第2单元 课题3 第1课时 实验室制取氧气的反应原理 分解反应-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(人教版2024)

16 课题3　制取氧气 第1课时 实验室制取氧气的反应原理 分解反应 ▶ “答案与解析”见P6 1. 下列反应中,属于分解反应的是 ( ) A. 氢气+氧气 点燃 →水 B. 锌+硫酸 →硫酸锌+氢气 C. 氯酸钾 二氧化锰 加热→氯化钾+氧气 D. 氢氧化钾+盐酸 →氯化钾+水 2. (2024·宿州泗县期中)下列关于催化剂的说 法,正确的是 ( ) A. 同一个化学反应可以有多种催化剂 B. 催化剂只能加快化学反应的速率 C. 二氧化锰只能作催化剂 D. 作为催化剂的物质不可能是其他反应的 反应物或生成物 3. 关于实验室制取氧气的装置几个“口”的位 置,下列说法中错误的是 ( ) A. 给试管中的试剂加热时,试管口不应朝向人 B. 用排空气法收集时,集气瓶口应向下 C. 试管内的导管口稍露出橡胶塞即可,不能 伸入试管太长 D. 加热时,装固体试剂的试管口应略向下倾斜 4. (2024·枣庄段考)在进行实验室制取和收集 氧气的过程中,下列做法中,不正确的是( ) (第4题) A. 选择装置①或②作为氧气的发生装置 B. 选择装置③或④作为氧气的收集装置 C. 装置④要等到导管口均匀、连续冒出气泡 时再收集 D. 若将装置①中的长颈漏斗改成分液漏斗, 则分液漏斗下端管口也必须插入液面以下 5. 向一定量、一定浓度的过氧化氢溶液中加入 足量的二氧化锰,充分反应。下列图像中,正 确的是 ( ) A. B. C. D. 答案讲解 6. (2024·无锡宜兴调研)如图所示为 过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用 下,迅速分解放出大量氧气的实验 所用装置。下列现象中,正确的是 ( ) A. 气球胀大,红墨水左移 B. 气球缩小,红墨水右移 C. 气球胀大,红墨水右移 D. 气球缩小,红墨水左移 (第6题) (第7题) 7. (2023·滁州定远二模)小科根据所学知识, 自制一台“制氧器”,其装置如图所示。下列 说法中,错误的是 ( ) A. 反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B. 过滤仓利用氧气不易溶于水的性质,使氧 气湿润 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级上 知 识 讲 解 17 C. 过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出 的快慢 D. 该装置可以随时调控反应产生氧气的速率 8. 如图所示为几种实验室制取气体的发生装置 和收集装置,请回答下列问题: (第8题) (1) 写出图中标有序号的仪器的名称: ① ;② 。 (2) 实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气 时,应选用 (填字母)作发生装置,写 出该反应的文字表达式: 。若要收集较为纯净的氧气, 则最好选用 (填字母)装置。 (3) 若将F装置装满水,再连接量筒,就可以 用来测量不溶于水且不与水反应的气体的体 积,则测量时气体应从 (填“a”或 “b”)端进入F装置中。 答案讲解 9. ★(2024·西安雁塔期中)关于催化 剂的研究是一项重要的课题,某小 组以“探究催化剂的奥秘”为课题开 展了项目式学习。 [任务一] 认识催化剂。 (1) 催化剂在化工生产中起着重要作用。下 列说法中,正确的是 (填字母)。 A. 不加入催化剂,化学反应就不能发生 B. 催化剂一定能加快化学反应的速率 C. 催化剂在化学反应前后的质量和化学性 质都不变 [任务二] 定量探究催化剂的催化效果。 (第9题甲) 该小组的同学发现,将适 量淀粉放入过氧化氢溶 液中,过氧化氢的分解速 率加快。为比较淀粉和 二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,该小 组的同学用如图甲所示装置进行实验,以生 成40mL气体为标准(其他影响实验的因素 均相同)设计下列三组实验: 实验 序号 5%过氧化氢 溶液/mL 其他物质及质量 待测 数据 1 20 — x 2 20 0.5g淀粉粉末 y 3 20 0.5g二氧化锰粉末 z (2) 实验前检查装置气密性的方法是 。 (3) 设计实验1的目的是 。 (4) 上述实验中“待测数据”是指 ;结果表明二氧化锰的催化效果 较好,则y (填“>”“<”或“=”)z。 [任务三] 数字化探究催化剂的催化效果。 分别取20mL 5%的过氧化氢溶液、0.5g二 氧化锰、0.5g淀粉,按图乙所示装置进行实 验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催 化剂接触,瓶内气压的变化如图丙所示。 (第9题) (5) 对比分析图丙中的 两点,可知 化学反应速率与催化剂的种类有关。 (6) 请从催化剂的角度解释上述两个反应虽 化学反应速率不同,但完全反应后两个装置 内气压相同的原因: 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二单元　空气和氧气 密闭容器中进行,使实验结果更准确,同时避免了图甲实 验中反应生成的五氧化二磷逸散到空气中而污染环境。 (5) ① X 曲线表示的是温度的变化趋势。② 图丙中BC 段压强变化的原因是红磷燃烧放出热量,导致瓶内压强增 大,同时氧气被消耗,导致瓶内压强减小,红磷燃烧放热导 致的压强增大程度大于氧气减少导致的压强减小程度。 课题2　氧　气 1. D 2. A 3. D 4. (1) ② (2) ①③④ (3) ④ (4) ①②③ (5) ①② ③④ (6) ① 碳+氧气 点燃 →二氧化碳 ② 红磷+氧气 点燃 →五氧化二磷 ③ 硫+氧气 点燃 →二氧化硫 ④ 石蜡+ 氧气 点燃 →二氧化碳+水 5. B [解析] 氧气能供给呼吸,鱼类能在水中生活,是因 为水中溶解了一定量的氧气,A选项说法正确。登山运动 员要携带氧气瓶,是因为海拔越高,空气越稀薄,而不是高 山上氧气的体积分数低,B选项说法错误。自然界能自主 弥补氧气的消耗,是因为绿色植物的光合作用产生氧气,C 选项说法正确。食品能与氧气发生缓慢氧化而变质,有时 将食品的包装袋内抽成真空,是为了避免食品被氧气氧化 而变质,D选项说法正确。 6. D [解析] 蜡烛在空气中燃烧,生成水和二氧化碳是实 验结论而不是实验现象,A 错误;铁丝在空气中只能烧至 发红,不会剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,B 错误;红 磷在氧气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白色的烟雾,C 错误;硫在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,生成有刺激性气 味的气体,D 正确。 可燃物燃烧现象的描述 描述物质燃烧的现象一般按照“一光、二热、三生 成”的顺序,即首先描述燃烧发出什么颜色的光或火焰 是什么颜色;其次描述是否放出热量;最后描述生成了 一种什么样的物质。描述现象时应特别注意: (1) 要注意用词的准确性,如“烟”与“雾”,“光”与 “火焰”的区别。 (2) 要注意实验现象与结论的区别,描述现象时,切 忌直接说出生成物的名称。 (3) 要注意同种可燃物在空气中燃烧与在氧气中燃 烧的不同现象。 7. C [解析] 氧化反应不一定都是化合反应,如石蜡和氧 气反应生成二氧化碳和水,属于氧化反应,但生成物不是 只有一种,不属于化合反应,A错误;化合反应是指两种或 两种以上物质反应后生成一种物质的反应,其特点为“多 变一”,有氧气参加的化学反应不一定是化合反应,化合反 应也不一定有氧气参加,B错误、C正确;物质与氧气发生 的化学反应属于氧化反应,生成物不一定有两种,D错误。 8. D [解析] 由图像中氧气的浓度的变化可知,空气中氧 气的浓度大约为20%,A正确;将氧气倒入倾倒室,MN 段 曲线快速上升,说明氧气的密度比空气大,B正确;25s后 氧气的浓度急速下降,因此实验中“提起中间隔板”操作对 应的时间点约在第25s,C正确;NP 段氧气的浓度逐渐减 小,蜡烛燃烧越来越弱,最后在P 点装置内氧气的浓度与 空气中氧气的浓度接近,因此蜡烛能正常燃烧,D错误。 9. (1) 吸收反应生成的二氧化硫,防止其污染空气 (2) 铁+氧气 点燃 →四氧化三铁 氧气不纯(合理答案均可) (3) 化合反应 (4) 澄清石灰水 10. 探究活动一:[实验内容一] (1) 125 [结论一] (2) 剧 烈 [拓展] (3) 不合理 没有对55%~60%范围内的氧 气体积分数进行实验(合理答案均可) 探究活动二:[实验 内容二] 剧烈燃烧,火星四射 [结论二] (4) 碳+氧气 点燃 →二氧化碳 [解析] 探究活动一:[实验内容一] (1) 这 瓶气体中氧气的总体积为250mL×60%=150mL,氮气 的体积约为250mL-150mL=100mL,空气的体积约为 100mL 4 5 =125mL,所以原集气瓶中预先装入水的体积约为 250mL-125mL=125mL。探究活动二:[结论二] (4) 随 着铁丝中含碳量的升高,铁丝燃烧产生的火星越多,说明 铁丝燃烧产生火星四射的现象可能和碳的燃烧反应有关。 课题3　制取氧气 第1课时 实验室制取氧气的反应原理 分解反应 1. C 2. A 3. B 4. D 5. C [解析] 过氧化氢分解生成氧气和水,氧气、水的质 量增加,完全反应后,氧气、水的质量不再变化,A错误、C 正确;过氧化氢分解生成氧气和水,过氧化氢的质量减小, 完全反应后,过氧化氢的质量为0,B错误;二氧化锰是催 化剂,反应前后其质量不变,D错误。 6. D [解析] 过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速 分解放出大量氧气,则瓶内的压强变大,充气气球缩小,红 墨水向左移动。 7. D [解析] 反应仓中为固液常温下制取氧气,可以为过 氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气, 故反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液,A正确;氧 气不易溶于水,过滤仓利用氧气不易溶于水的性质,使氧 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6 气湿润,B正确;氧气不易溶于水,可通过单位时间内产生 气泡的多少判断气流的速度,进而判断氧气排出的快慢,C 正确;该装置不可以随时调控反应产生氧气的速率,D 错误。 8. (1) ① 酒精灯 ② 集气瓶 (2) B 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 D (3) b [解析] (1) ①是酒精灯, ②是集气瓶。(2) 实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气时 不需要加热,发生装置应选B;该反应的文字表达式为过氧 化氢 二氧化锰 →水+氧气;氧气的密度比空气大且常温下不 与空气中的成分反应,不易溶于水且不与水反应,可用向 上排空气法和排水法收集,排水法收集的氧气较为纯净。 (3) 若将 F 装置装满水,再连接量筒来测量气体的体积,则 应使气体从短管进入,水由长管排出至量筒中,因此气体 应从b端进入F装置中。 9. [任务一] (1) C [任务二] (2) 连接装置,关闭分液漏 斗的活塞,向右拉注射器活塞,松手后活塞回到原处,说明 装置不漏气(合理答案均可) (3) 作对比 (4) 收集 40mL气体需要的时间 > [任务三] (5) b、d(或a、c) (6) 催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质 量,由于两个反应中过氧化氢的质量相等,其完全反应后 生成气体的量相等,因此最终两个装置内气压相同(合理 答案均可) [解析] [任务一] (1) 不加入催化剂,化学反 应也能发生,只是反应速率慢一些,A不正确。催化剂既 能加快化学反应的速率,也能减慢化学反应的速率,B不正 确。催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变,C 正确。[任务二] (2) 实验前检查装置气密性的方法是先 关闭分液漏斗的活塞,然后向右拉动注射器活塞,此时密 闭装置内气体体积变大,压强减小,松手后,外界大气压将 注射器活塞压向左侧,使活塞恢复到初始位置,压强平衡, 说明装置气密性良好。(3) 设计实验1的目的是作对比, 通过对比实验可知,淀粉和二氧化锰都能加快过氧化氢的 分解速率。(4) 由题意可知,实验以生成40mL 气体为标 准,说明是通过比较收集等体积气体所用时间的长短来比 较催化效果,故“待测数据”应为收集40mL气体所用的时 间;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则y>z。[任 务三] (5) 对比分析图丙中的b、d 点(相同时间收集的气 体体积不同)或a、c点(生成相同体积气体需要的时间不 同),可知化学反应速率与催化剂的种类有关。(6) 催化剂 只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,由于两 个反应中使用的过氧化氢溶液的体积和浓度均相同,即参 加反应的过氧化氢的质量相等,故其完全反应后生成气体 的量相等,因此最终两个装置内气压相同。 某物质是否为某反应催化剂的确定 探究某种物质是否为某反应的催化剂,首先要通过 实验证明该物质能否增大(或减小)该反应的化学反应 速率,其次要分别通过实验验证反应前后该物质的质量 和化学性质有无改变。能增大(或减小)其他物质的化 学反应速率,且其本身质量和化学性质在化学反应前后 都没有改变的物质才是该反应的催化剂。 第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法 1. B 2. C 3. (1) -196℃~-183℃ (2) 熄灭 (3) 物理 (4) 混 合物 4. B [解析] 收集气体时,要等到气泡均匀、连续冒出时 才能开始收集,先将导管伸入装满水的集气瓶中会收集到 装置内的空气,导致收集到的气体不纯,A 错误;加热时, 先对试管进行预热,再对准试剂所在部位进行加热,防止 试管因受热不均匀而炸裂,B 正确;组装仪器时,应先检查 装置的气密性,再将高锰酸钾装入试管,以免装置漏气,造 成试剂浪费,C 错误;实验完毕,应先把导管移出水面,再熄 灭酒精灯,防止水倒吸,使试管炸裂,D 错误。 5. D [解析] 用向上排空气法收集氧气时,仪器可选用⑥ ⑦⑧,A正确;检验氧气时,可以用集气瓶、玻璃片和带火星 的木条进行实验,B正确;用氯酸钾制取氧气的反应物是固 体,反应条件是加热,可选用①②组装发生装置,C正确;用 过氧化氢制取氧气,试剂为固体与液体,反应在常温下进 行,应选用③④⑤组装发生装置,D错误。 6. (1) 高锰酸钾 过氧化氢 四氧化三铁 (2) ② 硫+ 氧气 点燃 →二氧化硫 ⑤ 铁+氧气 点燃 →四氧化三铁 [解析] A为暗紫色固体,则A是高锰酸钾;B为能支持燃 烧的无色气体,则B是氧气;高锰酸钾分解生成氧气、C、D, 高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气, 则C、D为锰酸钾、二氧化锰中的一种;D和E能转化为D、 F和氧气,D在反应中没有改变,则 D可能是催化剂,E、F 常温下为液体,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水 和氧气,则D是二氧化锰,C是锰酸钾,E是过氧化氢,F是 水;氧气与N反应生成有刺激性气味的气体Q,硫和氧气 在点燃的条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫具有刺激性 气味,则N是硫,Q是二氧化硫;二氧化锰与G转化为氧 气、H和二氧化锰,氯酸钾与二氧化锰共热生成氯化钾和 氧气,则G是氯酸钾,H是氯化钾;氧气与K反应生成黑色 固体M,且K是银白色金属,铁在氧气中燃烧生成黑色的 四氧化三铁,则K是铁,M是四氧化三铁,将推出的物质进 行验证即可。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7