第3节 氧气的制备 第1课时（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第二章 空气与水资源 第3节 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 教学目标 1.能认识到工业制取氧气的思路和方法; 2.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步学习氧气制备的实验操作，养成严格遵守实验规则的意识，初步形成实验室制备气体的一般思路。 重点和难点 重点：过氧化氢分解制取氧气。 难点：催化剂和催化作用。 ◆知识点一 从空气中分离出氧气 1. 氧气的工业制法—— 分离液态空气法 （1） 原理：利用液态氧（在1.01×10^5 Pa时，沸点为−183 ℃ ）和液态氮（在1.01×10^5 Pa时，沸点为−196 ℃ ）的沸点不同，采用升温的方法，将氮气与氧气分离。 （2） 过程: （没有新物质生成，属于物理变化） 2. 气体膜分离技术 （1）原理：利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质，从而达到分离的目的。渗透速率大的气体穿透薄膜而得到富集，渗透速率小的气体则被截留。使用膜分离制氧机时，空气透过特定薄膜，氧气和氮气在膜的两侧分别富集。 （2）过程： 3. 分子筛制氧 （1）原理：利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气；在减压条件下，分子筛将所吸附的氮气、二氧化碳气体排放回空气中，再加压又可继续吸附空气中的氮气、二氧化碳气体以获得氧气。 （2）过程： 即学即练 1.工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是 A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体 【答案】A 【详解】A、工业制氧气得到的氧气是空气中本来就含有的，而不是新生成的，故A错误； B、在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温，因为氮气和氧气的沸点不同，可以将氮气和氧气分离，故B正确； C、由于氮气沸点比氧气低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧，故C正确； D、空气中除了氧气和氮气外，还有稀有气体、二氧化碳等物质，所以得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体，故D正确。 故选A。 2.如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 (1)除去灰尘后的洁净空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 (2)流程中横线上应填写的物质是 。 (3)利用液氧和液氮的 不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 (4)写出工业制氧气的优点 (写一条)。 【答案】(1)混合物 (2)稀有气体 (3)沸点 (4)原料廉价易得 【详解】（1）除去灰尘后的洁净空气中含有氮气、氧气、稀有气体等其他成分，属于混合物，故填：混合物； （2）空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。根据空气成分分析，可知横线上应填写的物质是稀有气体，故填：稀有气体； （3）利用液氧和液氮的沸点不同将其进行分离，故填：沸点； （4）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得等，故填：原料廉价易得。 ◆知识点二 过氧化氢分解制氧气 1. 药品：过氧化氢溶液（俗称“双氧水”,主要成分：H2O2）和二氧化锰（主要成分：黑色粉末 MnO2） 教材拓展： 纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。 过氧化氢的稳定性较差，在低温时会缓慢分解成水和氧气，但分解速度较慢。加热至153℃以上能剧烈分解，并放出大量的热。MnO2及许多重金属离子如铁、锰、铜等离子存在时，对其分解起催化作用。 2.反应原理： 文字表达式：过氧化氢 水+氧气； 符号表达式：H2O2 H2O + O2 3.发生装置：固液常温型 4.收集装置（依据：气体密度和气体溶解性）注意事项： 1.若装置改用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； 2.导管只需略微伸入橡胶塞，便于气体的导出。 ①排水法：氧气不易溶于水。 ②向上排空法：氧气密度比空气大。注意事项： 1.若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）； 2.当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。 注意事项： 1.若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气）； 2.验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。 5.实验操作步骤： ①连接装置，检验装置气密性； ② 加药品（ 顺序：先固后液）：先在锥形瓶中加入二氧化锰，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液； ③ 打开止水夹，将过氧化氢溶液慢慢加入二氧化锰中，此时锥形瓶外壁发烫； ④ 收集气体； ⑤ 检验与验满。 教材延伸： 1.检验装置气密性： 方法一：用止水夹夹紧橡皮管，关闭分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，打开 活塞，水面不持续下降，说明气密性良好。 方法二：先关闭分液漏斗活塞，再将导管的一端浸入水槽中，用手紧握锥形瓶外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱。说明装置气密性良好。 2.检验氧气的方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则为氧气。 6.实验探究：二氧化锰在过氧化氢制取氧气反应中的作用 实验内容 向不再产生气体的盛有双氧水和二氧化锰的锥形瓶中，再滴加适量的双氧水；将实验后的二氧化锰粉末干燥并称量 实验现象 有大量气泡冒出；实验前后二氧化锰质量相等 实验分析 二氧化锰能加快过氧化氢的分解，反应前后二氧化锰的质量和化学性质没有改变，说明二氧化锰未实际参与该反应，而是作为催化剂起催化作用 即学即练 1.某化学小组用如图装置制取氧气。 (1)A中发生反应的符号表达式 。 (2)用A装置制取氧气时，长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么 ? (3)若用B装置收集氧气，请将B装置中的导管补画完整 。 【答案】(1) (2)防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出 (3) 【详解】（1）双氧水在二氧化锰的催化下，生成氧气和水，故符号表达式为： （2）用A装置制取氧气时，长颈漏斗的下端必须浸没在液面以下，防止生成的氧气从长颈漏斗下端逸出； （3）氧气的密度的大于空气密度，因此采用B装置进行收集氧气时，应该是从长导管进入，如图所示： 2.请根据下列实验装置图回答问题． (1)仪器①的名称是 ． (2)实验室用B装置制取氧气选择的药品有 ． (3)若用D装置收集氧气，检验是否集满的方法是 ． (4)已知氨气是一种无色的有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小．则制取氨气时从中可选用的收集装置为 （填装置编号）． 【答案】(1)酒精灯 (2)过氧化氢溶液和二氧化锰 (3)将带火星的小木条放到集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满 (4)E 【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是酒精灯，故填：酒精灯； （2）B装置是固-液不加热型的发生装置，适用于过氧化氢制氧气，故填：过氧化氢溶液和二氧化锰； （3）氧气具有助燃性，则用D装置收集氧气，检验是否集满的方法是将带火星的小木条放到集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满，故填：将带火星的小木条放到集气瓶口，若木条复燃，则证明收集满； （4）氨气极易溶于水，密度比空气小，则收集时应采用向下排空气法，应选装置E，故填：E。 ◆知识点三 催化剂和催化作用 1. 概念 （1）催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 2. 特点 （1） “一变”：能增大（加快）其他物质的反应速率； （2） “两不变”：本身的质量和化学性质不变（催化剂的 质量 和化学性质是在反应前后不变，反应过程中会变化）； （3） 催化剂不能改变生成物的质量； （4） 催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）。 3.影响某反应的反应速率的因素：反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 教材延伸： 催化剂在石油化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。被誉为化工“芯片”，能够提高化学反应效率，促成规模化生产。 我国石油化工催化剂专家、2007年获国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，是我国炼油催化应用科学的奠基人，被誉为“中国催化剂之父”。 即学即练 1.下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行 D．催化剂在反应前后质量和性质都不变 【答案】B 【解析】A、MnO2也能作为其它反应的催化剂，如可以作氯酸钾分解的催化剂，故选项说法错误； B、马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，说明同一个化学反应可以有多种催化剂，故选项说法正确； C、催化剂只是改变反应的速率，不能使原本不发生的反应进行，故选项说法错误； D、催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，故选项说法错误。 故选：B。 2.催化剂在化工生产中具有重要而广泛的作用。下列关于催化剂的说法正确的是 A．催化剂能增加生成物的质量 B．催化剂能改变化学反应速率 C．化学反应前后，催化剂的性质不变 D．所有化学反应都需要催化剂 【答案】B 【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，不符合题意； B、催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，符合题意； C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意； D、不是所有化学反应都需要催化剂，如高锰酸钾分解制取氧气，不需要催化剂，不符合题意。 故选B。 ◆知识点四 分解反应 定义 由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应 特点 一变多 通式 X→A+B+⋯ 举例 过氧化氢 水+氧气 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 类型 基本反应 即学即练 1.下列变化属于分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，符合题意的为B。 故选：B。 2.在下列各个变化中，属于物理变化的是 ；属于分解反应的是 ；属于化合反应的是 。 ①磷在空气中燃烧   ②液化空气制氧气   ③加热高锰酸钾制氧气   ④加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 【答案】 ② ③④ ① 【详解】①磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，此过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应； ②液化空气制氧气是利用空气中氮气和氧气的沸点不同，将氧气和氮气分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化； ③高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，此过程中有新物质生成，属于化学变化，该反应是由一种物质生成三种物质的反应，属于分解反应； ④加热氯酸钾和二氧化锰的混合物会生成氯化钾和氧气，此过程中有新物质生成，属于化学变化，，该反应是由一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应。因此： 属于物理变化的是②；属于分解反应的是③④；属于化合反应的是①。 1、 关于催化剂的易错点 1.“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 2.“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 3.催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 2、 探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路 1.加快反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否加快。 2.反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 3.化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 3、 不同的固液常温型气体发生装置的特点 实践应用 1.查阅资料得知：马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是（     ） A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行 D．用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物 【答案】B 【解析】A、MnO2也能作为其他反应的催化剂，故错误；B、马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，说明同一个化学反应可以有多种催化剂，故正确；C、催化剂只是改变反应的速率，不能使原本不发生的反应进行，故错误；D、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，同时二氧化锰也是高锰酸钾加热分解的产物之一，故作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，故错误。故选：B。 2.催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。 (1)实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂，反应的文字表达式是 。 (2)FeCl3对 H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用装置进行实验：启动传感器，注入H2O2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 H2O2分解较快的催化剂是 （填MnO2或FeCl3）。判断依据是 。 ③用 5% H2O2溶液制取氧气，若采用如图所示装置进行实验，上述两种催化剂中较为合适的是 。    【答案】(1)过氧化氢水+氧气 (2) 装置内含有空气，空气中氧气的体积分数为21% MnO2 因为二氧化锰作催化剂时，产生等量的氧气所需要的时间比FeCl3更短 氯化铁/FeCl3 【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式是过氧化氢水+氧气； （2）①初始时氧气的体积分数不为0，原因是装置的空气中含有氧气，所以初始时氧气的体积分数不为0，故答案为：装置中含有空气，空气中氧气的体积分数为21%； ②根据比较MnO2和FeCl3对H2O2分快慢的曲线图可知，当氧气体积分数都达到32%时，选用MnO2作催化剂所用的时间为9s，选用FeCl3作催化剂所用的时间大于60s，所以使H2O2分解较快的催化剂是MnO2，原因是MnO2作催化剂时，产生等量氧气所需的时间比FeCl3更短，故答案为：MnO2，因为MnO2作催化剂时，产生等量氧气所需的时间比FeCl3更短； ③若采用如图所示装置进行实验，该装置为长颈漏斗，无法控制反应速率，因此需要采用反应较为平缓的催化剂，上述两种催化剂中较为合适的是FeCl3。 3.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题。 (1)请写出图中标号仪器的名称：① 、② 。 (2)实验室制取氧气也可以用过氧化氢和二氧化锰混合在一起反应，此种方法制取氧气的发生装置选择图中 （填字母），反应的符号表达式为 。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用 （填字母）。 (4)如用装置C收集O2，检验O2是否收集满的方法是 。 (5)注射器E可用于检查装置A的气密性，步骤如下： ①向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端处 ②将注射器E连接到装置A的导管口处 ③缓慢拉动注射器E的活塞，观察到 ，表示装置A的气密性良好 (6)实验室用装置A制取氧气时，如用注射器E替换长颈漏斗，优点是 。 (7)装置F中的实验现象： ；水的作用： 。 【答案】(1) 长颈漏斗 试管 (2) A H2O2H2O+O2 (3)B (4)将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已收集满 (5)长颈漏斗下端管口有气泡冒出 (6)可以控制反应速率 (7) 铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，并生成黑色固体 防止高温熔融物溅落使集气瓶底炸裂 【详解】（1）由图可知，仪器①为长颈漏斗、仪器②为试管。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气为固－液常温型装置，发生装置为A。过氧化氢在二氧化锰的催化下，分解为水和氧气，反应的符号表达式为H2O2H2O+O2。 （3）实验室用高锰酸钾制取氧气为固体加热型装置，发生装置为B。 （4）由图可知，装置C为向上排空气法收集O2，检验O2是否收集满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已收集满。 （5）用注射器E检查装置的气密性时，向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端，将注射器E连接到装置A的导管口处，缓慢拉动注射器的活塞，锥形瓶内压强减小，在大气压强的作用下，长颈漏斗中的水面下降，长颈漏斗下端管口有气泡冒出，表示装置E的气密性良好。 （6）实验室用装置A制取氧气时，用注射器E替换长颈漏斗，可以通过控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而控制反应速率。 （7）装置F中的实验为铁丝在氧气中燃烧，实验现象为铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，并生成黑色固体。燃烧产生的大量热会使固体熔融，集气瓶中加少量水，可防止高温熔融物溅落使集气瓶底炸裂。 考点一 工业制取氧气 【例1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是 A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【答案】D 【分析】氧气的工业制法，它是利用氧气和氮气的沸点不同，来分离出氧气。具体步骤是：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压、低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态氮气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气，将其加压贮存在钢瓶中备用即可。 【解析】A、该变化中没有新物质生成，发生的属于物理变化，描述正确； B、分离液态空气法制氧气是根据各成分气体的沸点不同加以分离，描述正确； C、液氮的沸点低于液氧的沸点，因此先收集到的氮气，描述正确； D、工业制氧气得到的氧气时空气中本来就含有的，而不是新生成的，描述错误。 故选：D 【例2】从空气中分离出氧气有以下两种方法。 Ⅰ.分离液态空气法 （1）上述过程主要是利用氮气和氧气的 （填一种性质）不同进行分离。氮气蒸发时由液态变为气态，其微观实质是 。 Ⅱ.变压吸附法 变压吸附法利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。 （2）分子筛中发生的变化是 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）变压吸附法制取的氧气中含有_____ （填字母）。 A．稀有气体 B．二氧化碳 C．氮气 （4）上述过程说明，分子筛对氮气的吸附能力随压强的减小而 。 （5）与分离液态空气法相比，变压吸附法的优点是 。 【答案】（1）沸点 分子间隔增大 （2）物理 （3）A （4）减弱 （5）分子筛可以重复使用，可以在常温下制得氧气，成本低等 【解析】（1）工业上利用氧气和氮气的沸点不同进行分离液态空气，氮气沸点低，首先蒸发出来； 分子存在着间隔，液体间隔较小，气体分子间隔较大，氮气蒸发时由液态变为气态，其微观实质是：分子间隔增大； （2）分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化；故填：物理变化； （3）A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，故正确； B、 空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，故错误； C、空气中含有氮气，分子筛能吸附氮气，所以变压吸附法制取的氧气中不含有氮气，故错误； 故选A； （4）在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，压强越大，吸附性越强，故分子筛对氮气的吸附能力随压强的减小而减弱； （5）与分离液态空气法相比，变压吸附法分子筛可以重复使用，可以在常温下制得氧气，从而降低了生产成本。 【变式1-1】工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是解题要点 : 注意区分不同工业制取氧气的方法所涉及的关键原理： 1. 液态空气分离法：通过将空气冷却到液态，再利用液态空气中氧气和氮气沸点不同，通过蒸馏来分离氧气和氮气。 2. 膜分离法：利用氧气和氮气在不同膜上的渗透率不同，通过膜过滤来分离氧气和氮气。 3. 分子筛吸附法：利用分子筛材料对氧气和氮气分子的吸附能力不同，通过循环压缩空气和放压空气来实现氧气和氮气的分离。 A．液态空气是混合物 B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 C．步骤②属于化学变化 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 【答案】C 【详解】A、液态空气中含有液态氧气、液态氮气、液态二氧化碳等，属于混合物，故A不符合题意； B、氮气的沸点比氧气的沸点低，蒸发液态空气首先的到的是氮气，故B不符合题意； C、步骤②中是从液态空气中蒸发出氮气，没有新物质生成，属于物理变化，故C符合题意； D、得到的剩余液体大部分为液氧，液氧呈淡蓝色，故D不符合题意。 故选C。 【变式2-1】某品牌家用冰箱采用膜分离技术实现“气调保鲜”，通过降低温度和改变气体成分，达到食品保鲜的目的，工作流程如图所示。下列说法正确的是 A．通常，空气中氧气的质量分数为21% B．采用“气调保鲜”，进入冰箱保鲜室内的气体是富氧空气 C．改变冰箱内气体成分，可以抑制储藏物细胞呼吸 D．膜装置中发生了化学反应 【答案】C 【详解】A、通常，空气中氧气的体积分数为21%，选项错误； B、氧气参与储藏物细胞呼吸，氮气化学性质稳定，故进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气，选项错误； C、细胞呼吸需要吸入氧气，改变冰箱内气体成分，可以抑制储藏物细胞呼吸，选项正确； D、膜装置中发生变化时没有新物质生成，故膜装置内发生的是物理变化，选项错误； 故选：C。 考点二 用过氧化氢溶液制取氧气 【例3】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，有关操作如下，正确的一项是 A．分液漏斗末端要伸入液面以下 B．装药品前先检查装置的气密性 C．用镊子往锥形瓶中加入二氧化锰 D．导管口开始有气泡冒出时，立即收集 【答案】B 【详解】A、分液漏斗末端不用浸到液面下，因为有活塞可以控制滴液速率，选项错误； B、装药品前先检查装置的气密性，以免造成浪费，选项正确； C、二氧化锰是粉末状药品，取用粉末状药品应用药匙或纸槽，选项错误； D、导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气，要等到气泡连续冒出时再开始收集，选项错误； 故选B。 【例4】根据下列装置，回答问题： (1)写出图中标号仪器的名称：① 。 (2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用 (填装置序号)， (3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷时，选用装置的组合是 。 【答案】(1)分液漏斗 (2)B (3)DF/FD 【详解】（1）①为分液漏斗； （2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，该反应为固液常温型，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用B，B装置可以通过分液漏斗控制液体的滴加速度，从而控制反应速率，达到节约药品的目的； （3）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷时，该反应为固体加热型，发生装置可选择D，甲烷难溶于水、密度比空气小，可选择排水法或向下排空气法收集，故收集装置可选择F。　　　　　　　　　 解题要点： 1.熟练掌握实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的原理、装置选取、操作步骤等相关内容； 2.注意实验操作中的易导致实验失败的细节：装药品前先检查装置的气密性，以免造成浪费或收集的气体不纯；导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气，要等到气泡连续冒出时再开始收集；长颈漏斗的下端必须浸没在液面以下，防止生成的氧气从长颈漏斗下端逸出等。 【变式3-1】如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是 A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口 B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中 C．加药品时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡皮塞 D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片 【答案】B 【详解】A、当导气管口有均匀连续的气泡冒出时，将导气管口伸入瓶口，用排水法收集所产生的气体，此选项错误。 B、排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中，取走玻璃片，此选项正确； C、加药品时，药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡皮塞，后通过长颈漏斗加入过氧化氢，此选项错误； D、当集气瓶中水全部被气体排出后，用玻璃片盖住瓶口后放置在桌上，此选项错误。 故选B。 【变式4-1】化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。 (1)写出标号仪器的名称：① ，② 。 (2)你认为选用B作发生装置，优点是 ；请指出装置C中存在的一处错误 。 (3)改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液和二氧化锰为原料，在实验室中制取并收集较为干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先 ，再装入药品，进行实验。 ①所选装置的连接顺序为 （从左到右填写装置序号字母）。 ②上述方法制氧气的化学方程式为 。 ③如果用装置F收集氧气，当观察到 时，表示氧气已收集满。 【答案】(1) 锥形瓶 长颈漏斗 (2) 控制反应速率或控制药品滴加的量，节约药品 长颈漏斗下端未伸入液面以下 (3) 检查装置的气密性 BD 2H2O22H2O+O2↑ 瓶口有大气泡冒出 【详解】（1）由图可知，标号①的仪器名称是锥形瓶，标号②的仪器名称是长颈漏斗； （2）选用B作发生装置，优点是控制药品滴加的量，从而控制反应速率，同时节约药品；装置C中存在的一处错误长颈漏斗导管没有深入液面下，长颈漏斗导管应深入液面下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出； （3）按照要求选择实验装置，连接仪器后，先检查装置的气密性，对于有气体生成或有气体参与反应的装置，都要检查装置气密性，再装入药品，进行实验；①过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，发生装置选B，氧气的密度比空气大，可选用向上排空气法收集氧气，收集装置选D，所选装置的连接顺序为BD；②过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，该反应化学方程式为：；③装置F为排水法收集装置，如果用装置F收集氧气，当观察到瓶口有大气泡冒出时，表示氧气已收集满； 考点三 催化剂与催化作用 【例5】下列关于催化剂说法中不正确的是 A．催化剂是改变反应速率的 B．催化剂反应前后化学性质不变 C．催化剂反应前后的质量不变 D．一种催化剂可以应用所有反应 【答案】D 【详解】A、催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，不符合题意； B、化学反应前后，催化剂的化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意； C、化学反应前后，催化剂的质量不变，不符合题意； D、一种催化剂不能应用所有反应，如二氧化锰可用于催化过氧化氢分解，但是二氧化锰不能用于电解水等反应，符合题意。 故选D。 【例6】结合如图所示实验回答下列问题。    (1)已知过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，图A试管中盛有5mL5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因是 。 (2)如图B，在试管中加入二氧化锰，在图C中观察到的现象是 ，写出该反应的文字表达式： 。 (3)待图C试管中无现象时，向其中再次添加过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，重复该操作多次，均观察到相同的现象。如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，发现 。 【答案】(1)O2含量少，反应速率慢 (2) 气泡和复燃 (3)质量不变/质量相等 【详解】（1）过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，但是反应速率太慢，短时间内，无法使带火星的木条复燃，故填写：O2含量少，反应速率慢。 （2）图B中加入二氧化锰，二氧化锰起催化作用，使反应速率加快，短时间内可以制得大量氧气，使带火星的木条复燃，因此，图C中观察到的现象是产生大量气泡，带火星的木条复燃，故填写：气泡和复燃； 过氧化氢在二氧化锰催化下产生水和氧气，文字表达式为：， （3）根据催化剂的特征：“一变两不变”，即改变化学反应速率，但催化剂本身的质量和化学性质不变可知，如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，发现质量不变，故填写：质量不变/质量相等。 【变式5-1】用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，下列关于二氧化锰的说法中，正确的是解题要点： 1.催化剂特点：一变（改变反应速率）；二不变（质量和化学性质） 2.同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用； 3.某一反应的催化剂可能不止 一种 （如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）。 A．是该反应中的反应物 B．能改变该反应的速率 C．加入越多，制得氧气也越多 D．反应后，质量减少，性质不变 【答案】B 【详解】A、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，不是反应物，故选项说法错误； B、在该反应中，二氧化锰是催化剂，能提高氯酸钾受热分解生成氧气的反应速率，故选项说法正确； C、在该反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，故选项说法错误； D、在该反应中，二氧化锰是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，故选项说法错误； 故选：B。 【变式6-1】探究氧化铁是否像二氧化锰一样可作氯酸钾分解的催化剂，同学们设计了三组实验(其他可能影响因素均控制相同)，下列有关说法错误的是 实验编号 实验药品 分解温度/℃ ① 1.2g氯酸钾 t1 ② 1.2g氯酸钾、0.5g二氧化锰 t2 ③ xg氯酸钾、yg氧化铁 t3 A．x=1.2，y=0.5 B．t2＜t1 C．若t3＞t1，说明氧化铁能加快氯酸押的分解 D．比较t2、t3的大小可对比氧化铁与二氧化锰对氯酸钾分解的催化效果 【答案】C 【详解】A、根据对比实验中，控制变量的原则，要探究氧化铁是否像二氧化锰一样可作氯酸钾分解的催化剂，则除了催化剂的种类不同以外，其它条件均相同，则x=1.2，y=0.5，故A说法正确； B、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，则加入二氧化锰的氯酸钾所需的分解温度比没有加入二氧化锰的氯酸钾所需的分解温度低，则t2＜t1，故B说法正确； C、③中加入了氧化铁，①中没有加入氧化铁，若t3＜t1，说明氧化铁能加快氯酸押的分解，故C说法错误； D、②中加入二氧化锰，③中加入氧化铁，比较t2、t3的大小可对比氧化铁与二氧化锰对氯酸钾分解的催化效果，故D说法正确； 故选：C。 考点四 分解反应 【例7】下列化学反应既不是化合反应也不是分解反应的是（　　） A．水氢气+氧气 B．碳酸钠+盐酸→氯化钠+水+二氧化碳 C．氧化钙+水→氢氧化钙 D．二氧化碳+水→碳酸 【答案】B 【解析】A、该反应是由一种物质生成两种新物质，符合“一变多”的特征，属于分解反应，故A不符合题意； B、该反应两种反应物，生成三种生成物，既不符合“多变一”的特征，也不符合“一变多”的特征。既不是化合反应也不是分解反应，故B符合题意； C、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故C不符合题意； D、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故D不符合题意。 故选：B。 解题要点： 分解反应特点：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”，属于基本反应类型。 【变式7-1】下列变化属于分解反应的是 ，属于氧化反应的是 ，属于化合反应的是 。 A．氢气+氯气氯化氢 B．硫+氧气二氧化硫 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 【答案】 D BC/CB AB/BA 【详解】A、氢气+氯气氯化氢，反应特点为“多变一”，为化合反应； B、硫+氧气二氧化硫，反应特点为“多变一”，为化合反应，又因为有氧气参加反应，也为氧化反应； C、石蜡+氧气水+二氧化碳，反应特点为有氧气参加反应，为氧化反应； D、高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气，反应特点为“一变多”，为分解反应； 综上分析可知：属于分解反应的是D，属于氧化反应的是BC，属于化合反应的是AB。 基础达标 1．下列有关催化剂的说法正确的是 A．某物质在化学反应前后质量不变，则该物质一定是该反应的催化剂 B．催化剂能改变化学反应速率 C．在化学反应后其化学性质发生了变化 D．若某反应忘添加催化剂，反应结束后，生成物的总质量会减少 【答案】B 【详解】A、某物质在化学反应前后质量不变，则该物质不一定是该反应的催化剂，可能是杂质，说法错误； B、催化剂能改变化学反应速率，可以加快，也可以减慢，说法正确； C、催化剂在化学反应后其质量和化学性质不发生改变，说法错误； D、若某反应忘添加催化剂，会影响反应速率，不影响生成物的总质量，则反应结束后，生成物的总质量不会减少，说法错误。 故选B。 2．实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是 A．锥形瓶里加入少量二氧化锰粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液 B．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后盖上玻璃片 C．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上 D．当发生装置中液体与固体一接触产生的气泡立即收集 【答案】A 【详解】根据图像，该装置为固液常温型反应装置，可知是利用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，则锥形瓶里加入少量二氧化锰粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，A选项正确； B、集满氧气的集气瓶需在水里面盖上玻璃片，然后从水槽里取出，B选项错误； C、氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶从水槽里取出后正放在桌面上，以防止氧气逸出，C选项错误； D、当导管口有连续均匀的气泡冒出时，开始收集氧气，若发生装置中液体与固体一接触产生的气泡立即收集，会收集到装置内原有的空气，导致氧气不纯，D选项错误。 故选：A。 3．下列关于催化剂的说法正确的是 A．催化剂只能改变化学反应速率但反应前后催化剂质量不变 B．二氧化锰可作任何反应的催化剂 C．催化剂只能加快化学反应速率，但本身的性质不变 D．没有催化剂就不能进行化学反应 【答案】A 【详解】A、催化剂只能改变化学反应速率，且反应前后本身的质量不变，故正确； B、有许多反应需要的催化剂不是二氧化锰，二氧化锰也不是只做催化剂用的，也可做反应物或生成物，故错误； C、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，反应前后本身的化学性质不变，故错误； D、不使用催化剂物质也能发生化学反应，例如过氧化氢溶液在常温下也能缓慢分解放出氧气，故错误。 故选A。 4．下列关于催化剂的说法不正确的是 A．任何化学反应都需要催化剂 B．催化剂可以提高某些化学反应的速率 C．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变 D．催化剂可以降低某些化学反应的速率 【答案】A 【详解】A、不是任何化学反应都需要催化剂，如酸碱中和反应，就不需要使用催化剂。A不正确； B、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率。B正确； C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变。C正确； D、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率。D正确。 综上所述：选择A。 5．下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是 A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好 B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体 C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满 D．用带火星的木条检验氧气 【答案】D 【详解】A、制取气体时，反应速率应适中，反应速率过快不利于收集气体，错误； B、用排水法收集时，应当气泡均匀连续地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶，这样收集的气体比较纯净，错误； C、氧气的密度比空气大，应用向上排空气法收集，错误； D、氧气具有助燃性，可用带火星的木条检验氧气，带火星的木条复燃，说明是氧气，符合题意。 故选D。 6．下列反应属于分解反应的是 A．碳+氧气二氧化碳 B．石蜡+氧气二氧化碳+水 C．水氧气+氢气 D．铁+氧气四氧化三铁 【答案】C 【详解】A、该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项不符合题意； B、该反应的反应物和生成物均有两种，不属于分解反应，该选项不符合题意； C、该反应为一种物质生成多种物质的反应，属于分解反应，该选项符合题意； D、该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项不符合题意。 故选：C。 7．在下列变化中，属于分解反应的是 A．硫在氧气中燃烧 B．蜡烛在空气中燃烧 C．加热高锰酸钾制氧气 D．从空气中分离出氧气 【答案】C 【详解】A、硫在氧气中燃烧，即硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫，反应物为两种，生成物为一种，符合“多变一”的特点，属于化合反应，故选项错误； B、蜡烛在空气中燃烧，即石蜡和氧气在点燃的条件下反应生成水和二氧化碳，不属于分解反应，故选项错误； C、加热高锰酸钾制氧气，即高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应物为一种，生成物为三种，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项正确； D、从空气中分离出氧气，将空气加压、降温变为液态的空气，利用液氮的沸点低于液氧，升高温度，液氮汽化变为氮气，剩下的主要是液氧，该变化没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误； 故选：C。 8．（24-25九年级上·广东东莞·阶段练习）下图像是用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气的图像，从图中可知道 A．有催化剂先反应，无催化剂后反应 B．相同反应时间内有无催化剂产生的气体质量一定相同 C．最终生成的氧气质量一样 D．无催化剂的双氧水先反应完 【答案】C 【详解】A、由图可知，有催化剂和无催化剂时，反应是同时进行的，故A不符合题意； B、由图可知，在相同的时间内，有催化剂的反应会产生更多的气体，而不是相同质量的气体，故B错误； C、用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气，催化剂只能加快反应速率，因此最终生成的氧气质量一样，故C正确； D、由图可知，有催化剂的双氧水先反应完，故D错误。 故选C。 9．（24-25八年级上·山东东营·期末）兴趣小组实验围绕过氧化氢分解速率的影响因素进行实验。其他条件相同时，甲同学利用下列方案进行实验，所得数据如下： 实验序号 所用试剂 收集氧气 所用时间/s 1 30mL 10%的H2O2溶液 0.1gMnO2粉末 500mL 17 2 30mL 10%的H2O2溶液 0.3g MnO2粉末 500mL 6 3 30mL 10%的H2O2溶液 0.5g MnO2粉末 500mL 2 4 30mL 10%的H2O2溶液 0.7g MnO2粉末 500mL 2 5 0.3g MnO2粉末 500mL t (1)比较反应速率的快慢，观测的方法是：收集相同体积的气体 。 (2)实验1~4的目的是 。 (3)乙同学提出应该再加一组实验，研究30mL10%的 H2O2 溶液 ，MnO2 粉末用量为0.9g时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由 。 (4)综合上述探究的结果，丙同学进一步提出猜想，其他条件相同时，H2O2溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快。结合甲同学的实验2，丙同 学补充进行实验5，验证猜想成立。填充上表实验5所用试剂 及所用时间范围 。 (5)丁同学用下图装置进行试验。 通过比较 也能判断过氧化氢分解速率的快慢。 【答案】(1)所需的时间 (2)探究其他条件相同时，二氧化锰的用量对氧化氢分解速率的影响 (3)否，理由是由3、4两组实验可知，二氧化锰用量达到0.5g时，反应速率不再变化 (4) 30mL20%的溶液 t<6 (5)电子天平示数变化快慢 【详解】（1）比较反应速率的快慢，观测的方法是：收集相同体积的气体所需的时间； （2）由表格数据可知，实验1~4中过氧化氢溶液的浓度、体积和二氧化锰的形状均相同，二氧化锰的质量不同，则实验1~4的目的是探究其他条件相同时，二氧化锰的用量对氧化氢分解速率的影响； （3）由表格数据可知，实验3、4中其他条件相同，二氧化锰的质量不同，分别为0.5g、0.7g，而收集500mL氧气所需的时间相同，说明二氧化锰用量达到0.5g时，反应速率不再变化，则没必要再加一组实验，故填：否，理由是由3、4两组实验可知，二氧化锰用量达到0.5g时，反应速率不再变化； （4）综合上述探究的结果，丙同学进一步提出猜想，其他条件相同时，溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快，则设计实验时应保持其他条件相同，只改变过氧化氢溶液的浓度，结合甲同学的实验2，则实验5所用试剂为30mL20%的溶液、0.3g粉末；证明丙同学猜想成立，即其他条件相同时，溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快，则实验5所用时间范围t<6； （5）通过比较电子天平示数变化快慢也能判断过氧化氢分解速率的快慢，电子天平示数变化的快，说明过氧化氢分解速率快。 10．（24-25九年级上·福建福州·期中）空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与氢气（）发生反应生成氨气（）。如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥（）的工业流程。请按要求回答下列问题： (1)空气中氮气的体积分数约是 。 (2)分离液态空气得到氮气和氧气发生的是 （填“物理变化”或“化学变化”）。 (3)写出步骤②中发生反应的文字表达式 。 (4)反应⑤属于 （填基本反应类型）。 (5)如图是化肥硝酸铵包装袋上的部分说明，硝酸铵应具有的性质是______（填标号）。 A．易溶于水 B．熔点高 C．受热易分解。 【答案】(1)78% (2)物理变化 (3) (4)化合反应 (5)AC 【详解】（1）空气中氮气的体积分数约是78%； （2）分离液态空气得到氮气和氧气的过程中没有新物质生成，发生的是物理变化； （3）由流程图可知，步骤②发生的反应为氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气，文字表达式为； （4）由流程图可知，反应⑤为氨气与硝酸反应生成硝酸铵，该反应符合“多变一”的特点，属于基本反应类型中的化合反应； （5）由图可知，硝酸铵要密封储存、防潮防晒、隔绝热源，说明硝酸铵应具有的性质是易溶于水、受热易分解，不能说明其熔点高，故选：AC。 11．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。 (1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。 (2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2g氧化铁 7.0mL 560s ② 2g土豆 7.0mL 180s ③ 2g生姜 5.1mL 180s (3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。 A．食品在冰箱中保存不易变质 B．燃煤发电时，把煤块粉碎 C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧 【答案】(1)反应物的浓度(或氧气的浓度) (2) 木条复燃 质量 土豆 (3)BC 【详解】（1）在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈。空气中氧气体积分数约为21%，集气瓶中是纯氧，氧气浓度不同，说明反应物浓度会影响化学反应速率，故填：反应物的浓度(或氧气的浓度) 。 （2）MnO2可加快H2O2分解速率，产生更多氧气，所以图 3 中的现象为带火星的木条复燃。 催化剂的特点是 “一变两不变”，即能改变反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变；所以若反应前后MnO2的质量和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂 。 分析表中数据，收集相同体积（7.0mL ）气体时，土豆作催化剂所用时间（180s ）比氧化铁（560s ）短；收集气体时土豆和生姜所用时间相同，但土豆收集气体体积更大，所以催化效果最好的物质是土豆。 （3）A、食品在冰箱中保存不易变质，是利用低温减慢化学反应速率，调控方法是改变温度。 B、燃煤发电时把煤块粉碎，增大了煤与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。 C、汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧，增大了汽油与氧气的接触面积，加快反应速率，调控方法是增大反应物接触面积 。 所以调控方法相同的是BC 。 综合应用 12．（2025·广东潮州·一模）某实验小组设计如题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，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验乙和丙，探究温度对分解速率的影响 C．对比实验乙和丁，探究对分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究和温度对分解速率影响的程度 【答案】D 【详解】A、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，故说法正确； B、乙和丙的变量是温度不同，丙的温度高，反应速率快，则对比实验乙和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响，故说法正确； C、实验乙和丁的变量是二氧化锰，则甲、乙能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故说法正确； D、实验甲中过氧化氢的浓度和实验丙、实验丁中过氧化氢的浓度不同，不能探究和温度对分解速率影响的程度，故说法错误。 故选：D。 13．（24-25九年级下·甘肃武威·开学考试）某品牌制氧机的工作原理如下图所示，通过制氧剂产生氧气，制氧剂甲剂为过碳酸钠，乙剂为二氧化锰。已知过碳酸钠遇水可生成过氧化氢和碳酸钠；碳酸钠易溶于水且它与MnO2混合不能生成氧气。下列说法不正确的是 A．反应仓是制取氧气的发生装置 B．该装置可以通过气泡观察氧气的生成速率 C．MnO2可加快反应仓中过氧化氢的分解 D．反应仓和过滤仓中水的作用相同 【答案】D 【详解】A、制氧剂甲剂过碳酸钠遇水生成过氧化氢和碳酸钠，乙剂二氧化锰可以催化过氧化氢分解产生氧气，反应仓是发生这些反应产生氧气的地方，所以反应仓是制取氧气的发生装置，故A不符合题意； B、氧气不易溶于水，当反应仓中产生氧气时，氧气会进入加湿过滤仓得水中形成气泡。氧气生成速率越快，产生的气泡就会越多、越快，所以该装置可以通过气泡观察氧气的生成速率，故B不符合题意； C、在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰是催化剂，能够加快过氧化氢分解的速率。在制氧机中，二氧化锰同样可以加快反应仓中过氧化氢分解，从而制得氧气，故C不符合题意； D、反应仓中的水是与过氧化钠反应，使过氧化钠分解产生过氧化氢；而过滤仓中的水主要是对产生的氧气进行加湿和观察氧气产生的速率等，两者的作用明显不同，故D符合题意。 故选D。 14．（2025·山东滨州·二模）实验是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置回答问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室加热高锰酸钾固体制取纯净的O2，应选用的发生和收集装置是 ；收集装置的选择利用了氧气 的性质。 (3)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取形状大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①在此对比实验中除了控制土豆和猪肝的形状大小相同外，还需控制过氧化氢稀溶液的 相同。 ②结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ③加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 （填“30”“65”或“120”）s；从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，理由是 。 【答案】(1)锥形瓶 (2) AE 不易溶于水且不与水反应 (3) 浓度和体积 猪肝块 30 放热 如果反应不放热，理论上120s时产生气体最多，压强应达到最大，而实际上a、b中分别在第30s、65s时压强达到最大，说明反应放热气体体积膨胀了（合理即可） 【详解】（1）装置B中仪器①的名称是锥形瓶。 （2）高锰酸钾制氧气反应物状态为固体，反应条件为加热，需选择固体加热型发生装置，氧气可用向上排空气法和排水法收集，其中排水法收集的较纯净，则实验室加热高锰酸钾固体制取纯净的O2，应选用的发生和收集装置是AE； 收集装置的选择利用了氧气不易溶于水且不与水反应的性质。 （3）①对比实验中要求变量唯一性，在此对比实验中变量为催化剂种类，则除了控制土豆和猪肝的形状大小相同外，还需控制过氧化氢稀溶液的浓度和体积相同。 ②由曲线a、b可知，猪肝块作催化剂反应速率大于土豆块，则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块。 ③过氧化氢完全反应产生气体最多，装置内压强最大，由图像可知，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s； 从曲线a、b的变化可以看出，如果反应不放热，理论上120s时产生气体最多，压强应达到最大，而实际上a、b中分别在第30s、65s时压强达到最大，然后压强又减小，说明反应放热气体体积膨胀了，反应结束后温度慢慢恢复，由于放热增大的压强又减小，由此可知过氧化氢分解的反应是放热反应。 15．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）根据如图所示装置，回答下列问题          (1)标有“①”的仪器名称是 ，标有“②”的仪器名称是 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是 (填字母代号)。若用装置收集氧气当观察到 时可以开始收集，当观察到 时证明氧气收集已满。 (3)氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶于水形成的溶液是氨水。实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气。则实验室制取氨气选用的发生装置是 ，收集装置是 。(填字母代号)收集好的氨气应 放在桌面上(填“正”或“倒”)。 (4)工业上用分离液态空气法制取氧气，它与实验室制取氧气的本质区别是： 。 (5)小明用C装置收集氧气，一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中，都未见木条复燃，原因可能是 。 【答案】(1) 试管 集气瓶 (2) A 导管口有连续均匀气泡产生时 集气瓶口有大气泡产生时 (3) A D 倒 (4)工业上液态分离制氧气是物理变化，实验室制氧气是化学变化 (5)装置气密性不好 【详解】（1）观察可知，标有“①”的仪器是用于少量试剂反应的容器，其名称为试管；标有“②”的仪器是用于收集和储存气体的，名称为集气瓶。 故本问答案依次为：试管；集气瓶。 （2） 实验室用高锰酸钾制取氧气，因为高锰酸钾是固体，反应需要加热，属于固-固加热型，所以可选用的发生装置是A。 用装置E（排水法）收集氧气时，当观察到气泡连续均匀冒出时，此时排出的是纯净的氧气，可以开始收集；当集气瓶口有大气泡冒出时，证明氧气收集已满。 故本问答案依次为：A；气泡连续均匀冒出；集气瓶口有大气泡冒出。 （3） 实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，由于反应物是固体，反应条件是加热，属于固 -固加热型，所以发生装置是A。 氨气密度比空气小，极易溶于水，不能用排水法收集，只能用向下排空气法收集，即收集装置是D。因为氨气密度比空气小，所以收集好的氨气应倒放在桌面上。 故本问答案依次为：A；D；倒。 （4）工业上用分离液态空气法制取氧气，是利用液态氮和液态氧的沸点不同，将它们分离开，这个过程没有新物质生成，属于物理变化；而实验室制取氧气是通过化学反应产生新物质氧气。所以本质区别是：工业制取氧气是物理变化，实验室制取氧气是化学变化。 故本问答案为：工业制取氧气是物理变化，实验室制取氧气是化学变化。 （5） 小明用C装置收集氧气，一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中，都未见木条复燃。因为C装置是向上排空气法收集氧气，这种情况很可能是装置漏气，气密性不好，导致收集到的氧气量不足，不足以使带火星的木条复燃。 故本问答案为：装置气密性不好。  16．（2025·湖北襄阳·模拟预测）研究小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。回答下列问题： 活动1 探究不同催化剂对制氧速率的影响 已知植物汁液可作过氧化氢制氧的催化剂。为比较菠菜、花生汁液对过氧化氢制氧速率的影响，用图1装置进行实验。在相同条件下，把过氧化氢溶液与不同汁液混合，比较产氧所需的时间，实验结果如表。 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 汁液的体积 产氧所需的时间 I 水1.0 - II 2.0 菠菜汁液1.0 55 III 2.0 花生汁液1.0 25 (1)实验I中的值为 。 (2)分析表格中的实验结果，在其他条件相同时， 对过氧化氢制氧的催化效果更好。 活动2 自制简易鱼泵 研究小组自制了一款简易鱼泵为鱼缸供氧，装置如图2所示。 (3)图2鱼泵选用过氧化氢溶液与植物汁液为鱼缸供氧，植物汁液应放置于 （选填“塑料瓶1”或“塑料瓶2”）中。 (4)由于过氧化氢溶液不稳定，研究小组又开始探究其他制氧原理。在相同条件下，将过碳酸钠分别与不同量的水混合，测定结果如图3。结合图3，若用过碳酸钠作供氧剂为鱼缸持续供氧，请提出合理的使用建议： 。 【答案】(1)2.0 (2)花生汁液 (3)塑料瓶2 (4)一次性加入过碳酸钠2~3倍质量的水与过碳酸钠混合（合理即可） 【详解】（1）实验是探究不同催化剂对制氧速率的影响，实验Ⅰ、II、II中过氧化氢溶液体积应保持一致，实验I、II中过氧化氢溶液体积为2.0mL，则实验I中x的值2.0； （2）分析表格中的实验结果，在其他条件相同时，花生汁液产10mL所需的时间最短，因此花生汁液对过氧化氢制氧的催化效果更好； （3）用过氧化氢溶液与植物汁液为鱼缸供氧，应控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而控制反应速率，过氧化氢溶液放置于塑料瓶1，则植物汁液应放置于塑料瓶2； （4）由图4中的信息可知，在240g过碳酸钠中加入500mL或800mL时，产氧流量温和，持续时间长，则若用240g过碳酸钠作供氧剂鱼缸持续供氧，应往过碳酸钠中一次性加入2~3倍质量的水。 拓展培优 17．（2025·山西晋中·二模）趣味实验“大象牙膏”直观展示了过氧化氢分解产生氧气这一化学过程。化学兴趣小组的同学分别取10mL过氧化氢溶液和5滴发泡剂，对影响“大象牙膏”泡沫喷出时间的因素进行如下探究。下列有关实验的分析正确的是 实验序号 催化剂/mL 催化剂浓度 过氧化氢溶液浓度 温度/℃ “牙膏”喷出瓶口所需时间/s 1 4 10% 10% 20 10 2 4 5% 10% 20 42 3 4 10% 10% 40 3 4 4 10% 5% 20 30 A．过氧化氢分解生成两种单质 B．催化剂能使过氧化氢产生更多氧气 C．催化剂浓度越大，喷出瓶口所需时间越长 D．其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，喷出瓶口所需时间越短 【答案】D 【详解】A、过氧化氢分解生成水和氧气，水是由氢元素和氧元素组成的化合物，氧气是由氧元素组成的单质，故A错误； B、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，故B错误； C、对比实验1和实验2可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，喷出瓶口所需时间越短，故C错误； D、对比实验1和实验4可知，其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，喷出瓶口所需时间越短，故D正确。 故选D。 18．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）创新小组同学设计如图装置进行氧气的制取与性质实验。如图所示，先往V形玻璃管A处注入过氧化氢溶液，后加热B处下方使硫粉燃烧，产生气体通入C处试管内盛放水。下列对于该实验的分析正确的是 A．注入过氧化氢溶液后A处二氧化锰粉末逐渐消失 B．硫粉燃烧产生淡蓝色火焰、放出热量 C．C处水的作用是吸收氧气 D．该实验具有节约试剂、操作简单等优点 【答案】D 【详解】A、注入过氧化氢溶液后，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，由催化剂的定义可知，注入过氧化氢溶液后A处粉末不会消失，故A分析不正确； B、注入过氧化氢溶液后，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，故B分析不正确； C、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫有毒，会污染空气，二氧化硫能与水反应，故水的作用是吸收二氧化硫，氧气不易溶于水，水不能吸收氧气，故C分析不正确； D、该实验所用试剂较少，可以节约试剂，且操作简单，现象明显，故D分析正确。 故选：D． 19．（2025·江苏无锡·二模）如图所示装置：室温下，两滴管同时滴入1mL等浓度的过氧化氢溶液，可观察到两试管内都产生气泡，球膜向右凸。下列叙述正确的是 A．二氧化锰能加快过氧化氢分解 B．本实验能证明二氧化锰是催化剂 C．完全反应后恢复室温，球膜保持右凸 D．球膜变形因为消耗二氧化锰生成更多氧气 【答案】A 【详解】A．二氧化锰可以作为过氧化氢分解的催化剂，能加快过氧化氢分解的速率，故选项正确； B．要证明二氧化锰是催化剂，不仅需要证明它能加快反应速率，还需要验证其质量和化学性质在反应前后不变，本实验仅观察到反应速率加快，不能证明二氧化锰是催化剂，故选项错误； C．过氧化氢在二氧化锰催化剂作用下分解生成水和氧气，反应产生氧气使装置内压强增大，球膜向右凸，完全反应后恢复室温，由于右边试管内业产生相同质量的氧气，装置内压强恢复到原来水平，球膜恢复原状，故选项错误； D．二氧化锰是催化剂，在反应中质量不变，球膜变形是因为过氧化氢分解产生氧气，使装置内压强增大，故选项错误。 故选：A。 20．（2025·安徽马鞍山·三模）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。下列说法错误的是 A．两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块 B．从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是放热反应 C．加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s D．曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂不能改变产物的质量 【答案】C 【详解】A、根据曲线a、b，加入猪肝块的反应中压强上升至最高点的时间更短，反应速率更快，故两种催化剂中催化效果更好的是猪肝块，故选项说法正确； B、曲线a、b中压强上升至最高点后再下降，说明反应过程中温度升高，反应结束后，温度下降，压强下降，故过氧化氢分解的反应是放热反应，故选项说法正确； C、据图可知，当压强上升至最高点时反应结束，故加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s，故选项说法不正确； D、曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂只能改变反应的速率，不改变产物的质量，故选项说法正确； 故选C。 21．（24-25九年级上·湖北武汉·期中）创新实验是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”，实验过程如下： 实验一：设计新的实验装置 ①将一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3mL（密度为1g/mL））质量分数为5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内，再用药匙取0.2g二氧化锰粉末，加在干燥的进气管的管壁上；②点燃橡胶塞上固定的棒香后，塞紧干燥管并将其竖立，观察到带火星的棒香立即复燃。 请分析回答下列问题： (1)写出球形干燥管内发生的化学反应的文字表达式 。 (2)对该创新实验的评价，你认为不合理的是 （填字母）。 A．反应速度太慢，耽误时间 B．实验中所用的仪器、材料及药品均易得到 C．实验使用的药品用量太大 D．实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强 实验二：寻找新的催化剂 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别取5mL 5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并在A、B两支试管中插入带火星的小木条，观察现象。 A试管中产生气泡，带火星的小木条复燃，B试管中无明显实验现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的小木条伸入试管中，如此反复多次实验，观察现象。 试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量。 所得固体质量为ag。 Ⅳ.分别量取5mL 5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，再向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 【实验结论】 (3)实验Ⅱ可以证明 ，再结合实验Ⅰ和实验Ⅲ证明：氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。 【实验评价】 (4)设计实验Ⅳ的目的是 ； 【实验拓展】 查阅资料得知：氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。 (5)下列有关催化剂的说法中正确的是 A．同一个化学反应可以有多种催化剂 B．二氧化锰只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应快速进行 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或者生成物 【答案】(1)过氧化氢水＋氧气 (2)AC (3)氧化铁在反应前后化学性质不变 (4)比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果 (5)A 【详解】（1）球形干燥管内发生的化学反应为过氧化氢在二氧化锰催化下分解为水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水＋氧气； （2）A、该实验中带火星的棒香立即复燃，说明反应速度快，A不合理； B、实验中所用仪器、材料及药品均易得到，B合理； C、实验使用的药品用量不大，C不合理； D、实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强，D合理。 故选AC； （3）实验Ⅱ中多次加入过氧化氢溶液，带火星的木条均复燃，说明氧化铁在反应前后化学性质不变，故填：氧化铁在反应前后化学性质不变。 （4）实验IV的其他条件一样，只是两支试管中加入的物质不一样，所以这是对比试验，主要是为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，故填：比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果； （5）A、同一个化学反应可以有多种催化剂，如过氧化氢分解可用二氧化锰、氧化铁等作催化剂，A正确； B、二氧化锰还可作氯酸钾分解的催化剂，B错误； C、催化剂只能改变化学反应速率，不能使原本不发生的反应进行，C错误； D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或者生成物，如二氧化锰是高锰酸钾分解的生成物，D错误。 故选A。 22．（24-25九年级上·广东广州·期中）某兴趣小组同学对过氧化氢分解的实验进行如下探究。 (1)探究过氧化氢溶液的浓度对分解速率的影响，实验数据记录如表： 实验序号 过氧化氢溶液质量 过氧化氢溶液浓度 MnO2质量 相同时间内产生O2的体积 I 50.0g 1% 0.1g 9mL Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL ①根据实验数据分析，得出结论 。 ②你认为影响过氧化氢分解速率的因素还可能有 （写一条）。 ③过氧化氢溶液分解反应的文字表达式是 。 ④下图中可用于测量O2体积的装置是 （填标号）。 (2)探究MnO2的用量对过氧化氢溶液分解速率的影响。 实验如图甲所示，分别用不同质量的MnO2与等体积的3%H2O2溶液混合反应。在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比（反应放热忽略不计）。图乙是用压强传感器连接电脑绘制的实验过程中装置内的压强变化曲线图。 ①根据图乙分析，得出的结论是 ； ②下图是分别用0.1克MnO2与不同体积的H2O2溶液混合反应过程中，压强传感器连接电脑绘制的装置内的压强变化曲线图，可以得出的结论是 。 【答案】(1) 在其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越快 温度（或催化剂的种类等 ） c (2) 在一定范围内，二氧化锰的用量越多，过氧化氢溶液分解速率越快 在二氧化锰质量相同的情况下，过氧化氢溶液体积越大（或过氧化氢的量越多 ），过氧化氢溶液分解产生氧气的量越多 【详解】（1）①从表格数据看，过氧化氢溶液质量和MnO2质量相同，随着过氧化氢溶液浓度从1%增大到4% ，相同时间内产生O2的体积逐渐增多，说明分解速率加快，则结论是：在其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越快。 ②影响化学反应速率的因素通常有温度、催化剂等，温度升高一般会加快反应速率；不同种类的催化剂对过氧化氢分解速率的催化效果可能不同。 ③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，文字表达式为：。 ④测量O2体积利用排水法，氧气密度比水小，应从短管进入，将水从长管排出到量筒中，排出水的体积就是氧气的体积，所以选 c。 （2）①从图乙可知，在等温条件下，MnO2质量越大，相同时间内装置内压强越大，因为产生氧气体积与装置内压强成正比，说明氧气产生速率越快，即过氧化氢溶液分解速率越快，故填：在一定范围内，二氧化锰的用量越多，过氧化氢溶液分解速率越快。 ②从图中可看出，MnO2质量都是0.1克时，过氧化氢溶液体积越大（从2毫升到6毫升 ），装置内最终压强越大，说明产生氧气的量越多，结论是：在二氧化锰质量相同的情况下，过氧化氢溶液体积越大（或过氧化氢的量越多 ），过氧化氢溶液分解产生氧气的量越多。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 空气与水资源 第3节 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 教学目标 1.能认识到工业制取氧气的思路和方法; 2.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步学习氧气制备的实验操作，养成严格遵守实验规则的意识，初步形成实验室制备气体的一般思路。 重点和难点 重点：过氧化氢分解制取氧气。 难点：催化剂和催化作用。 ◆知识点一 从空气中分离出氧气 1. 氧气的工业制法—— 分离液态空气法 （1） 原理：利用液态氧（在1.01×10^5 Pa时，沸点为−183 ℃ ）和液态氮（在1.01×10^5 Pa时，沸点为−196 ℃ ）的沸点不同，采用升温的方法，将氮气与氧气分离。 （2） 过程: （没有新物质生成，属于物理变化） 2. 气体膜分离技术 （1）原理：利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质，从而达到分离的目的。渗透速率大的气体穿透薄膜而得到富集，渗透速率小的气体则被截留。使用膜分离制氧机时，空气透过特定薄膜，氧气和氮气在膜的两侧分别富集。 （2）过程： 3. 分子筛制氧 （1）原理：利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气；在减压条件下，分子筛将所吸附的氮气、二氧化碳气体排放回空气中，再加压又可继续吸附空气中的氮气、二氧化碳气体以获得氧气。 （2）过程： 即学即练 1.工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是 A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体 2.如图是工业上制取液氧的流程图，请回答下列问题。 (1)除去灰尘后的洁净空气属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 (2)流程中横线上应填写的物质是 。 (3)利用液氧和液氮的 不同，通过冷却、加压、蒸馏，将液氧和氮气等分离。 (4)写出工业制氧气的优点 (写一条)。 ◆知识点二 过氧化氢分解制氧气 1. 药品：过氧化氢溶液（俗称“双氧水”,主要成分：H2O2）和二氧化锰（主要成分：黑色粉末 MnO2） 教材拓展： 纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。 过氧化氢的稳定性较差，在低温时会缓慢分解成水和氧气，但分解速度较慢。加热至153℃以上能剧烈分解，并放出大量的热。MnO2及许多重金属离子如铁、锰、铜等离子存在时，对其分解起催化作用。 2.反应原理： 文字表达式：过氧化氢 水+氧气； 符号表达式：H2O2 H2O + O2 3.发生装置：固液常温型 4.收集装置（依据：气体密度和气体溶解性）注意事项： 1.若装置改用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； 2.导管只需略微伸入橡胶塞，便于气体的导出。 ①排水法：氧气不易溶于水。 注意事项： 1.若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）； 2.当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。 ②向上排空法：氧气密度比空气大。 注意事项： 1.若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气）； 2.验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。 5.实验操作步骤： ①连接装置，检验装置气密性； ② 加药品（ 顺序：先固后液）：先在锥形瓶中加入二氧化锰，再向分液漏斗中加入过氧化氢溶液； ③ 打开止水夹，将过氧化氢溶液慢慢加入二氧化锰中，此时锥形瓶外壁发烫； ④ 收集气体； ⑤ 检验与验满。 教材延伸： 1.检验装置气密性： 方法一：用止水夹夹紧橡皮管，关闭分液漏斗活塞，向分液漏斗中加水，打开 活塞，水面不持续下降，说明气密性良好。 方法二：先关闭分液漏斗活塞，再将导管的一端浸入水槽中，用手紧握锥形瓶外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱。说明装置气密性良好。 2.检验氧气的方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则为氧气。 6.实验探究：二氧化锰在过氧化氢制取氧气反应中的作用 实验内容 向不再产生气体的盛有双氧水和二氧化锰的锥形瓶中，再滴加适量的双氧水；将实验后的二氧化锰粉末干燥并称量 实验现象 有大量气泡冒出；实验前后二氧化锰质量相等 实验分析 二氧化锰能加快过氧化氢的分解，反应前后二氧化锰的质量和化学性质没有改变，说明二氧化锰未实际参与该反应，而是作为催化剂起催化作用 即学即练 1.某化学小组用如图装置制取氧气。 (1)A中发生反应的符号表达式 。 (2)用A装置制取氧气时，长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么 ? (3)若用B装置收集氧气，请将B装置中的导管补画完整 。 2.请根据下列实验装置图回答问题． (1)仪器①的名称是 ． (2)实验室用B装置制取氧气选择的药品有 ． (3)若用D装置收集氧气，检验是否集满的方法是 ． (4)已知氨气是一种无色的有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小．则制取氨气时从中可选用的收集装置为 （填装置编号）． ◆知识点三 催化剂和催化作用 1. 概念 （1）催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 2. 特点 （1） “一变”：能增大（加快）其他物质的反应速率； （2） “两不变”：本身的质量和化学性质不变（催化剂的 质量 和化学性质是在反应前后不变，反应过程中会变化）； （3） 催化剂不能改变生成物的质量； （4） 催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）。 3.影响某反应的反应速率的因素：反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等。 教材延伸： 催化剂在石油化工生产中具有重要作用，大多数化工生产都有催化剂参与。被誉为化工“芯片”，能够提高化学反应效率，促成规模化生产。 我国石油化工催化剂专家、2007年获国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，是我国炼油催化应用科学的奠基人，被誉为“中国催化剂之父”。 即学即练 1.下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行 D．催化剂在反应前后质量和性质都不变 2.催化剂在化工生产中具有重要而广泛的作用。下列关于催化剂的说法正确的是 A．催化剂能增加生成物的质量 B．催化剂能改变化学反应速率 C．化学反应前后，催化剂的性质不变 D．所有化学反应都需要催化剂 ◆知识点四 分解反应 定义 由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应 特点 一变多 通式 X→A+B+⋯ 举例 过氧化氢 水+氧气 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 类型 基本反应 即学即练 1.下列变化属于分解反应的是 A． B． C． D． 2.在下列各个变化中，属于物理变化的是 ；属于分解反应的是 ；属于化合反应的是 。 ①磷在空气中燃烧   ②液化空气制氧气   ③加热高锰酸钾制氧气   ④加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气 1、 关于催化剂的易错点 1.“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢（或氯酸钾）分解的催化剂。 2.“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。 3.催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用（即能改变化学反应的速率）。它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。 2、 探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路 1.加快反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否加快。 2.反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 3.化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 3、 不同的固液常温型气体发生装置的特点 实践应用 1.查阅资料得知：马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是（     ） A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行 D．用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物 2.催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。 (1)实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂，反应的文字表达式是 。 (2)FeCl3对 H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用装置进行实验：启动传感器，注入H2O2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 H2O2分解较快的催化剂是 （填MnO2或FeCl3）。判断依据是 。 ③用 5% H2O2溶液制取氧气，若采用如图所示装置进行实验，上述两种催化剂中较为合适的是 。    3.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题。 (1)请写出图中标号仪器的名称：① 、② 。 (2)实验室制取氧气也可以用过氧化氢和二氧化锰混合在一起反应，此种方法制取氧气的发生装置选择图中 （填字母），反应的符号表达式为 。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用 （填字母）。 (4)如用装置C收集O2，检验O2是否收集满的方法是 。 (5)注射器E可用于检查装置A的气密性，步骤如下： ①向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端处 ②将注射器E连接到装置A的导管口处 ③缓慢拉动注射器E的活塞，观察到 ，表示装置A的气密性良好 (6)实验室用装置A制取氧气时，如用注射器E替换长颈漏斗，优点是 。 (7)装置F中的实验现象： ；水的作用： 。 考点一 工业制取氧气 【例1】工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是 A．属于物理变化 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．有新物质氧气生成 【例2】从空气中分离出氧气有以下两种方法。 Ⅰ.分离液态空气法 （1）上述过程主要是利用氮气和氧气的 （填一种性质）不同进行分离。氮气蒸发时由液态变为气态，其微观实质是 。 Ⅱ.变压吸附法 变压吸附法利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用。 （2）分子筛中发生的变化是 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）变压吸附法制取的氧气中含有_____ （填字母）。 A．稀有气体 B．二氧化碳 C．氮气 （4）上述过程说明，分子筛对氮气的吸附能力随压强的减小而 。 （5）与分离液态空气法相比，变压吸附法的优点是 。 【变式1-1】工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是解题要点 : 注意区分不同工业制取氧气的方法所涉及的关键原理： 1. 液态空气分离法：通过将空气冷却到液态，再利用液态空气中氧气和氮气沸点不同，通过蒸馏来分离氧气和氮气。 2. 膜分离法：利用氧气和氮气在不同膜上的渗透率不同，通过膜过滤来分离氧气和氮气。 3. 分子筛吸附法：利用分子筛材料对氧气和氮气分子的吸附能力不同，通过循环压缩空气和放压空气来实现氧气和氮气的分离。 A．液态空气是混合物 B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低 C．步骤②属于化学变化 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色 【变式2-1】某品牌家用冰箱采用膜分离技术实现“气调保鲜”，通过降低温度和改变气体成分，达到食品保鲜的目的，工作流程如图所示。下列说法正确的是 A．通常，空气中氧气的质量分数为21% B．采用“气调保鲜”，进入冰箱保鲜室内的气体是富氧空气 C．改变冰箱内气体成分，可以抑制储藏物细胞呼吸 D．膜装置中发生了化学反应 考点二 用过氧化氢溶液制取氧气 【例3】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，有关操作如下，正确的一项是 A．分液漏斗末端要伸入液面以下 B．装药品前先检查装置的气密性 C．用镊子往锥形瓶中加入二氧化锰 D．导管口开始有气泡冒出时，立即收集 【例4】根据下列装置，回答问题： (1)写出图中标号仪器的名称：① 。 (2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用 (填装置序号)， (3)甲烷是一种无色无味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷时，选用装置的组合是 。 解题要点： 1.熟练掌握实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的原理、装置选取、操作步骤等相关内容； 2.注意实验操作中的易导致实验失败的细节：装药品前先检查装置的气密性，以免造成浪费或收集的气体不纯；导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集，因为开始排出的气体是空气，要等到气泡连续冒出时再开始收集；长颈漏斗的下端必须浸没在液面以下，防止生成的氧气从长颈漏斗下端逸出等。 【变式3-1】如图是实验室用过氧化氢制取氧气的装置，下列说法正确的是 A．实验开始时一有气泡产生就将导气管伸入集气瓶口 B．排水法收集氧气，事先将集气瓶内装满水，盖上玻璃片，将集气瓶倒扣到水槽中 C．加药品时，先通过长颈漏斗加入过氧化氢，再用药匙把二氧化锰装入锥形瓶，塞紧橡皮塞 D．集气瓶口有大气泡冒出时，迅速将集气瓶正放在桌面上，再盖上玻璃片 【变式4-1】化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。 (1)写出标号仪器的名称：① ，② 。 (2)你认为选用B作发生装置，优点是 ；请指出装置C中存在的一处错误 。 (3)改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液和二氧化锰为原料，在实验室中制取并收集较为干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先 ，再装入药品，进行实验。 ①所选装置的连接顺序为 （从左到右填写装置序号字母）。 ②上述方法制氧气的化学方程式为 。 ③如果用装置F收集氧气，当观察到 时，表示氧气已收集满。 考点三 催化剂与催化作用 【例5】下列关于催化剂说法中不正确的是 A．催化剂是改变反应速率的 B．催化剂反应前后化学性质不变 C．催化剂反应前后的质量不变 D．一种催化剂可以应用所有反应 【例6】结合如图所示实验回答下列问题。    (1)已知过氧化氢在常温下可以分解产生氧气，图A试管中盛有5mL5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内，没有观察到明显现象，原因是 。 (2)如图B，在试管中加入二氧化锰，在图C中观察到的现象是 ，写出该反应的文字表达式： 。 (3)待图C试管中无现象时，向其中再次添加过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，重复该操作多次，均观察到相同的现象。如果用精密的天平称量反应前后二氧化锰的质量，发现 。 【变式5-1】用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，下列关于二氧化锰的说法中，正确的是解题要点： 1.催化剂特点：一变（改变反应速率）；二不变（质量和化学性质） 2.同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用； 3.某一反应的催化剂可能不止 一种 （如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）。 A．是该反应中的反应物 B．能改变该反应的速率 C．加入越多，制得氧气也越多 D．反应后，质量减少，性质不变 【变式6-1】探究氧化铁是否像二氧化锰一样可作氯酸钾分解的催化剂，同学们设计了三组实验(其他可能影响因素均控制相同)，下列有关说法错误的是 实验编号 实验药品 分解温度/℃ ① 1.2g氯酸钾 t1 ② 1.2g氯酸钾、0.5g二氧化锰 t2 ③ xg氯酸钾、yg氧化铁 t3 A．x=1.2，y=0.5 B．t2＜t1 C．若t3＞t1，说明氧化铁能加快氯酸押的分解 D．比较t2、t3的大小可对比氧化铁与二氧化锰对氯酸钾分解的催化效果 考点四 分解反应 【例7】下列化学反应既不是化合反应也不是分解反应的是（　　） A．水氢气+氧气 B．碳酸钠+盐酸→氯化钠+水+二氧化碳 C．氧化钙+水→氢氧化钙 D．二氧化碳+水→碳酸 解题要点： 分解反应特点：一种物质反应后生成两种或两种以上的物质，其特点可总结为“一变多”，属于基本反应类型。 【变式7-1】下列变化属于分解反应的是 ，属于氧化反应的是 ，属于化合反应的是 。 A．氢气+氯气氯化氢 B．硫+氧气二氧化硫 C．石蜡+氧气二氧化碳+水 D．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 基础达标 1．下列有关催化剂的说法正确的是 A．某物质在化学反应前后质量不变，则该物质一定是该反应的催化剂 B．催化剂能改变化学反应速率 C．在化学反应后其化学性质发生了变化 D．若某反应忘添加催化剂，反应结束后，生成物的总质量会减少 2．实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是 A．锥形瓶里加入少量二氧化锰粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液 B．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后盖上玻璃片 C．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上 D．当发生装置中液体与固体一接触产生的气泡立即收集 3．下列关于催化剂的说法正确的是 A．催化剂只能改变化学反应速率但反应前后催化剂质量不变 B．二氧化锰可作任何反应的催化剂 C．催化剂只能加快化学反应速率，但本身的性质不变 D．没有催化剂就不能进行化学反应 4．下列关于催化剂的说法不正确的是 A．任何化学反应都需要催化剂 B．催化剂可以提高某些化学反应的速率 C．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变 D．催化剂可以降低某些化学反应的速率 5．下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是 A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好 B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体 C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满 D．用带火星的木条检验氧气 6．下列反应属于分解反应的是 A．碳+氧气二氧化碳 B．石蜡+氧气二氧化碳+水 C．水氧气+氢气 D．铁+氧气四氧化三铁 7．在下列变化中，属于分解反应的是 A．硫在氧气中燃烧 B．蜡烛在空气中燃烧 C．加热高锰酸钾制氧气 D．从空气中分离出氧气 8．（24-25九年级上·广东东莞·阶段练习）下图像是用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气的图像，从图中可知道 A．有催化剂先反应，无催化剂后反应 B．相同反应时间内有无催化剂产生的气体质量一定相同 C．最终生成的氧气质量一样 D．无催化剂的双氧水先反应完 9．（24-25八年级上·山东东营·期末）兴趣小组实验围绕过氧化氢分解速率的影响因素进行实验。其他条件相同时，甲同学利用下列方案进行实验，所得数据如下： 实验序号 所用试剂 收集氧气 所用时间/s 1 30mL 10%的H2O2溶液 0.1gMnO2粉末 500mL 17 2 30mL 10%的H2O2溶液 0.3g MnO2粉末 500mL 6 3 30mL 10%的H2O2溶液 0.5g MnO2粉末 500mL 2 4 30mL 10%的H2O2溶液 0.7g MnO2粉末 500mL 2 5 0.3g MnO2粉末 500mL t (1)比较反应速率的快慢，观测的方法是：收集相同体积的气体 。 (2)实验1~4的目的是 。 (3)乙同学提出应该再加一组实验，研究30mL10%的 H2O2 溶液 ，MnO2 粉末用量为0.9g时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由 。 (4)综合上述探究的结果，丙同学进一步提出猜想，其他条件相同时，H2O2溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快。结合甲同学的实验2，丙同 学补充进行实验5，验证猜想成立。填充上表实验5所用试剂 及所用时间范围 。 (5)丁同学用下图装置进行试验。 通过比较 也能判断过氧化氢分解速率的快慢。 10．（24-25九年级上·福建福州·期中）空气中氮气的含量最多，氮气在高温、高能量条件下可与氢气（）发生反应生成氨气（）。如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥（）的工业流程。请按要求回答下列问题： (1)空气中氮气的体积分数约是 。 (2)分离液态空气得到氮气和氧气发生的是 （填“物理变化”或“化学变化”）。 (3)写出步骤②中发生反应的文字表达式 。 (4)反应⑤属于 （填基本反应类型）。 (5)如图是化肥硝酸铵包装袋上的部分说明，硝酸铵应具有的性质是______（填标号）。 A．易溶于水 B．熔点高 C．受热易分解。 11．（2025·江西·中考真题）兴趣小组为了解调控化学反应的方法，进行了下列实验。 (1)实验一：在空气中点燃木炭，再伸入充满氧气的集气瓶中，木炭燃烧更剧烈，说明 会影响化学反应速率。 (2)实验二：图1木条不复燃，图3中的现象为 ，由此可知MnO2可加快H2O2分解的速率。若反应前后MnO2的 和化学性质不变，则MnO2是H2O2分解的催化剂。为寻找该反应的新催化剂，兴趣小组分别用5mL10%H2O2溶液和不同催化剂进行实验，数据如表。分析表中数据，催化效果最好的物质是 。 实验编号 催化剂 收集气体体积 收集气体所用时间 ① 2g氧化铁 7.0mL 560s ② 2g土豆 7.0mL 180s ③ 2g生姜 5.1mL 180s (3)调控化学反应的方法还有很多，下列事例中调控方法相同的是______(填序号)。 A．食品在冰箱中保存不易变质 B．燃煤发电时，把煤块粉碎 C．汽车发动机把汽油喷成雾状进行燃烧 综合应用 12．（2025·广东潮州·一模）某实验小组设计如题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，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验乙和丙，探究温度对分解速率的影响 C．对比实验乙和丁，探究对分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究和温度对分解速率影响的程度 13．（24-25九年级下·甘肃武威·开学考试）某品牌制氧机的工作原理如下图所示，通过制氧剂产生氧气，制氧剂甲剂为过碳酸钠，乙剂为二氧化锰。已知过碳酸钠遇水可生成过氧化氢和碳酸钠；碳酸钠易溶于水且它与MnO2混合不能生成氧气。下列说法不正确的是 A．反应仓是制取氧气的发生装置 B．该装置可以通过气泡观察氧气的生成速率 C．MnO2可加快反应仓中过氧化氢的分解 D．反应仓和过滤仓中水的作用相同 14．（2025·山东滨州·二模）实验是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置回答问题。 (1)装置B中仪器①的名称是 。 (2)实验室加热高锰酸钾固体制取纯净的O2，应选用的发生和收集装置是 ；收集装置的选择利用了氧气 的性质。 (3)兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取形状大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。 ①在此对比实验中除了控制土豆和猪肝的形状大小相同外，还需控制过氧化氢稀溶液的 相同。 ②结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。 ③加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 （填“30”“65”或“120”）s；从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应，理由是 。 2 15．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）根据如图所示装置，回答下列问题          (1)标有“①”的仪器名称是 ，标有“②”的仪器名称是 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是 (填字母代号)。若用装置收集氧气当观察到 时可以开始收集，当观察到 时证明氧气收集已满。 (3)氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶于水形成的溶液是氨水。实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气。则实验室制取氨气选用的发生装置是 ，收集装置是 。(填字母代号)收集好的氨气应 放在桌面上(填“正”或“倒”)。 (4)工业上用分离液态空气法制取氧气，它与实验室制取氧气的本质区别是： 。 (5)小明用C装置收集氧气，一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中，都未见木条复燃，原因可能是 。 16．（2025·湖北襄阳·模拟预测）研究小组开展“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动。回答下列问题： 活动1 探究不同催化剂对制氧速率的影响 已知植物汁液可作过氧化氢制氧的催化剂。为比较菠菜、花生汁液对过氧化氢制氧速率的影响，用图1装置进行实验。在相同条件下，把过氧化氢溶液与不同汁液混合，比较产氧所需的时间，实验结果如表。 实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 汁液的体积 产氧所需的时间 I 水1.0 - II 2.0 菠菜汁液1.0 55 III 2.0 花生汁液1.0 25 (1)实验I中的值为 。 (2)分析表格中的实验结果，在其他条件相同时， 对过氧化氢制氧的催化效果更好。 活动2 自制简易鱼泵 研究小组自制了一款简易鱼泵为鱼缸供氧，装置如图2所示。 (3)图2鱼泵选用过氧化氢溶液与植物汁液为鱼缸供氧，植物汁液应放置于 （选填“塑料瓶1”或“塑料瓶2”）中。 (4)由于过氧化氢溶液不稳定，研究小组又开始探究其他制氧原理。在相同条件下，将过碳酸钠分别与不同量的水混合，测定结果如图3。结合图3，若用过碳酸钠作供氧剂为鱼缸持续供氧，请提出合理的使用建议： 。 拓展培优 17．（2025·山西晋中·二模）趣味实验“大象牙膏”直观展示了过氧化氢分解产生氧气这一化学过程。化学兴趣小组的同学分别取10mL过氧化氢溶液和5滴发泡剂，对影响“大象牙膏”泡沫喷出时间的因素进行如下探究。下列有关实验的分析正确的是 实验序号 催化剂/mL 催化剂浓度 过氧化氢溶液浓度 温度/℃ “牙膏”喷出瓶口所需时间/s 1 4 10% 10% 20 10 2 4 5% 10% 20 42 3 4 10% 10% 40 3 4 4 10% 5% 20 30 A．过氧化氢分解生成两种单质 B．催化剂能使过氧化氢产生更多氧气 C．催化剂浓度越大，喷出瓶口所需时间越长 D．其他条件相同时，过氧化氢溶液浓度越大，喷出瓶口所需时间越短 18．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）创新小组同学设计如图装置进行氧气的制取与性质实验。如图所示，先往V形玻璃管A处注入过氧化氢溶液，后加热B处下方使硫粉燃烧，产生气体通入C处试管内盛放水。下列对于该实验的分析正确的是 A．注入过氧化氢溶液后A处二氧化锰粉末逐渐消失 B．硫粉燃烧产生淡蓝色火焰、放出热量 C．C处水的作用是吸收氧气 D．该实验具有节约试剂、操作简单等优点 19．（2025·江苏无锡·二模）如图所示装置：室温下，两滴管同时滴入1mL等浓度的过氧化氢溶液，可观察到两试管内都产生气泡，球膜向右凸。下列叙述正确的是 A．二氧化锰能加快过氧化氢分解 B．本实验能证明二氧化锰是催化剂 C．完全反应后恢复室温，球膜保持右凸 D．球膜变形因为消耗二氧化锰生成更多氧气 20．（2025·安徽马鞍山·三模）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。下列说法错误的是 A．两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块 B．从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是放热反应 C．加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s D．曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂不能改变产物的质量 21．（24-25九年级上·湖北武汉·期中）创新实验是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校师生对“二氧化锰催化过氧化氢分解实验装置的创新设计”，实验过程如下： 实验一：设计新的实验装置 ①将一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3mL（密度为1g/mL））质量分数为5%的过氧化氢溶液加入干燥管的球泡内，再用药匙取0.2g二氧化锰粉末，加在干燥的进气管的管壁上；②点燃橡胶塞上固定的棒香后，塞紧干燥管并将其竖立，观察到带火星的棒香立即复燃。 请分析回答下列问题： (1)写出球形干燥管内发生的化学反应的文字表达式 。 (2)对该创新实验的评价，你认为不合理的是 （填字母）。 A．反应速度太慢，耽误时间 B．实验中所用的仪器、材料及药品均易得到 C．实验使用的药品用量太大 D．实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强 实验二：寻找新的催化剂 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别取5mL 5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并在A、B两支试管中插入带火星的小木条，观察现象。 A试管中产生气泡，带火星的小木条复燃，B试管中无明显实验现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的小木条伸入试管中，如此反复多次实验，观察现象。 试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量。 所得固体质量为ag。 Ⅳ.分别量取5mL 5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，再向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 【实验结论】 (3)实验Ⅱ可以证明 ，再结合实验Ⅰ和实验Ⅲ证明：氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。 【实验评价】 (4)设计实验Ⅳ的目的是 ； 【实验拓展】 查阅资料得知：氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。 (5)下列有关催化剂的说法中正确的是 A．同一个化学反应可以有多种催化剂 B．二氧化锰只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应快速进行 D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或者生成物 22．（24-25九年级上·广东广州·期中）某兴趣小组同学对过氧化氢分解的实验进行如下探究。 (1)探究过氧化氢溶液的浓度对分解速率的影响，实验数据记录如表： 实验序号 过氧化氢溶液质量 过氧化氢溶液浓度 MnO2质量 相同时间内产生O2的体积 I 50.0g 1% 0.1g 9mL Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL ①根据实验数据分析，得出结论 。 ②你认为影响过氧化氢分解速率的因素还可能有 （写一条）。 ③过氧化氢溶液分解反应的文字表达式是 。 ④下图中可用于测量O2体积的装置是 （填标号）。 (2)探究MnO2的用量对过氧化氢溶液分解速率的影响。 实验如图甲所示，分别用不同质量的MnO2与等体积的3%H2O2溶液混合反应。在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比（反应放热忽略不计）。图乙是用压强传感器连接电脑绘制的实验过程中装置内的压强变化曲线图。 ①根据图乙分析，得出的结论是 ； ②下图是分别用0.1克MnO2与不同体积的H2O2溶液混合反应过程中，压强传感器连接电脑绘制的装置内的压强变化曲线图，可以得出的结论是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$