明氮气分子大于氧气分子。 4．某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 (1)对比实验甲和 ，探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响； (2)对比实验甲和丙，探究 对过氧化氢分解速率的影响； (3)对比实验甲、丁，探究出二氧化锰能加快过氧化氢分解速率，则上述实验 (填“能”或“不能”)得出二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。 【答案】(1)乙 (2)温度 (3)不能 【详解】（1）实验甲、乙中，变量为过氧化氢溶液的浓度，则对比实验甲和乙，能探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响； （2）实验甲、丙中，过氧化氢溶液的体积、浓度均相同，变量为是否对过氧化氢溶液进行加热，则对比实验甲和丙，能探究温度对过氧化氢分解速率的影响； （3）催化剂是指能改变反应速率，但在化学反应前后其质量和化学性质不变，对比实验甲、丁，探究出二氧化锰能加快过氧化氢分解速率，但不能证明二氧化锰在反应前后的质量和化学性质不变，所以上述实验不能得出二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。 5．（2024·安徽合肥·二模）兴趣小组同学用如图装置探究影响过氧化氢分解的因素，回答下列问题。 (1)装置A中仪器①的名称是 。 (2)制取氧气的化学方程式为 ，B中装满水，为测反应速率装置连接的顺序是 (填序号)。 (3)C装置的作用是 。 (4)装置D是软的塑料管，某同学用该装置制取(O2)，它的优点是 。 【答案】(1)锥形瓶 (2) abcd (3)测定相同时间内产生氧气体积的多少 (4)可以控制反应的发生和停止 【详解】（1）据图可知，仪器①的名称是锥形瓶； （2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；氧气的密度比水小，应从c通入氧气，水从b排出，最后用量筒来量水，则各装置的正确连接顺序是abcd； （3）量筒用来测量排出水的体积，作用是：测定相同时间内产生氧气体积的多少； （4）通过挤压软的塑料管的下部，可以实现固体和液体药品的分离和接触，从而可以控制反应的发生和停止。 6．（2023·安徽·三模）某同学用过氧化氢溶液制取氧气。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。 (1)仪器⑤的名称是 。 (2)过氧化氢制氧气的化学方程式为 ，组装发生装置时，可选用 (填序号)。 (3)用向上排空气法收集氧气时，验满的方法是 。 (4)实验过程中橡胶塞被冲出，可能的原因有 (写出1点即可)。 【答案】(1)集气瓶 (2) 2H2O22H2O+O2↑ ②④⑥ (3)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明已收集满 (4)H2O2溶液浓度过大 【详解】（1）由图可知，⑤是集气瓶； （2）依据题意，用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，化学方程式为：，由于过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气属于液体和固体常温下反应类型，所以组装发生装置时，可选用②④⑥； （3）因为氧气具有助燃性，所以用向上排空气法收集氧气时，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明已收集满； （4）实验过程中橡胶塞被冲出，因为反应产生气体，使反应器内迅速压强增大，短时间内无法恢复内外平衡，导致橡胶塞冲出，故H2O2溶液浓度过大可能使橡胶塞被冲出。（合理即可） ►问题一 工业制取氧气 【典例1-1】（23-24九年级上·四川德阳·期末）工业制取氧气主要有下列步骤，将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： 下列有关说法正确的是 A．以上步骤①②③涉及有化学变化 B．氮气的沸点比氧气的沸点高 C．上述变化中，气体分子结构没变 D．蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 【答案】C 【详解】A、工业制取氧气方法是分离液态空气法，工业制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，故A错误； B、由图示可知，氮气先蒸发出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低，故B错误； C、工业制氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，分子不变，气体分子结构没变，故C正确； D、储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物，故D错误。 故选C。 【解题必备】 【变式1-1】工业上制取氧气的主要流程如下。请回答： (1)流程图中横线处应填写的物质名称是： 。 (2)从步骤②中可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 （填“高”或“低”）。 (3)储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 (4)液氧在升温、降压后可变为氧气，此过程发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。 (5)目前计入空气质量评价的污染物有 （填序号）。 ①可吸入颗粒物PM2.5  ②二氧化碳  ③二氧化硫  ④氮气  ⑤二氧化氮 【答案】(1)稀有气体 (2)低 (3)混合物 (4)物理 (5)①③⑤ 【详解】（1）空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等组成的，因此空格内的内容是“稀有气体”； （2）从步骤②中可看出，先分离出氮气，可以得出液态氮的沸点比氧液态氧的沸点低； （3）储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体，属于混合物； （4）液氧在升温、减压后可变为氧气，过程中没有新物质生成，发生的是物理变化； （5）空气质量监测的指标主要包括二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、二氧化硫，而二氧化碳和氮气属于空气的成分，不属于空位污染物，故选①③⑤。 ►问题二 实验室用过氧化氢制取氧气 【典例2-1】（2024·山西太原·模拟预测）实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，有关该实验的操作中正确的一项是 A．用水润湿容器口，将橡胶塞塞进容器口 B．导管口开始有气泡放出时，立即收集 C．将集满气体的集气瓶从水槽中取出，倒放在桌面上 D．洗涤锥形瓶时，倒掉废液，注入一定量水振荡后倒掉，连续几次 【答案】D 【详解】A、把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，不能用水润湿容器口，故选项说法错误； B、收集气体时，导管一有气体冒出不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气，待导管口气泡连续、均匀冒出时再开始收集，故选项说法错误； C、用排水法收集氧气时，集气瓶口有大量气泡冒出后在水下盖好玻璃片，取出集气瓶正放于桌面上，故选项说法错误； D、洗涤锥形瓶时，倒掉废液，注入一定量水振荡后倒掉，连续几次即可，故选项说法正确。 故选D。 【典例2-2】（2024·河南·中考真题）给某液体加热的操作如图所示。 (1)图中有一处操作错误，请纠正。 (2)请从以下所给问题中任选一个回答。 ①酒精灯被点燃，说明可燃物燃烧需满足什么条件 ？ ②加热完毕，要用灯帽盖灭酒精灯，其灭火原理是什么 ？ 【答案】(1)加热时，应用酒精灯的外焰 (2) 达到燃烧所需的最低温度(着火点) 隔绝空气(或氧气) 【详解】（1）加热试管中的液体时，因为酒精灯的外焰温度最高，则用酒精灯的外焰加热，液体不超过试管容积的三分之一，试管夹夹在中上部，用手拿试管夹的长柄，试管口斜向上，与水平方向大约成45°夹角，观察图示，则图示没有用酒精灯的外焰加热，加热时，应用酒精灯的外焰； （2）①可燃物燃烧的三要素为：可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，酒精灯被点燃，说明可燃物燃烧需温度达到燃烧所需的最低温度(着火点)； ②加热完毕，要用灯帽盖灭酒精灯，隔绝氧气或空气，达到灭火的目的。 【解题必备】 在过氧化氢制取氧气的过程中，需要注意以下几点： 1.‌检查装置的气密性‌：确保装置密封良好，避免气体泄漏。 2.‌控制反应速度‌：使用长颈漏斗时，漏斗末端应伸入液面以下，防止气体从漏斗中逸出。 3.‌收集方法‌：使用排水法或向上排空气法收集氧气，确保收集到的气体纯净。 4.使用长颈漏斗时，漏斗末端应伸入液面以下，防止气体从漏斗中逸出。 5.不同的收集方法会影响氧气的纯度。 使用排水法时，当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集；使用向上排空气法时，导管应伸入集气瓶底部。 【变式2-1】如图是“用双氧水制取收集一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是 A．加入药品 B．收集气体 C．检查装置气密性 D．验满 【答案】D 【详解】A、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作正确； B、氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中所示操作正确； C、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确； D、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误。 故选D。 【变式2-2】（23-24九年级上·山东枣庄·期中）如图A-F是实验室制取气体的常用装置。根据要求回答问题:    (1)请你写出用B装置制取氧气的符号表达式 。 (2)实验室用B或C来作为制取氧气的发生装置，装置B与C比较，B的优点是： 。 (3)用收集的氧气完成铁丝燃烧实验，文字表达式为： 。 (4)实验室用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制取氨气，需要选择的发生装置为 。 【答案】(1) (2)可以控制反应速率 (3) (4)A 【分析】根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置。 【详解】（1）B装置为固液加热型，故为过氧化氢在二氧化锰的催化作用生成水和氧气的反应，其符号表达式为：； （2）B中有分液漏斗，可以通过控制分液漏斗的活塞来调节流速，从而达到控制反应速率的目的； （3）铁在氧气中燃烧是铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，其文字表达式为;； （4）根据题意可知，反应物为固体，反应条件为加热，故需要选择固固加热型装置，选A。 ►问题三 催化剂和催化作用 【典例3-1】（2024江苏苏州中考）某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。 下列相关说法不正确的是 A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响 C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度 【答案】B 【解析】根据控制变量法，甲和乙的变量是过氧化氢的浓度，则对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响，故A说法正确；实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰，变量不唯一，则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故B说法错误；甲和丙的变量是温度不同，丙的温度高，反应速率快，则对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响，故C说法正确；根据C项的分析，对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响，对比实验甲、丁，变量是二氧化锰，则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故D说法正确。 【典例3-2】（2022·广东广州·二模）为探究氧化物对双氧水的分解，进行以下实验。 反应条件：6mL30%双氧水，0.1g氯化物，室温，实验时间为1.5小时。 实验数据如表所示： 氯化物 NaCl MgCl2 CuCl2 放出氧气的体积/mL 2.0 4.0 420.0 双氧水的分解率/% 0.30 0.60 63.18 由上表可知，双氧水保存时应绝对避免引入的离子是 A．氯离子 B．钠离子 C．铜离子 D．镁离子 【答案】C 【详解】由图表可知，存在氯化钠、氯化镁时，过氧化氢分解率低于1%，但是当存在氯化铜时，过氧化氢分解率达到63.18%；故双氧水保存时应绝对避免引入的离子是铜离子； 故选C。 【解题必备】 催化剂的特点 “一变两不变”:①“一变”是指改变其他物质的化学反应速率；“两不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不发生改变。②催化剂只改变化学反应速率,不影响反应能否进行以及生成物的质量。③同一个化学反应可能有不同的催化剂，催化效果可能不同。二氧化锰在有的反应里是反应物，在有的反应里是生成物，在有的反应里做催化剂。 【变式3-1】（2024山西中考）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。 （1）实验原理：图2中发生反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为 。 （3）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率 。 【问题与思考】 （4）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？ （5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？ 【答案】 （1）2 H2O2 2 H2O + O2↑ （2）带火星的木条复燃 （3）加快 （4）无变化 （5）常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃 【解析】 （1）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，发生反应的化学方程式为2 H2O2 2 H2O + O2↑； （2）图1中没有加入二氧化锰，带火星木条不复燃。图3中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，氧气具有助燃性，现象为带火星的木条复燃； （3）说明二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快； （4）二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质不变； （5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃。 【变式3-2】（2024重庆A卷中考）O2在医疗急数、化工生产等领域都有重要应用。 （1）从元素守恒角度看，下列物质不能用于制取氧气的是___________（填序号）。 A．CH4 B．KMnO4 C．NaCl （2）某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验： 序号 催化剂 温度 实验现象 甲 MnO2粉末 常温 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 乙 红砖粉末 60℃ 持续产生气泡，速率适中，气流平稳 丙 红砖小颗粒 常温 缓慢，有少量气泡逸出 丁 块状红砖 常温 十分缓慢，几乎看不到气泡 ①写出实验甲中发生反应的化学方程式 。 ②MnO2粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？ （填“是”或“否”）。理由是 。 ③能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是 （填实验序号）。 ④在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因（至少写两条） 。 【答案】 （1）AC （2） 2 H2O2 2 H2O + O2↑ 否 实验温度不同，没有控制变量 丙、丁 在其他条件相同时，红砖小颗粒更多，催化效果更好；过氧化氢溶液浓度更高，反应更快(或温度更高，反应更快)。 【解析】 （1）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变可知，制取氧气的药品中应含有氧元素，甲烷和氯化钠都不含氧元素，所以不能用于氧气制取。故选AC； （2）①实验甲发生的反应为过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，方程式为 2 H2O2 2 H2O + O2↑； ②由表中甲乙实验数据可知，实验时除催化剂的种类不同，实验的温度也不同，没有控制变量，所以不能用于比较两种催化剂的催化效果，故实验结论不科学； ③丙和丁只有催化剂的形态不同，可以用于探究催化剂的催化效果与催化剂的形态有关； ④新增实验与实验丙对比变量为：催化剂的形态、质量和过氧化氢溶液的浓度，（温度也可能不同）所以造成产生气泡速率明显比实验丙快，可能是小颗粒状的红砖粉与过氧化氢溶液接触更充分，从而催化效果更好；或可能是过氧化氢溶液浓度更高，使反应更快；也可能是温度更高，造成催化效果更好；或是红砖小颗粒的质量大，与过氧化氢溶液接触更充分，使催化效果更好（合理即可）。 1．（2024·安徽·三模）下列装置是关于过氧化氢和二氧化锰制取氧气、分离二氧化锰、称重及氧气性质探究的实验操作。其中操作正确的是 A．制取氧气 B．分离二氧化锰 C．称量二氧化锰质量为0.6g D．氧气性质 【答案】C 【详解】A、该发应的发生装置为固液常温型发生装置，实验时为防止产生的气体沿长颈漏斗逸出，应将长颈漏斗插入液面以下，选项错误； B、过滤时应用到玻璃棒引流，防止液体溅出，选项错误； C、用天平左物右码进场称量，称量粉末状固体时，左右两盘各放一张质量相同的纸，以免沾污托盘，二氧化锰的质量为0.6g，小于1g，可以直接将游码移至0.6g处，选项正确； D、做铁丝在氧气中燃烧的实验，为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，应在集气瓶底铺一层细沙或放少量水，选项错误； 故选C。 2．（23-24九年级上·上海普陀·期末）如图是实验室制取氧气的装置。相关分析正确的是 A．分液漏斗中装双氧水 B．打开活塞K，将液体全部放入 C．反应结束，瓶中二氧化锰质量会减少 D．排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积 【答案】AD 【详解】A.分液漏斗中装液体药品双氧水，故A正确； B.打开活塞K，将液体逐滴放入，不是全部放入，故B错误; C.反应结束，瓶中二氧化锰是催化剂，质量不会减少，故C错误; D.由于滴入双氧水的体积会排出气体，过氧化氢分解是放热的，则排入烧杯中水的体积大于产生氧气的体积，故D正确； 故选:AD。 3．医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量气泡。下列说法正确的是 A．生成的气体一定是过氧化氢分解产生的氢气 B．伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用 C．只有二氧化锰能使过氧化氢在常温下迅速分解 D．没有催化剂，过氧化氢溶液就不能分解 【答案】B 【详解】A、过氧化氢在催化剂的作用下生成水和氧气，故选项错误； B、伤口上会看到大量的气泡，说明过氧化氢在伤口处遇到了能使它分解的物质，即生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用，故选项正确； C、过氧化氢的催化剂可以是二氧化锰，也可以是其它物质，故选项错误； D、在没有催化剂的情况下，过氧化氢溶液确实会分解，但反应速率非常缓慢。当温度升高时，分解速率会有所加快‌，故选项错误。 故选B。 4．下列实验方案不能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 测定空气中氧气的含量 用硫粉代替红磷进行实验 B 证明稀有气体化学性质稳定 设计实验，大多数物质都不能与其反应 C 区分水和过氧化氢 分别加入二氧化锰，观察是否有气泡产生 D 检验集气瓶中的气体是氧气 将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、硫粉和氧气反应生成二氧化硫气体，虽然二氧化硫能溶于水，但教材实验装置中瓶底水的量很小，生成的二氧化硫不能全部溶于水，因此实验结束集气瓶内气体减少的体积小于空气中氧气的实际体积，而红磷和氧气反应生成的是五氧化二磷固体，因为生成的量很少，其体积很小，所以在这种粗略的实验中可以忽略不计。故测定空气中氧气的含量，不能用硫粉代替红磷进行实验，选项A不正确； B、根据实验事实，可以证明物质的化学性质，选项B正确； C、水中加入二氧化锰反应，因为不能反应，所以无明显现象。因为二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，所以过氧化氢中加入二氧化锰，会产生大量气泡。选项C正确； D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，选项D正确。 故选A。 5．空气是一种用途很多的自然资源，工业上利用其制取氧气的流程如图。 【查阅资料】氧气的沸点是，氮气的沸点是。 (1)操作1目的是将氮气与氧气分离，温度（T）应控制在 。 (2)如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器口，观察到的现象是木条 （填“熄灭”或“燃烧更旺”）。 (3)工业上制取氧气属于 （填“物理”或“化学”）变化。 (4)储存在蓝色钢瓶中的“液态氧”是 （填“纯净物”或“混合物”）。 (5)工业上选择空气制取氧气的主要原因是 。 【答案】(1)-196℃~-183℃之间 (2)熄灭 (3)物理 (4)混合物 (5)成本低（合理即可） 【详解】（1）氧气的沸点为-183℃，氮气的沸点为-196℃，若向将氮气和氧气分离，则温度应控制在-196℃~-183℃之间。 （2）由于先蒸发出来的为氮气，氮气不可燃也不助燃，则观察到燃着的木条熄灭。 （3）工业上是利用液氮和液氧的沸点不同，将它们进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化。 （4）空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，过程中只分离出氮气，则储存在蓝色钢瓶中的“液态氧”中还含有氧气、稀有气体等，是混合物。 （5）空气成本低，则可选择空气制取氧气。 6．（2024四川遂宁中考）根据下列实验装置图，回答问题： （1）装置B中仪器a的名称是 。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取并收集40 mL干燥的氧气，应选择的装置是 （填装置的字母序号）；其反应的化学方程式为 。 （3）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填装置的字母序号）。 【答案】 （1）酒精灯 （2）AFG （3）B 【解析】 （1）仪器a的名称是酒精灯。 （2）过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，是固液不加热型反应，发生装置选择A。排水法收集的氧气不干燥，则不能使用E排水法收集。氧气密度比空气大，可使用向上排空气法收集，虽然排空气法收集气体干燥，但并不能收集一定量的氧气，所以不选择装置C、D收集。G装置中，氧气从短管通入，将植物油排入量筒，可收集干燥的氧气，同时排出的植物油的体积与收集的氧气的体积相同，则量筒中有40mL植物油时说明收集了40mL氧气，此时停止收集即可。因为制取的氧气中带有水蒸气，需要使用F浓硫酸干燥，除去水蒸气。所以应选择的装置是AFG。 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为。 7．（2024·吉林省吉林市）结合下列实验装置示意图，请回答问题。 (1)写出仪器a的名称 。 (2)实验室制取并检验时，气体应从C装置的 （填字母）端管口通入。 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，用此原理制取的氧气中含有水蒸气，若要制备并收集干燥的氧气，需要的实验装置组合是 （填字母）。 【答案】(1)试管 (2)m (3) B、D、F 【解析】（1）据图可知，仪器a的名称是试管； （2）若用盛有澄清石灰水的C装置来检验二氧化碳，从长导管m端通入，这样反应比较充分，现象明显； （3）实验室用H2O2溶液和MnO2混合制氧气，二氧化锰是催化剂，生成物是水和氧气，该反应的化学方程式为：； 过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气是固液反应不需加热，因此发生装置选B；浓硫酸具有吸水性，可以用于干燥氧气，选用装置D；因为氧气不易溶于水，密度比空气大，故可以采用排水法或向上排空气法收集，但向上排空气法收集的氧气比较干燥，故选装置F，故填：BDF。 8.（2024·陕西西安·三模）兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”，原理如图所示。制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓中快速产生大量气泡，仓壁变得温热，纯化仓底部导气管口有气泡冒出。 已知：过碳酸钠在水中会反应生成碳酸钠和过氧化氢。 (1)反应仓中过氧化氢生成氧气的化学方程式为 ，二氧化锰所起的作用是 。 (2)纯化仓中的水除了有吸收杂质提纯氧气的作用，还可起到的作用是 （填序号）。 ①可以通过气泡观察氧气生成的速率 ②降低氧气温度 ③加快氧气的生成 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应从下图中选择的发生和收集装置是 （填字母）。反应后进行过滤可回收，需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。 【答案】(1) 催化作用 (2)①② (3) BC 漏斗 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为；该反应中二氧化锰是催化剂，所以二氧化锰所起的作用是催化作用。故填：；催化作用。 （2）根据题意和图可知，纯化仓中的水具有吸收杂质提纯氧气，通过气泡观察氧气生成的速率，降低氧气温度等作用。故填：①②。 （3）由于实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气不需加热，且氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，所以实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，应从下图中选择的发生和收集装置是BC。过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。故填：BC；漏斗。 9．过氧化氢和水就像是一对“孪生兄弟”，可用于实验室制取氧气。过氧化氢易溶于水，其水溶液俗称双氧水。 (1)过氧化氢和水的化学性质不同，从微观角度分析是因为 。 (2)实验室采用图1所示装置，用5%的过氧化氢溶液制备氧气。 ①发生装置中产生氧气的反应文字表达式为 。 ②开始反应需要进行操作的顺序为 (填字母顺序)。 A．打开分液漏斗顶部玻璃塞      B．打开分液漏斗颈部活塞 ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以 (填操作)。 (3)若用15%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会剧烈反应产生氧气。为了让反应不至于过快，下列图示中仪器选择和药品放置最合理的是 (填字母)。 A． B． C． D． 【答案】(1)过氧化氢和水的分子构成不同 (2) 过氧化氢水+氧气 AB 控制玻璃活塞转动速度减慢滴加液体速率 (3)C 【详解】（1）水是由水分子构成，过氧化氢是由过氧化氢分子构成，由于它们的分子构成不同，因此化学性质不同，故填：过氧化氢和水的分子构成不同； （2）①发生装置中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气，故填：过氧化氢水+氧气； ②使用分液漏斗时，应先打开分液漏斗顶部玻璃塞，再打开分液漏斗颈部活塞，故填：AB； ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以通过控制玻璃活塞转动速度减慢滴加液体速率，从而控制反应速率，故填：控制玻璃活塞转动速度减慢滴加液体速率； （3）A、图中装置不能通过长颈漏斗控制液体的滴加速率，来控制化学反应速率，故选项不符合题意； B、一次性加入15%的H2O2溶液与二氧化锰混合后，不能通过长颈漏斗加入水来控制反应速率，故选项不符合题意； C、实验过程中，能通过调节旋塞改变液体的滴加速率，来控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项符合题意； D、一次性加入15%的H2O2溶液与二氧化锰混合后，不能通过分液漏斗控制水的滴加速率，来控制反应速率，故选项不符合题意； 故选C； 10．（23-24九年级上·上海崇明·期末）下图所示装置都能得到氧气，请回答下列问题。 I.图1、图2是利用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置。 (1)仪器a的名称为 。 (2)如图1，制取氧气的化学方程式为 。 (3)如图2，铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中，若装置内压强过大，则观察到的现象是 此时应将铂丝抽离过氧化氢溶液，使反应停止。 【答案】(1)锥形瓶 (2) (3)玻璃管内的液面上升 【详解】（1）由图可知，仪器a为锥形瓶。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。 （3）若装置中的压强增大，在压强差的作用下，玻璃管内的液面会上升。 11．（2024·福建泉州·二模）某学习活动小组开展应用洁净、块状的硬锰矿石催化过氧化氢分解制取氧气实验（实验后硬锰矿石的形状不改变，也不溶解于水）。根据下列实验装置图，回答问题。 (1)实验室用装置A制取氧气，其反应的化学方程式为 ；收集氧气可选用装置 （填字母序号）。 (2)实验室用装置A制取氧气，能否用二氧化锰代替硬锰矿石。 答： （填“能”或“否”），理由是 。 (3)实验过程中，要停止反应的操作是 。 【答案】(1) B/C (2) 不能 二氧化锰是固体粉末，不能停留在装置的中间位置 (3)关闭止水夹 【详解】（1）实验室用装置A制取氧气，发生的反应是过氧化氢在硬锰矿石的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，所以收集氧气可选用装置B或C； （2）实验室用装置A制取氧气，不能否用二氧化锰代替硬锰矿石，因为二氧化锰是固体粉末，不能停留在装置的中间位置，所以不能用二氧化锰代替硬锰矿石； （3）实验过程中，要停止反应的操作是关闭止水夹，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止。 12．化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣，通过查阅资料了解到氧化铁也能加速过氧化氢的分解。为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表： 实验序号 过氧化氢溶液浓度/% 过氧化氢溶液体积/mL 过氧化氢溶液温度/℃ 氧化铁的用量/g 收集40mL氧气所需时间/s ① 5 10 20 0 128.5 ② 5 10 20 1.2 16.8 ③ 15 10 20 1.2 10.5 ④ 5 10 70 0 32.7 (1)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置，请按组装顺序写出所用到的装置代号 。 (2)通过实验①和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是 ；通过实验②和③对比可知，化学反应速率与浓度有关；通过对比实验①和 对比可知，氧化铁可以加快过氧化氢分解放氧的速率。 (3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总量 (选填“减小”“不变”或“增大”)。 (4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证它在该反应前后的 和 未发生改变。 【答案】(1)ABE (2) 相同条件下，温度越高，化学反应速率越快 ② (3)不变 (4) 质量 化学性质 【详解】（1）过氧化氢制氧气是固液常温型反应，氧气不易溶于水；实验通过测量生成40mL气体所需时间来探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，故需要的发生装置是A，收集装置应选用B，通过测量装置B排出水的体积来推算收集到氧气的体积，需要使用到量筒E，故填：ABE。 （2）实验①和④的变量是过氧化氢溶液温度，其它条件相同，实验①温度为20℃，收集40mL氧气所需时间为128.5s，实验④温度为70℃，收集40mL氧气所需时间为32.7s，对比可知化学反应速率与温度的关系是：相同条件下，温度越高，化学反应速率越快； 实验①和②的变量是是否加入氧化铁，其它条件相同，实验①不添加氧化铁，收集40mL氧气所需时间为128.5s，实验②加入1.2g氧化铁，收集40mL氧气所需时间为16.8s，通过对比实验①和②，可知氧化铁可以加快过氧化氢分解放氧的速率。 （3）用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，加水后过氧化氢溶液的质量增大，但溶质过氧化氢的质量不变，氧气来源于过氧化氢的分解，因此产生氧气的总量不变。 （4）催化剂能改变化学反应速率，但自身的质量和化学性质在反应前后保持不变。上述实验已证明氧化铁能加快过氧化氢分解，若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证它在该反应前后的质量和化学性质未发生改变。 1．（2024·山东威海中考）下列所示分别是氧气的制取、干燥、收集和验满的装置图，其中错误的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，该反应为固液常温型，可选择图示发生装置制取氧气，图示装置正确； B、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，可用于干燥氧气，干燥氧气时，为了使氧气和浓硫酸充分接触，进气管与出气管的方向是“长进短出”，图中进气管与出气管的方向相反，图示装置错误； C、氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集，图示装置正确； D、氧气具有助燃性，检验氧气是否集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则说明氧气已经收集满，图示装置正确； 故选：B。 2．化学兴趣小组在学习了实验室制氧气之后，查阅资料利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂，以下说法正确的是 A．注射器的作用相当于漏斗 B．甲中有分解反应 C．乙瓶是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润 D．根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢 【答案】BCD 【详解】A、注射器相当于分液漏斗，可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，故选项说法错误； B、若B是二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，此反应符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法正确； C、乙瓶将氧气通入水中，氧气又从水中逸出，是利用氧气不易溶于水的原理，使氧气湿润，故选项说法正确； D、根据乙中气泡的多少，可以判断氧气排出的快慢，可以据此控制生成氧气的速率，故选项说法正确。 故选BCD。 3．下列关于催化剂的叙述正确的是 A．催化剂只能加快反应的进行 B．二氧化锰是一切反应的催化剂，而且能增加过氧化氢分解释放氧气的质量 C．在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率 D．要使高锰酸钾受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰，否则就不能发生反应 【答案】C 【详解】A、催化剂能改变反应速率，可能加快，也可能减慢，该反应叙述不正确； B、二氧化锰并不是所有反应的催化剂，且催化剂不能改变生成物的质量，该选项叙述不正确； C、催化剂能改变反应速率，该选项叙述正确； D、高锰酸钾不需要加入二氧化锰，也能发生反应，该选项叙述不正确。 故选C。 4．按右图所示进行实验：将过氧化氢溶液和发泡剂加入试管中，并用碘化钾作为该反应的催化剂。容器中会涌出的柱状泡沫，故被称为“大象牙膏”。下列说法中，不正确的是 A．反应前后，催化剂的化学性质不变 B．其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱状泡沫的速度越快 C．碘化钾增加了过氧化氢生成氧气的质量 D．、等对过氧化氢分解也具有催化作用 【答案】C 【详解】A、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂；反应前后，催化剂的化学性质不变，说法正确，不符合题意； B、其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，反应速率越快，涌出柱状泡沫的速度越快，说法正确，不符合题意； C、 碘化钾对过氧化氢的分解起催化作用，能加快反应速率，但不能增加过氧化氢生成氧气的质量，说法不正确，符合题意； D、MnO2、CuSO4 等对过氧化氢分解也具有催化作用，说法正确，不符合题意。 故选C。 5．（23-24九年级上·四川广安·期末）某课题组通过数字化实验对白磷燃烧的温度变化及影响因素进行探究。将5g白磷放试管中并将试管放入60℃热水中，t3时打开弹簧夹，并推入过氧化氢溶液。实验装置及数据曲线如图。下列说法正确的是 A．实验过程中气球逐渐变瘪 B．t1－t2时间段时两支试管中压强相等 C．t3后，温度再次升高是因为过氧化氢分解放热 D．t4对应温度高于t2说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈 【答案】D 【详解】A、该实验中，白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故气球变瘪，故气球先变大后变瘪，不符合题意； B、由图可知，t1-t2时间段时，温度升高，白磷不断燃烧放热，左边试管压强不断增加，此时还未打开弹簧夹，右侧试管压强不变，两支试管中压强不相等，不符合题意； C、t3后，温度再次升高是因为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气，白磷在氧气中燃烧更剧烈，放出的热量更多，不符合题意； D、t3前，白磷在空气中燃烧，t3后，通入氧气，白磷在氧气中燃烧，t4对应温度高于t2，氧气中氧气浓度比空气中氧气浓度大，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈，符合题意。 故选D。 6．氧气在中学化学中有着举足轻重的地位。利用数据传感技术可以形象地比较过氧化氢溶液在有无催化剂条件下的分解速率。小芳同学利用下列装置，测得瓶内气压随时间的变化如图所示： 图Ⅰ ①甲锥形瓶内发生反应的文字表达式为 。 ②由图Ⅰ分析可知：曲线 （填“①”或“②”）表示无二氧化锰条件下发生的反应。 【答案】 过氧化氢水+氧气 ② 【详解】①甲锥形瓶中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气； ②在过氧化氢分解过程中，二氧化锰是催化剂，可以加快过氧化氢的分解速率，故曲线②表示无二氧化锰条件下发生的反应； 7．工业上制取氧气常见的有“深冷法”和“变压吸附法”。 (1)“深冷法”(图a)是先将空气液化，再利用氮气和氧气的 不同将其气化分离。 (2)将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口，观察到的现象是 ，观察到该现象的原因是 。 (3)“变压吸附法”(如图b)是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离。 ①变压吸附法制取的氧气是 (填“混合物”或“纯净物)。 ②分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的 有关。分子筛 (填“可以”或“不可以”)重复使用。 (4)工业上采用分离空气的方法制氧气的优点是 。 【答案】(1)沸点 (2) 燃着的木条熄灭 液态氮的沸点比液态氧的沸点低，液态氮气首先从液态空气中蒸发出来，氮气不能燃烧，也不支持燃烧 (3) 混合物 压强 可以 (4)原料来源广泛，制取成本低 【详解】（1）“深冷法”(图a)是先将空气液化，再利用氮气和氧气的沸点不同将其汽化分离，氮气的沸点低，先分离出来； （2）液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此液态氮气首先从液态空气中蒸发出来，氮气不能燃烧，也不支持燃烧，所以将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口，观察到的现象是木条熄灭，故填：燃着的木条熄灭；液态氮的沸点比液态氧的沸点低，液态氮气首先从液态空气中蒸发出来，氮气不能燃烧，也不支持燃烧； （3）①变压吸附法制取的氧气中含有氧气、稀有气体，属于混合物； ②由图示可知，分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关； “变压吸附法”原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，所以分子筛可以重复使用； （4）工业上采用分离空气的方法制氧气，优点是原料来源广泛，制取成本低。 8．（2024·黑龙江大庆中考）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？ I、从地球带上去 (1)实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法制氧气，写出该反应的化学方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。 (2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：    浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。 (3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图，由此可知两种分子的大小：N2 O2（填“>”或“<”）。    Ⅱ、在天宫制出来 (4)早期空间站利用二氧化碳和过氧化钠Na2O2反应制氧气，同时生成碳酸钠，请写出化学方程式： 。 (5)空间站内二氧化碳的主要来源是 。 (6)科学家设计了生命保障系统，实现了“水-氧-碳”的循环转化。下列叙述正确的是 （填字母）。 a．“水-氧-碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重 b．若在产生氧气的同时产生其他气体，系统需要对其进行处理 c．人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化 【答案】(1) 氧气占空气体积的21%，空气是廉价易得的原料，所以航天工业以空气为原料制氧。 (2) 液氮的沸点低，先从液态空气中扩散出来，且氮气不能助燃 液氧的沸点高，后从液态空气中扩散出来，且氧气具有助燃性 (3)＞ (4) (5)宇航员的呼吸作用 (6)abc 【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气，故方程式为：； 氧气占空气体积的21%，空气是廉价易得的原料，所以工业制取大量氧气以空气为原料； （2）液氮的沸点低，先从液态空气中扩散出来，且氮气不能助燃，液氧的沸点高，后从液态空气中扩散出来，且氧气具有助燃性，所以取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃； （3）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气，由图可知，除去了大分子的氮气，所以氮气分子大于氧气分子； （4）二氧化碳和过氧化钠Na2O2反应制氧气，同时生成碳酸钠，方程式为：； （5）呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，所以空间站内二氧化碳的主要来源是宇航员的回呼吸作用； （6）a.“水-氧-碳”的循环转化，不需要携带大量氧气，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重，符合题意； b.生物再生生命保障系统中不需要氢气，电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化，符合题意； c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化，如尿液中的水需要净化处理后循环利用，符合题意。 故填abc。 9．（2024·山东济南·中考真题节选）下图所示为常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），兴趣小组的同学利用其进行下列化学实验。 请根据题目要求，回答下列问题： （1）氧气的制取与物质组成的探究 在实验室中以过氧化氢溶液（二氧化锰作催化剂）为原料，制备并收集一瓶干燥的氧气，所选仪器的连接顺序为 （从左到右填写仪器序号字母）。 （2）简易供氧器的设计与评价 兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。 装置：如图所示。 试剂：共5份（每份包含溶质质量分数为的过氧化氢溶液、颗粒状二氧化锰、纯净水）。 ①请完成该供氧器的说明书： a.制氧原理： （用化学方程式表示）。 b.使用方法：先将纯净水加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧接有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入 （填“甲”或“乙”）瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。 c.每份试剂最大供氧质量：。 d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。 ②请对此简易供氧器提出具体改进建议： 。 【答案】（1）B-C-E （2） 乙 甲 使用轻质材料‌：选择轻便且耐用的材料制作供氧器的外壳和部件，减少整体重量‌ 【解析】（1）装置B中：在锥形瓶中加入二氧化锰固体，然后加入过氧化氢溶液。二氧化锰作为催化剂，可以加快过氧化氢的分解速度‌，装置C中：使用浓硫酸干燥装置来除去氧气中的水分，装置C：用向上排空气法收集氧气。装置连接顺序为‌： B（发生装置）→ C（干燥装置）→ E（收集装置）‌; （2）过氧化氢在二氧化锰作为催化剂生成水和氧气，化学方程式为，先将纯净水加入乙瓶中，为产生的氧气增加湿度，然后在甲瓶中加入氧化锰和过氧化氢溶液产生氧气，氧气通过甲瓶上端排向乙瓶。简易供氧器提出具体改进建议可以从‌使用轻质材料‌、增强安全措施‌等方面提出建议。 10．（24-25九年级上·安徽合肥·期中）为探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响，化学兴趣小组同学设计以下实验： 【进行实验】 室温下，选用50.0g不同溶质质量分数的双氧水（1%、2%和4%）分别与0.1g二氧化锰进行实验（如图1，固定夹持仪器略去）。 (1)二氧化锰在过氧化氢分解前后其质量和 没有发生改变，写出过氧化氢分解的文字表达式： 。 (2)按图1装置进行实验，在装药品前应检查该装置的气密性，具体做法是 ，其中注射器的作用是 。 【数据处理】 (3)甲同学进行实验后，获得的相关实验数据记录如表所示： 双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 温度 相同时间（10S）内产生O2体积（mL） Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 20℃ 9 Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 20℃ 16 Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 20℃ 31 ①本实验中，测量O2体积的装置也可以选用如图2的哪套装置来代替 （填编号）。 ②分析上表数据，可以得出不同浓度的双氧水对过氧化氢分解速率影响的结论是： 。 【拓展延伸】 (4)乙同学认为用图3装置进行实验，通过比较 也能探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响。 (5)如表是实验时记录生成的氧气气体体积和对应的时间的一组实验数据（每间隔4S读数一次）： 时间/S 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 气体体积/mL 16.0 22.2 29.4 39.3 50.4 57.6 62.0 64.7 66.0 66.0 从上表数据可以分析得出，反应时间为 S时双氧水与二氧化锰恰好完全反应； 反应过程中过氧化氢的分解速率先快后慢的主要原因是 。 【答案】(1) 化学性质 过氧化氢水+氧气 (2) 关闭分液漏斗活塞，向外拉动活塞，松开后活塞会回到原处，则装置的气密性良好 测量生成气体的体积 (3) C 在相同条件下，双氧水浓度越大，过氧化氢的分解速率越快 (4)相同时间天平读数差值大小（其它合理也可） (5) 36 开始时双氧水的浓度较大，分解速率快．然后随着反应的不断进行，双氧水的浓度逐渐变小，过氧化氢的分解速率变慢 【详解】（1）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故填：化学性质； 过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，故文字表达式为：过氧化氢水+氧气； （2）关闭分液漏斗活塞，向外拉动活塞，若气密性良好，松开后活塞会回到原处； 装置中产生的氧气，压强增大，将注入器的活塞向外推，气体进入注射器中，故注射器的作用是测量生成气体的体积； （3）①测量氧气的体积采用的是排水法，将排出的水的用量筒收集起来，排出的水的体积就是氧气的体积；气体短管进入将水从长管排出，应该选择 c 装置代替； ②由表格数据可知，在相同条件下，双氧水浓度越大，过氧化氢的分解速率越快； （4）图3中天平减轻的质量就是产生氧气的质量，所以用图3装置进行实验，通过比较相同时间天平读数差值大小也能探究双氧水浓度对过氧化氢分解速率的影响； （5）由表格数据可知，在第 36 s 时，气体的体积不在增加，说明反应已经结束； 反应开始时，双氧水的浓度较大，反应速率较快，随着反应的进行，双氧水的浓度减少，反应的速率减慢了。 11．化学兴趣小组的同学为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图所示的装置先后进行了两次实验。 (1)实验1：取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g粉末状二氧化锰混合。 实验2：取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g 混合。 (2)在检查装置的气密性后，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，注入双氧水的方法是______（填序号）。 A．快速推注射器活塞 B．缓慢推注射器活塞 (3)依据“相同时间内用二氧化锰作催化剂的反应收集的氧气体积较大”，得出结论：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铁 。 (4)实验过程中发现U型管内右侧液面上升，原因是该反应 （填“放热”或“吸热”） (5)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解快慢的不同影响，用下图装置进行实验：启动传感器，注入过氧化氢溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下： ①初始时氧气的体积分数不为0，原因是 。 ②使过氧化氢分解较快的催化剂是 （填二氧化锰或氧化铁）。 【答案】(1)粉末状氧化铁 (2)A (3)好 (4)放热 (5) 装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21% 二氧化锰 【详解】（1）由于比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，所以要控制变量，只能是催化剂的种类不同。故填：粉末状氧化铁。 （2）过氧化氢分解产生氧气且放热，为了防止试管内压强过大，注射器液体压不进去，所以要快速推注射器活塞。故填：A。 （3）由于“相同时间内用二氧化锰作催化剂的反应收集的氧气体积较大”，所以得出结论：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铁好。故填：好。 （4）由于过氧化氢分解产生氧气且放热，使装置内压强增大，所以实验过程中发现U型管内右侧液面上升。故填：放热。 （5）①由于装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21%，所以初始时氧气的体积分数不为0。故填：装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21%。 ②由图像可知，产生相同体积的氧气，用二氧化锰做催化剂所需时间更少，所以使过氧化氢分解较快的催化剂是二氧化锰。故填：二氧化锰。 12．（23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中）图1是教材探究二氧化锰对过氧化氢的分解反应是否具有催化作用的实验装置图。图2是松雷实验小组同学设计的用此法制取并收集氧气的装置图。请回答下列问题： (1)丙图的实验现象是：溶液中产生大量气泡且 ，根据甲图实验的现象和丙图实验的现象的对比，可以说明二氧化锰对过氧化氢反应的影响是 ；此过程发生反应的符号表达式为 。 (2)如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，发现二氧化锰的 。 (3)仅凭上述实验还不能说明二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，因为上述实验还没有探究二氧化锰的 是否改变。同学们经过改进实验后最终得出二氧化锰是此反应的催化剂。 (4)松雷实验小组同学设计了图2收集氧气的方法，请你推测是因为氧气具有 的物理性质。 (5)【查阅资料】能为过氧化氢分解做催化剂的物质除了二氧化锰还有氧化铜以及 （填一种你知道的物质即可）等多种物质。图3是同学们用如图2所示的装置进行了两次实验，在锥形瓶中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将30mL5%的过氧化氢溶液通过分液漏斗注入锥形瓶中，并收集氧气，得到的相关曲线如图所示。通过图像得出 催化效果更好。 【答案】(1) 带火星小木条复燃 能加快过氧化氢的分解速率 (2)质量不变 (3)化学性质 (4)不易溶于水 (5) 硫酸铜溶液 二氧化锰/MnO2 【详解】（1）氧气具有助燃性，丙图中过氧化氢中加入二氧化锰，可观察到溶液中产生大量气泡且带火星小木条复燃；根据甲图实验的现象和丙图实验的现象的对比，可以说明二氧化锰对过氧化氢反应的影响是能加快过氧化氢的分解速率；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为，故填：带火星小木条复燃；能加快过氧化氢的分解速率；； （2）根据催化剂特点“一变两不变”可知，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，二氧化锰的质量不变，故填：质量不变； （3）催化剂能改变化学反应速率且反应前后质量和化学性质不变，上述实验还没有探究二氧化锰的化学性质在反应前后不变，故填：化学性质； （4）图2实验采用排水法收集氧气，由此可推测氧气不易溶于水，故填：不易溶于水； （5）能为过氧化氢分解做催化剂的物质除了二氧化锰，还有氧化铜、硫酸铜溶液等多种物质；由图可知，产生等质量的氧气，二氧化锰所需的时间短，由此可得出二氧化锰催化效果更好，故填：二氧化锰或MnO2。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$