第3节 氧气的制备 （专项训练）化学沪教版2024九年级上册

第3节氧气的制备 题型01 工业制取氧气 题型02 过氧化氢制取氧气实验 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 题型04 氯酸钾制取氧气 题型05 氧气的制取中装置的选择 题型06 催化剂和催化作用 题型07分解反应 题型08 制取氧气实验的图像问题 题型01 工业制取氧气 分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。该方法是物理变化。 膜分离制氧（物理变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。 分子筛制氧（物理变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是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。 【典例1】工业上采用分离液态空气法制取氧气。下表是液态空气中常见气体成分的沸点。 物质 二氧化碳 氮气 氧气 沸点/℃ -78.5 -195.8 -183.0 分离液态空气制氧气是依据液氮和液氧的 不同。分析上表数据，控制温度在至 ℃时，可以将氮气从液态空气中分离出来。 【变式1-1】空气是一种宝贵的资源，空气中的各种成分广泛应用于各个领域。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)步骤①中发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)空气中体积分数最大的气体是 (填化学符号)。 (3)分离液态空气制得的储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (4)写出步骤②中合成氨气的文字表达式 ，该反应属于 反应(填基本反应类型)。 【变式1-2】空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。 (1)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%，比地 球上空气中氮气的体积分数 （填“大”或“小”）。 (2)如图1为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题： ①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气，原理是利用氮气和氧气的 （填“密度”或“沸点”）不同而将氮气和氧气分离，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 ②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是 ，请说明原因 。 (3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图2所示是工业上用膜分离技术实现 “气调保鲜”的流程。在空气分离后，可用作冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或 “富氮空气”）。 【变式1-3】空气可用于工业上制取氧气，其流程如图： (1)工业上制氧气的方法发生了 变化。(填“物理”或“化学”) (2)①所采取的方法是 (填“升温”或“降温”)。 (3)液态空气分离过程中 先被分离出来。 (4)氮气可用于保存容易变质的食物，是利用氮气的 不活泼。 (5)贮存在蓝色钢瓶中的氧气的用途是 。 a．气体肥料       b．医疗急救       c．气割气焊       d．炼钢 题型02 过氧化氢制取氧气实验 实验药品 过氧化氢溶液（主要成分H2O2 ）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） 实验原理 文字表达式为过氧化氢水+氧气 ,符号表达式为 H2O+O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性 ②装药品 ③收集气体 【典例2】“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 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，下列现象正确的是 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 【变式2-2】对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是 A．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 B．甲和丙对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．丙和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 【变式2-3】过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器(如图)制取O2.下列说法错误的是 A．使用前应检查装置气密性 B．I中的二氧化锰起催化作用 C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D．该装置不能控制产生O2的快慢 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 实验药品 高锰酸钾（暗紫色固体） 实验原理 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ,符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 【典例3】实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列做法错误的是 A．在试管口放一团棉花，防止粉末状物质进入导管 B．导管口开始有气泡放出时不要立即收集，以免收集到的气体不纯 C．用高锰酸钾制取所需氧气后，要先熄灭酒精灯，然后再把导管移出水面，防止水槽中的水沿导管倒吸，使试管骤冷破裂 D．将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上 【变式3-1】用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是 A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．检查气体 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】实验室制取氧气的装置中，有关几个“口”位置的描述正确的是 A．装高锰酸钾的试管口应略向下倾斜 B．用排空气法收集氧气时，集气瓶口应向下 C．用高锰酸钾制取氧气时，在导管口放一团棉花 D．用排水集气法收集氧气时，导管口应先伸入集气瓶中再加热 【变式3-3】实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 题型04 氯酸钾制取氧气 实验药品 氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末） 实验原理 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气 , 符号表达式：KClO3 KCl + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气） 【典例4】加热氯酸钾制取氧气的操作中正确的是 A．开始加热时，导管口有气泡冒出立即收集 B．加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动 C．用排空气法收集氧气时，导气管口应放在集气瓶口 D．试管口要塞一团棉花，防止粉末进入导管 【变式4-1】实验小组利用数字化实验研究，加热氯酸钾时含量随温度变化的情况如图1，图2。已知：氯酸钾的熔点是356℃。下列说法不正确的是 A．由图2可知，氯酸钾的分解温度高于其熔点 B．图1中加热氯酸钾固体时，试管口应略向下倾斜 C．单独加热氯酸钾产生氧气较慢，不适合用于实验室制氧气 D．300~400℃时试管内氧气含量略有下降，可能是由于部分氧气逸出试管 【变式4-2】有三份质量相同的氯酸钾固体标记为A、B、C。A中加入1g的二氧化锰，B中加入1g的高锰酸钾，C中不加其他物质。分别加热至完全分解，下列说法正确的是 A．产生氧气的质量：B＞A=C B．产生氧气的质量：A=B＞C C．产生氧气的速率：A=B＜C D．产生氧气的速率：A=B=C 【变式4-3】某同学用图1所示装置对氯酸钾制取氧气进行探究学习。氯酸钾分解时，传感器得到氧气的浓度随温度的变化如图2所示。下列说法中错误的是 A．图1装置中试管口略向上倾斜防止受热后熔化的氯酸钾流出试管 B．图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是加热时排出一部分空气 C．图2可知，不加入催化剂氯酸钾也能分解生成氧气 D．图2可知，加入催化剂后氯酸钾分解所需的温度比不加入催化剂更高 题型05 氧气的制取中装置的选择 药品 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰 反应原理 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2KClO32KCl＋3O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 发生装置 固固加热型 固液常温型 a.操作简便，适宜制取少量气体；b.便于添加液体药品；c.可以控制反应速率；d.可以控制反应的发生和停止 注意事项 ①试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂； ②铁夹应夹在试管中上部； ③加热高锰酸钾时要在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管 ①若使用长颈漏斗，则长颈漏斗下端应在液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗溢出； ②用装置d进行气体的制取实验时，固体药品必须为块状或颗粒状 收集装置 排水法或向上排空气法 选择依据 氧气的密度比空气的大、不易溶于水 注意事项 ①用排水法收集气体时，应当等到气泡连续并较均匀的放出后再收集气体，否则气体不纯。实验结束先撤离导管，再熄灭酒精灯，防止倒吸； ②排空气法收集气体时导管伸入集气瓶底部的目的是便于排净集气瓶内的空气 检验 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气 验满 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已集满(若用排水法收集时，集气瓶口有大量气泡冒出，则说明氧气已集满) 【典例5】氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。 (1)写出图中仪器a的名称： 。 (2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是： ；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是 。实验室可以用装置C收集氧气，开始收集的最佳时机是 。 (3)若用过氧化氢溶液制取氧气，可以选择的发生和收集装置是 （填字母编号、从A-E中选）。 (4)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从 （填“b”或“c”）口通入。 【变式5-1】A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可选择的发生装置是 (填字母)，该装置的优点是 ，反应的文字或符号表达式是 。 (3)若收集一瓶较干燥的氧气应选择的收集装置是 (填字母序号)，利用此方法收集氧气，验证氧气已收集满的操作方法是 。若选用E装置收集氧气，当看到 时，开始收集。 (4)天然气是一种常见的化石燃料，其主要成分是甲烷，甲烷是一种无色无味、密度比空气小且难溶于水的气体，若要用F装置收集一瓶较纯净的甲烷，气体应从 (填“m”或“n”)管通入。 【变式5-2】根据如图装置，回答问题 (1)写出图中标号仪器名称：① 。 (2)实验室用过氧化氢溶液与适量的二氧化锰混合制取氧气，希望可以在实验过程中控制化学反应速率，可以选择 (填装置序号)作为发生装置，写出该反应的文字表达式 。 (3)若用G装置进行排空气法收集氧气，则将带火星的木条放在 (选填“a”或“b”)处，若观察到带火星的木条复燃，则表示氧气已集满。 (4)若选择将装置G中装满水，连接装置G和H，用排水集气法测定生成氧气的总体积，则导管的连接顺序为 (填导管序号)。 题型06 催化剂和催化作用 1．催化剂概念 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。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 2．催化剂特点 “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．对催化剂的理解 （1）催化剂不能改变生成物的质量 （2）催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上） （3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； （3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。 【典例6】用氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，结果是 A．产生氧气的总质量增大 B．产生氧气的总质量减少 C．产生氧气速度慢 D．没有氧气生成 【变式6-1】结合下图实验，下列说法不正确的是 A．该实验证明O2可以支持燃烧 B．实验③带火星的木条复燃且MnO₂质量不变 C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量 D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度 【变式6-2】我国石油化工专家闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。下列有关催化剂的说法正确的是 A．催化剂能增加生成物的质量 B．在化学反应中催化剂只能加快反应速率 C．催化剂在反应前后化学性质不变 D．过氧化氢溶液必须加入二氧化锰才能分解出氧气 【变式6-3】某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是 A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响 B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行 C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利 D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解 题型07 分解反应 1. 概念：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。 2．特点：一变多。 3. 表达式：A→B+C+……。 【典例7】下列反应属于分解反应的是 A．水氢气+氧气 B．酒精+氧气二氧化碳+水 C．大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 D．碳+氧气二氧化碳 【变式7-1】下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 【变式7-2】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是 A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 【变式7-3】下列反应既不是是化合反应，又不是分解反应的是 A． B． C． D． 题型08 制取氧气实验的图像问题 一般情况下，横坐标为时间，纵坐标为氧气的质量或者某种元素质量的变化等，反映出制备氧气实验中，某种物理量随着时间变化规律，如下图示例所示。 【典例8】取甲、乙两份质量和溶质质量分数均相同的过氧化氢溶液，向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是 A．二氧化锰可改变过氧化氢的分解速率 B．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相同 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 【变式8-1】实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(加入少量的二氧化锰)，分别制取氧气，数据分析如图所示，其中氯酸钾发生反应的化学方程式为：氯酸钾氯化钾+氧气。依据图示信息所得出的分析正确的是 A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾 B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料 C．加入少量的二氧化锰可使氯酸钾产生的氧气质量增加 D．反应时间较长的是高锰酸钾 【变式8-2】下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．用等质量、等浓度的双氧水制取氧气 B．加热高锰酸钾制取氧气 C．将水通电电解一段时间 D．向一定量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰 A．A B．B C．C D．D 【变式8-3】一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应。下列图像不能正确反映其变化过程的是 A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节氧气的制备 题型01 工业制取氧气 题型02 过氧化氢制取氧气实验 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 题型04 氯酸钾制取氧气 题型05 氧气的制取中装置的选择 题型06 催化剂和催化作用 题型07分解反应 题型08 制取氧气实验的图像问题 题型01 工业制取氧气 分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。该方法是物理变化。 膜分离制氧（物理变化） 指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过特定薄膜时，实现选择性分离的技术。 分子筛制氧（物理变化） 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是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。 【典例1】工业上采用分离液态空气法制取氧气。下表是液态空气中常见气体成分的沸点。 物质 二氧化碳 氮气 氧气 沸点/℃ -78.5 -195.8 -183.0 分离液态空气制氧气是依据液氮和液氧的 不同。分析上表数据，控制温度在至 ℃时，可以将氮气从液态空气中分离出来。 【答案】 沸点 -183.0 【解析】工业上分离液态空气制氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同。液氮的沸点为-195.8℃，液氧的沸点为-183.0℃。由于沸点差异，当温度升高时，沸点较低的氮气会先气化，而氧气仍保持液态，从而实现分离。 分离氮气时，需控制温度在氮气沸点至氧气沸点之间，即-195.8℃至-183.0℃。原因是： 当温度达到-195.8℃时，氮气开始气化（因其沸点最低），在-195.8℃至-183.0℃范围内，氮气完全气化并被分离，而氧气未达到沸点，仍为液态。因此，温度上限是氧气的沸点-183.0℃。 【变式1-1】空气是一种宝贵的资源，空气中的各种成分广泛应用于各个领域。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)步骤①中发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)空气中体积分数最大的气体是 (填化学符号)。 (3)分离液态空气制得的储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (4)写出步骤②中合成氨气的文字表达式 ，该反应属于 反应(填基本反应类型)。 【答案】(1)物理 (2) (3)混合物 (4) 化合 【解析】（1）步骤①中，利用空气中各成分的沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化； （2）空气中体积分数最大的气体是氮气，其化学式为； （3）分离液态空气制得的储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”，除了氧气，还有二氧化碳、稀有气体等其他物质，属于混合物； （4）由流程图可知，步骤②发生的反应是氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气，文字表达式为，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。 【变式1-2】空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。 (1)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%，比地 球上空气中氮气的体积分数 （填“大”或“小”）。 (2)如图1为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题： ①液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气，原理是利用氮气和氧气的 （填“密度”或“沸点”）不同而将氮气和氧气分离，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 ②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。当打开一个装有液态空气的容器盖，并将一根燃着的木条置于容器口上方，观察到的现象是 ，请说明原因 。 (3)冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图2所示是工业上用膜分离技术实现 “气调保鲜”的流程。在空气分离后，可用作冰箱保鲜室内的气体是 （填“富氧空气”或 “富氮空气”）。 【答案】(1)小 (2) 沸点 物理变化 燃着的木条会熄灭 氮气的沸点低，先气化出的为氮气，且氮气不可燃也不助燃 (3)富氮空气 【解析】（1）空气中氮气的体积分数为78%，则人造空气中氮气的体积分数比地球上空气中氮气的体积分数小； （2）①工业上利用氮气和氧气的沸点不同，可将它们进行分离；该过程没有新物质产生，故该过程属于物理变化； ②由于氮气的沸点低，先气化出的为氮气，且氮气不可燃也不助燃，则可观察到燃着的木条会熄灭； （3）氮气化学性质稳定，可作保护气，则进入冰箱保鲜室内的气体是富氮空气。 【变式1-3】空气可用于工业上制取氧气，其流程如图： (1)工业上制氧气的方法发生了 变化。(填“物理”或“化学”) (2)①所采取的方法是 (填“升温”或“降温”)。 (3)液态空气分离过程中 先被分离出来。 (4)氮气可用于保存容易变质的食物，是利用氮气的 不活泼。 (5)贮存在蓝色钢瓶中的氧气的用途是 。 a．气体肥料       b．医疗急救       c．气割气焊       d．炼钢 【答案】(1)物理 (2)降温 (3)氮气/N2　 (4)化学性质 (5)bcd 【解析】（1）工业上用降温、加压的方法制氧气，没有新物质产生，属于物理变化，故填：物理； （2）①所采取的方法是加压、降温，使空气液化，故填：降温； （3）液态空气分离过程中氮气先被分离出来，其分离的依据是沸点不同，因为氮气的沸点低先被汽化，故填：氮气或N2； （4）氮气可用于保存容易变质的食物，是利用氮气常温下化学性质不活泼，故填：化学性质； （5）贮存在蓝色钢瓶中氧气的用途是：能供给人类呼吸、用于医疗急救、具有氧化性能气割气焊和炼钢，故选：bcd。 题型02 过氧化氢制取氧气实验 实验药品 过氧化氢溶液（主要成分H2O2 ）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） 实验原理 文字表达式为过氧化氢水+氧气 ,符号表达式为 H2O+O2 实验装置 实验步骤 ①检查装置的气密性 ②装药品 ③收集气体 【典例2】“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 A．A B．B C．C D．D 【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。 【变式2-1】如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，下列现象正确的是 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 【答案】D 【解析】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，气体增多，使得集气瓶内压强增大，大于外界大气压，因此可观察到气球缩小，红墨水左移，故选：D。 【变式2-2】对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是 A．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 B．甲和丙对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．丙和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 【答案】C 【解析】A、甲、乙中溶液浓度不同，其他条件相同，能形成对比实验；甲、丙中温度、溶液浓度均不同，变量不唯一，不能形成对比实验；甲、丁中其他条件相同，变量为是否有MnO2，能形成对比实验，因此甲能和乙、丁分别形成对比实验，说法错误，不符合题意； B、甲、丙中温度、溶液浓度均不同，变量不唯一，不能探究H2O2浓度对分解速率的影响，说法错误，不符合题意； C、乙和丙对比，温度不同，其他条件相同，能探究温度对分解速率的影响，说法正确，符合题意； D、丙和丁对比，温度、溶液浓度不同，丙中没有加入MnO2，丁中加入MnO2，变量不唯一，不能探究MnO2是H2O2分解的催化剂说法错误，不符合题意； 故选：C。 【变式2-3】过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2，进而制得O2。实验小组利用此原理，自制简易供氧器(如图)制取O2.下列说法错误的是 A．使用前应检查装置气密性 B．I中的二氧化锰起催化作用 C．Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D．该装置不能控制产生O2的快慢 【答案】D 【解析】A、制取气体的装置，使用前检查气密性，防止漏气，说法正确； B、过碳酸钠溶于水产生H2O2，二氧化锰对H2O2分解起催化作用，说法正确； C、O2通过 Ⅱ 中的水，可增加湿度，说法正确； D、注射器可控制加水速度，进而控制H2O2产生速率，即能控制产生O2的快慢，说法错误。 故选D。 题型03 高锰酸钾制取氧气实验 实验药品 高锰酸钾（暗紫色固体） 实验原理 文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ,符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 ① 连接仪器并检查装置气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 ② 装入药品：药品要平铺，增大受热面积。同时试管口放置一小团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 ③ 固定装置：自下而上，从左到右的顺序。导气管只要稍露出橡皮塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 ④ 点燃酒精灯加热：先预热，再用外焰对准药品所在部位集中加热目的是防止受热不均匀使试管破裂。 ⑤ 收集气体 导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片取出正放 ⑥将导管撤离出水槽 ⑦ 熄灭酒精灯 【典例3】实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列做法错误的是 A．在试管口放一团棉花，防止粉末状物质进入导管 B．导管口开始有气泡放出时不要立即收集，以免收集到的气体不纯 C．用高锰酸钾制取所需氧气后，要先熄灭酒精灯，然后再把导管移出水面，防止水槽中的水沿导管倒吸，使试管骤冷破裂 D．将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上 【答案】C 【解析】A、在试管口放一团棉花，防止加热时粉末状物质进入导管，故选项做法正确； B、导管口开始有气泡放出时不宜立即收集，是因为刚开始冒出的气泡中混有试管中的空气，制得氧气不纯，应等待到气泡连续并比较均匀地放出时再收集，故选项做法正确； C、用高锰酸钾制取所需氧气后，要先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，防止水槽中的水沿导管倒吸，使试管骤冷破裂，故选项做法不正确； D、氧气的密度比空气大，收集满氧气的集气瓶正放在桌面上，故选项做法正确。 故选C。 【变式3-1】用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是 A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．检查气体 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、检查装置气密性时，用手紧握试管，若导管口产生气泡，且松开手后导管口上升一段稳定的液柱，说明装置气密性良好，操作正确； B、用高锰酸钾酸钾制取氧气时，为防止加热时试管内固体粉末进入导管，试管口应放一团棉花，图中缺少棉花，操作错误； C、氧气不易溶于水且不与水反应，可用排水法收集，操作正确； D、氧气具有助燃性，检验氧气可将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气，操作正确。 故选B。 【变式3-2】实验室制取氧气的装置中，有关几个“口”位置的描述正确的是 A．装高锰酸钾的试管口应略向下倾斜 B．用排空气法收集氧气时，集气瓶口应向下 C．用高锰酸钾制取氧气时，在导管口放一团棉花 D．用排水集气法收集氧气时，导管口应先伸入集气瓶中再加热 【答案】A 【解析】A、加热固体药品（如高锰酸钾）时，试管口需略向下倾斜，这是为了防止冷凝水倒流回试管底部，导致试管受热不均而炸裂。正确。 B、氧气密度比空气略大，应用向上排空气法收集，因此集气瓶口应向上。如果瓶口向下，则适用于密度比空气小的气体（如氢气），但氧气不适用此方法。错误。 C、正确操作是在试管口（不是导管口）放一团棉花，目的是防止固体粉末随氧气流进入导管，造成堵塞。选项描述为“导管口”不准确，因为导管口是气体出口，放棉花可能阻碍气体流通。错误。 D、正确操作是先加热药品，待导管口气泡连续均匀冒出（表明装置内空气已排尽）时，再将导管口伸入集气瓶收集氧气。如果先伸入导管再加热，初始产生的气体（含空气）会混入集气瓶，导致收集的氧气不纯。错误。 故选A。 【变式3-3】实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是 A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气 B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出 C．P点得到的固体属于纯净物 D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 【答案】D 【解析】A、M点时高锰酸钾没有分解，导管口会冒出的气泡是受热膨胀逸出的空气，故选项不正确。 B、在图1的N点时刻，高锰酸钾正在分解生成氧气等物质，导管口有气泡放出，故选项不正确。 C、P点得到的固体中含有锰酸钾和二氧化锰，是混合物，故选项不正确。 D、图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，故选项正确。 故选：D． 题型04 氯酸钾制取氧气 实验药品 氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末） 实验原理 文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气 , 符号表达式：KClO3 KCl + O2 实验装置 实验步骤 步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气） 【典例4】加热氯酸钾制取氧气的操作中正确的是 A．开始加热时，导管口有气泡冒出立即收集 B．加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动 C．用排空气法收集氧气时，导气管口应放在集气瓶口 D．试管口要塞一团棉花，防止粉末进入导管 【答案】B 【解析】A、开始加热时，导管口有气泡冒出不能立即收集，刚开始产生的气泡是排出的装置内的空气，要等到气泡连续、均匀冒出时才能收集，A错误； B、加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，为了使试管均匀预热，B正确； C、用排空气法收集氧气时，导气管口应伸到集气瓶底部，目的是排尽集气瓶内的空气，使收集的气体更纯，C错误； D、加热高锰酸钾制取氧气，试管口要塞一团棉花，防止粉末状物质进入导管，堵塞导管，而加热氯酸钾制取氧气，不需要在试管口塞一团棉花，D错误； 故选B。 【变式4-1】实验小组利用数字化实验研究，加热氯酸钾时含量随温度变化的情况如图1，图2。已知：氯酸钾的熔点是356℃。下列说法不正确的是 A．由图2可知，氯酸钾的分解温度高于其熔点 B．图1中加热氯酸钾固体时，试管口应略向下倾斜 C．单独加热氯酸钾产生氧气较慢，不适合用于实验室制氧气 D．300~400℃时试管内氧气含量略有下降，可能是由于部分氧气逸出试管 【答案】B 【解析】A、已知氯酸钾熔点是356℃，从图 2 可以看到，在温度达到约380℃时氧气含量才开始迅速上升，即氯酸钾才开始分解产生氧气。因为380℃高于356℃，所以这表明氯酸钾受热后先熔化（达到熔点356℃时熔化），后分解，氯酸钾的分解温度高于其熔点，A 选项说法正确。 B、在图 1 中加热氯酸钾固体时，由于氯酸钾熔点为356℃，加热过程中会熔化。如果试管口略向下倾斜，熔化后的氯酸钾会流向试管口，不利于实验进行，所以试管口应略向上倾斜，B 选项说法错误。 C、单独加热氯酸钾时，其产生氧气的速率比较慢。在实验室制取氧气时，通常需要快速获得一定量的氧气，这种产生氧气慢的方式不适合用于实验室制取氧气，C 选项说法正确。 D、在300-400℃时，观察到试管内氧气含量略有下降。很有可能是部分氧气逸出试管，导致试管中氧气的体积分数降低，D 选项说法正确。 故选：B。 【变式4-2】有三份质量相同的氯酸钾固体标记为A、B、C。A中加入1g的二氧化锰，B中加入1g的高锰酸钾，C中不加其他物质。分别加热至完全分解，下列说法正确的是 A．产生氧气的质量：B＞A=C B．产生氧气的质量：A=B＞C C．产生氧气的速率：A=B＜C D．产生氧气的速率：A=B=C 【答案】A 【解析】A、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热，分解速率加快，最终生成氧气质量决定于氯酸钾和高锰酸钾的质量，则产生氧气的质量：B＞A=C，该选项正确； B、产生氧气的质量：B＞A=C，该选项不正确； C、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热，分解速率加快，则产生氧气的速率：A＞B＞C，该选项不正确； D、产生氧气的速率：A＞B＞C，该选项不正确； 故选：A。 【变式4-3】某同学用图1所示装置对氯酸钾制取氧气进行探究学习。氯酸钾分解时，传感器得到氧气的浓度随温度的变化如图2所示。下列说法中错误的是 A．图1装置中试管口略向上倾斜防止受热后熔化的氯酸钾流出试管 B．图2中A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是加热时排出一部分空气 C．图2可知，不加入催化剂氯酸钾也能分解生成氧气 D．图2可知，加入催化剂后氯酸钾分解所需的温度比不加入催化剂更高 【答案】D 【解析】A、加热氯酸钾时，氯酸钾受热会熔化，熔化的氯酸钾会流出试管。试管口略向上倾斜可防止受热后熔化的氯酸钾流出试管，A正确。 B、观察图 2，在 A→B 段，随着加热的进行，温度不断升高。装置内的气体受热会膨胀，根据气体热胀冷缩的性质，其中一部分空气就会逸出装置。而在这个过程中，氯酸钾还未开始分解产生氧气，所以氧气浓度会逐渐降低，B 正确。 C、观察图 2 可知，在不加入催化剂的情况下，当温度达到一定值时，氧气浓度开始上升，这表明不加入催化剂氯酸钾也能分解生成氧气，C 正确。 D 、由图 2 能够看到，加入催化剂后，氯酸钾开始分解产生氧气的温度比不加入催化剂时低，即加入催化剂后氯酸钾分解所需的温度比不加入催化剂更低，D 错误。 故选D。 题型05 氧气的制取中装置的选择 药品 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰 反应原理 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2KClO32KCl＋3O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 发生装置 固固加热型 固液常温型 a.操作简便，适宜制取少量气体；b.便于添加液体药品；c.可以控制反应速率；d.可以控制反应的发生和停止 注意事项 ①试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂； ②铁夹应夹在试管中上部； ③加热高锰酸钾时要在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管 ①若使用长颈漏斗，则长颈漏斗下端应在液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗溢出； ②用装置d进行气体的制取实验时，固体药品必须为块状或颗粒状 收集装置 排水法或向上排空气法 选择依据 氧气的密度比空气的大、不易溶于水 注意事项 ①用排水法收集气体时，应当等到气泡连续并较均匀的放出后再收集气体，否则气体不纯。实验结束先撤离导管，再熄灭酒精灯，防止倒吸； ②排空气法收集气体时导管伸入集气瓶底部的目的是便于排净集气瓶内的空气 检验 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气 验满 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明氧气已集满(若用排水法收集时，集气瓶口有大量气泡冒出，则说明氧气已集满) 【典例5】氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。 (1)写出图中仪器a的名称： 。 (2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是： ；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是 。实验室可以用装置C收集氧气，开始收集的最佳时机是 。 (3)若用过氧化氢溶液制取氧气，可以选择的发生和收集装置是 （填字母编号、从A-E中选）。 (4)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从 （填“b”或“c”）口通入。 【答案】(1)酒精灯 (2) 防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管炸裂 导管口有连续均匀的气泡冒出 (3)BC/BD (4)b 【解析】（1）仪器a的名称是酒精灯； （2）A装置为固体加热型发生装置且试管口有一团棉花，则实验室用A装置制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为； 装置A中的试管口略向下倾斜的原因是防止试管口产生的冷凝水倒流，使试管炸裂； 实验室可以用装置C通过排水法收集氧气，开始收集的最佳时机是导管口有连续均匀的气泡冒出； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B，氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法收集，即装置D或C，综上可知，可以选择的发生和收集装置是BC或BD； （4）若用装置F采用向上排空气法收集氧气，由于氧气密度比空气略大，应将气体从b口通入。 【变式5-1】A-F是实验室制取气体的常用装置。回答下列问题： (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可选择的发生装置是 (填字母)，该装置的优点是 ，反应的文字或符号表达式是 。 (3)若收集一瓶较干燥的氧气应选择的收集装置是 (填字母序号)，利用此方法收集氧气，验证氧气已收集满的操作方法是 。若选用E装置收集氧气，当看到 时，开始收集。 (4)天然气是一种常见的化石燃料，其主要成分是甲烷，甲烷是一种无色无味、密度比空气小且难溶于水的气体，若要用F装置收集一瓶较纯净的甲烷，气体应从 (填“m”或“n”)管通入。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) A 便于添加液体药品 / (3) D 将带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条复燃，说明氧气已收集满 导管口有连续均匀的气泡冒出 (4)m 【解析】（1）仪器a的名称是长颈漏斗； （2）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置A，该装置的优点是便于添加液体药品； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字或符号表达式为或； （3）氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，可采用向上排空气法或排水法收集，其中用向上排空气法能收集到较干燥的氧气，即装置D；利用此方法收集氧气，验证氧气已收集满的操作方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，观察到木条复燃，说明氧气已收集满； 若选用E装置通过排水法收集氧气，当看到导管口有连续均匀的气泡冒出时，开始收集； （4）若要用F装置收集一瓶较纯净的甲烷，由于甲烷密度比水小，所以气体应从m管通入。 【变式5-2】根据如图装置，回答问题 (1)写出图中标号仪器名称：① 。 (2)实验室用过氧化氢溶液与适量的二氧化锰混合制取氧气，希望可以在实验过程中控制化学反应速率，可以选择 (填装置序号)作为发生装置，写出该反应的文字表达式 。 (3)若用G装置进行排空气法收集氧气，则将带火星的木条放在 (选填“a”或“b”)处，若观察到带火星的木条复燃，则表示氧气已集满。 (4)若选择将装置G中装满水，连接装置G和H，用排水集气法测定生成氧气的总体积，则导管的连接顺序为 (填导管序号)。 【答案】(1)酒精灯 (2) C (3)b (4)bac 【解析】（1）仪器①的名称是酒精灯； （2）实验室用过氧化氢溶液与适量的二氧化锰混合制取氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B或C，其中C装置能通过分液漏斗控制液体药品的滴加速率，从而控制反应速率，故发生装置应选择装置C； 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为； （3）若用G装置进行排空气法收集氧气，由于氧气密度比空气略大，所以氧气从a端通入，空气从b端排出，则验满时应将带火星的木条放在b处，若观察到带火星的木条复燃，则表示氧气已集满； （4）若选择将装置G中装满水，连接装置G和H，用排水集气法测定生成氧气的总体积，由于氧气密度比水小，所以氧气从b端通入，水从a端排出进入量筒，量筒中水的体积即为生成氧气的体积，故导管的连接顺序为bac。 题型06 催化剂和催化作用 1．催化剂概念 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。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 2．催化剂特点 “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．对催化剂的理解 （1）催化剂不能改变生成物的质量 （2）催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上） （3）一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种 4．证明某物质是催化剂（同时满足即为催化剂）： （1）证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品对比实验； （2）证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； （3）证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行（1）中的操作，观察是否还能改变反应速率。 【典例6】用氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，结果是 A．产生氧气的总质量增大 B．产生氧气的总质量减少 C．产生氧气速度慢 D．没有氧气生成 【答案】C 【解析】A、氯酸钾制氧气时二氧化锰作催化剂，其作用是加快反应速率，但不改变最终生成的氧气总质量，忘记加入二氧化锰时，氧气总质量不变，选项错误。 B、氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，产生氧气总质量不变，选项错误。 C、氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，会使产生氧气速度慢，选项正确。 D、催化剂只影响反应速率，不影响反应的发生，氯酸钾制取氧气时忘了加入二氧化锰，仍会有氧气生成，选项错误。 故选C。 【变式6-1】结合下图实验，下列说法不正确的是 A．该实验证明O2可以支持燃烧 B．实验③带火星的木条复燃且MnO₂质量不变 C．该实验说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量 D．该实验说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度 【答案】C 【解析】A、带火星的木条复燃，说明氧气可以支持燃烧，故A正确； B、实验③中过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加快了过氧化氢的分解，产生的氧气使带火星的木条复燃，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，故B正确； C、该实验能说明二氧化锰能加快过氧化氢分解，但无法说明MnO2能增大过氧化氢产生O2的质量，故C错误； D、实验①带火星的木条不复燃，实验③带火星的木条复燃，实验①的反应速率比实验③的慢，从而说明MnO2能加快过氧化氢产生O2的速度，故D正确。 故选C。 【变式6-2】我国石油化工专家闵恩泽院士，研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。下列有关催化剂的说法正确的是 A．催化剂能增加生成物的质量 B．在化学反应中催化剂只能加快反应速率 C．催化剂在反应前后化学性质不变 D．过氧化氢溶液必须加入二氧化锰才能分解出氧气 【答案】C 【解析】A、催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量没有影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，该选项错误； B、催化剂能改变化学反应速率，既可以加快反应速率，也能减慢反应速率，该选项错误； C、催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，该选项正确； D、过氧化氢溶液在常温下就能分解出氧气，只是分解速率较慢，加入二氧化锰能加快分解速率，但不是必须加入二氧化锰才能分解出氧气，该选项错误。 故选C。 【变式6-3】某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂，并不断通入O2，保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是 A．设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响 B．实验①说明：20℃，在0~3h内，随着时间的增加，该催化反应持续进行 C．比较实验①、②可知，在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利 D．实验③中2h后，H2O与O2不再反应，生成的H2O2开始分解 【答案】D 【解析】A、保持其他条件不变，分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③，变量为温度，则目的是探究温度对该催化反应的影响，故A不符合题意； B、由图可知，20℃，在0~3h内，H2O2的产量随着时间的增加，说明该催化反应持续进行，故B不符合题意； C、由图可知，0~3h内，40℃的H2O2产量始终高于20℃，说明在0~3h内，40℃比20℃对该催化反应更有利，故C不符合题意； D、实验③（60℃）在2h后H2O2产量不再增加，不能说明生成的H2O2开始分解，可能是高温下催化剂活性降低或失活，导致反应速率显著下降，故D符合题意。 故选D。 题型07 分解反应 1. 概念：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。 2．特点：一变多。 3. 表达式：A→B+C+……。 【典例7】下列反应属于分解反应的是 A．水氢气+氧气 B．酒精+氧气二氧化碳+水 C．大理石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水 D．碳+氧气二氧化碳 【答案】A 【解析】A、分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，其特点是：只有一个反应物，且反应物必须是化合物，产物可以是单质或化合物，水在通电条件下分解为氢气和氧气，该反应中，反应物只有水（一种化合物），生成物是氢气和氧气（两种单质），符合分解反应的定义，此选项正确； B、酒精和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水，该反应中，反应物是酒精和氧气（两种物质），生成物是二氧化碳和水，分解反应要求只有一种反应物，因此不符合，此选项错误； C、大理石（主要成分为碳酸钙）和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应中，反应物是大理石和盐酸（两种物质），生成物是三种物质，分解反应要求只有一种反应物，因此不符合，此选项错误； D、碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，该反应中，反应物是碳和氧气（两种物质），生成物只有二氧化碳一种物质，这属于化合反应（两种或多种物质生成一种物质的反应），不是分解反应，此选项错误。 故选A。 【变式7-1】下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 【答案】D 【解析】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故A错误； B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故B错误； C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意，故C错误； D、该反应既不符合“多变一”的特点，也不符合“一变多”的特点，因此该反应既不属于化合反应也不属于分解反应，符合题意，故D正确。 故选D。 【变式7-2】下列有关氧化反应、化合反应和分解反应的说法，不正确的是 A．物质与氧气发生的反应属于氧化反应 B．一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应 C．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应 D．生成两种或两种以上物质的反应一定是分解反应 【答案】D 【解析】 A、物质与氧气发生的反应属于氧化反应，选项正确； B、分解反应为一种反应物分解生成两种或两种以上物质的反应，化合反应为两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应，一个反应如果是分解反应，就不可能同时是化合反应，选项正确； C、化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应。如氧化钙与水生成氢氧化钙（化合反应，非氧化反应）。酒精燃烧生成二氧化碳和水（氧化反应，但生成物多，非化合反应）。选项正确； D、生成两种或两种以上物质的反应不一定是分解反应，如酒精燃烧生成二氧化碳和水，选项错误； 故选D。 【变式7-3】下列反应既不是是化合反应，又不是分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】化合反应由两种或两种以上物质生成一种物质；分解反应由一种物质生成两种或两种以上其他物质。 A、，是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，该选项错误； B、 ，是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，该选项错误； C、，反应物是两种，生成物也是两种，既不属于化合反应，也不属于分解反应 ，该选项正确； D、，是一种物质反应生成两种物质，属于分解反应，该选项错误。 故选C。 题型08 制取氧气实验的图像问题 一般情况下，横坐标为时间，纵坐标为氧气的质量或者某种元素质量的变化等，反映出制备氧气实验中，某种物理量随着时间变化规律，如下图示例所示。 【典例8】取甲、乙两份质量和溶质质量分数均相同的过氧化氢溶液，向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是 A．二氧化锰可改变过氧化氢的分解速率 B．甲、乙两份溶液最终生成氧气质量相同 C．反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变 D．a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况 【答案】C 【解析】A、甲中加入了二氧化锰，分解的速率加快，从图像中a曲线的斜率比b曲线更陡体现出来了这一点，故A选项不符合题意； B、催化剂不能改变生成物的质量，故甲、乙两份等质量且溶质质量分数均相同的过氧化氢溶液完全反应后生成氧气的质量相等，此图像这一点能体现出来，故B选项不符合题意； C、在此反应中，二氧化锰若充当了催化剂，其质量和化学性质在反应前后均不改变，但是此图像这一点没有体现出来，故C选项符合题意； D、由图像可知，反应过程中，甲溶液产生氧气的速率比乙溶液的快，a曲线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况，故D选项不符合题意。 故选C。 【变式8-1】实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(加入少量的二氧化锰)，分别制取氧气，数据分析如图所示，其中氯酸钾发生反应的化学方程式为：氯酸钾氯化钾+氧气。依据图示信息所得出的分析正确的是 A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾 B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料 C．加入少量的二氧化锰可使氯酸钾产生的氧气质量增加 D．反应时间较长的是高锰酸钾 【答案】B 【解析】A、观察图示可知，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾，故错误； B、因相同质量的氯酸钾和高锰酸钾制得氧气较多的是氯酸钾，所以用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料好，故正确； C、二氧化锰是催化剂，与生成氧气的多少无关，只是改变了反应的速率，故错误； D、通过观察图示可知，氯酸钾反应时间较长，故错误。 故选B。 【变式8-2】下列图像能正确反映对应变化关系的是 A．用等质量、等浓度的双氧水制取氧气 B．加热高锰酸钾制取氧气 C．将水通电电解一段时间 D．向一定量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、二氧化锰在过氧化氢分解的过程中充当的是催化剂，只能加快过氧化氢溶液的分解速率而生成氧气的质量在反应前后不会改变，故A错误，不符合题意； B、高锰酸钾分解产生了氧气，使固体的总质量减少，根据质量守恒定律可以知道，反应前后锰元素的质量不变，故B正确，符合题意； C、根据电解水的实验可以知道，在通电分解水时产生氢气的体积是氧气的二倍，而不是质量，故C错误，不符合题意； D、一定量的过氧化氢溶液中有水，加入二氧化锰，二氧化锰催化剂催化过氧化氢分解产生水和氧气，水的质量增加，直到过氧化氢反应完全；所以图像的起点不能从0开始，故D错误，不符合题意。 故选B。 【变式8-3】一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应。下列图像不能正确反映其变化过程的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应，二氧化锰是该反应的催化剂，反应前后质量不变，故A不正确； B、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，反应前过氧化氢溶液中有一定质量水，所以水的质量不是从0开始，反应又生成水，水的质量随反应的进行不断增加，当过氧化氢反应完全后，水的质量不变，故B正确； C、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，过氧化氢随着反应的进行，质量不断减少，反应完全后质量为0，故C正确； D、一定质量过氧化氢溶液在二氧化锰作用下反应生成水和氧气，过氧化氢反应前，氧气质量为0，随着反应的进行，氧气质量不断增加，当反应完全后氧气质量不变，故D正确； 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$