2.3.2 制取氧气（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

2.3.2 制取氧气 01.学习目标 1.熟悉分解过氧化氢制取氧气的实验方法 2.认识催化剂，知道催化剂对化学反应的重要作用 3.了解分解反应的定义 重点 过氧化氢制取氧气的方法 催化剂和催化作用，分解反应 难点 实验室制取氧气实验装置的选择 02. 思维导图 03. 新知导学 1、 分解过氧化氢制取氧气 1. 实验用品：过氧化氢溶液、二氧化锰、锥形瓶、分液漏斗（或长颈漏斗）、木条、集气瓶、水槽、双孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、玻璃片、火柴。 过氧化氢溶液俗称“双氧水”，是一种无色透明的液体，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气，但分解速度很慢，在医疗上可用于消毒防腐；二氧化锰通常呈现为深黑色或灰黑色粉末状固体。 2. 反应原理 文字表达式： 符号表达式： 3. 实验装置（实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置） 发生装置： 装置（固体和液体反应类型，不需要加热） 收集装置：排水法、向上排空气法 4. 实验步骤 a. 检查装置的气密性 b. 向锥形瓶中加入二氧化锰固体 c. 塞好带有分液漏斗（或长颈漏斗）和导管的双孔橡胶塞 d. 向分液漏斗（或长颈漏斗）中加入过氧化氢溶液 e. 用排水法（或向上排空气法）收集气体 【易错提醒】 ①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但长颈漏斗的下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； ②气密性检查：将止水夹关闭，打开分液漏斗，向漏斗中加入水，水面不持续下降，说明气密性良好； ③装药品时，先装固体，后装液体； ④长颈漏斗与分液漏斗的区别： 长颈漏斗 分液漏斗 图片 区别 通常具有一个细长的颈部 有一个较宽的底部和一个细长的颈部 装置优点 有助于控制液体的流速，减少溶液溅出，减少气泡的产生 底部较宽的设计便于容纳混合液体，而细长的颈部则有助于精确控制液体的流出 【知识拓展】 固液（或液液）常温型 装置 分液漏斗液可以用注射器代替 原理 仪器组装便捷 液体药品反应完后，可以通过长颈漏斗补加液体药品 通过分液漏斗活塞控制滴加液体的速率，来控制反应速率 关闭弹簧夹，试管内气压增大，液体沿长颈漏斗上升，试管内液面下降，与固体分离，反应停止； 打开弹簧夹，在重力的作用下，长颈漏斗内液面下降，试管内液面上升，与固体接触，反应发生 装置优点 安装便捷 便于添加液体药品 可控制反应速率 可随时控制反应的发生和停止 适用范围 可用于制取少量气体 用于平稳反应并制取较多气体 用于剧烈反应并制取较多气体 用于平稳反应并持续时间较长的气体制取 5. 探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 实验示意图 实验编号 实验步骤 实验现象 实验分析 （1） 在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象 带火星的木条不复燃 常温下，过氧化氢溶液分解缓慢，放出的氧气很少 （2） 向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管中，观察现象 带火星的木条复燃 二氧化锰使过氧化氢溶液分解加速 （3） 待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管中，观察现象。待试管中又没有现象发生时，重复上述操作，观察现象 带火星的木条复燃 二氧化锰不变的情况下，过氧化氢溶液继续分解 结论 二氧化锰能 过氧化氢的分解速率，且反应前后的 和 不改变 2、 催化剂（触媒） 1. 催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反速率，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作催化剂。 2. 催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 3. 特点 一变两不变 【注意事项】 ①催化剂不能改变生成物的质量，不能控制反应的发生和停止； ②催化剂不是反应物、也不是生成物； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；（在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂除了可以用二氧化锰，还可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜等）同一种物质可以在不同的化学反应中起催化作用；（二氧化锰既能催化过氧化氢溶液分解，还能催化氯酸钾分解） 4. 验证某物质是催化剂 （1） 将反应后的混合物过滤、洗净、干燥、称量，先验证物质质量反应前后相等； （2） 将反应后的物质重复原实验，发现该物质仍具有催化作用，即化学性质反应前后不变。 5. 催化剂的作用 催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂。 院士（1924-2016），2007年度国家最高科学技术奖获得者，我国炼油催化剂制造技术奠基人。 3、 分解反应 1. 定义：由 反应物生成 或 其他物质的反应，叫做分解反应。 2. 分解反应与化合反应区别 分解反应 化合反应 定义 由 反应物生成 或 其他物质的反应 由 或 物质生成另 物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+…… A+B+……→X 举例 关系 化合反应和分解反应都是化学反应的基本反应类型，二者属于并列关系，互不交叉。 四、实验探究的一般思路 化学实验是学习化学的基本方法，时开展实验探究的重要方式。通常情况下，实验探究的一般思路可归纳为： 04夯实基础 1．化学是一门以实验为基础的学科，实验室中的下列方案设计中，不正确的是（） A．用二氧化锰区分水和过氧化氢溶液 B．用蒸发的方法区分蒸馏水和自来水 C．用燃着的木条鉴别氧气、空气和二氧化碳3瓶气体 D．用口尝一尝的方法区分食醋与酒精 【答案】D 【详解】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能与过氧化氢反应产生氧气(气泡)，而水与二氧化锰不反应，无现象，现象不同，可以区分，方案正确； B、蒸馏水是纯水，蒸发后无残留物；自来水含有可溶性杂质(如矿物质)，蒸发后会有白色固体残留，现象不同，可以区分，方案正确； C、氧气支持燃烧，燃着的木条伸入氧气中会燃烧更旺；空气中木条正常燃烧；二氧化碳不支持燃烧，木条会熄灭，现象不同，可以区分，方案正确； D、实验室安全规则禁止用口尝任何化学物质，因为食醋(含乙酸)和酒精(乙醇)可能对口腔和健康造成危害，正确方法应通过闻气味(食醋有酸味，酒精有特殊气味)或其他安全实验区分，方案错误。 故选D。 2．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（） A．先向锥形瓶内倒入过氧化氢溶液，再放二氧化锰 B．该装置的优点是可控制反应速率 C．将集满气体的集气瓶正放在桌面上 D．用带火星木条伸入集气瓶中验满 【答案】C 【详解】A、因为应先加入固体二氧化锰，再加入液体过氧化氢溶液，以避免反应过早开始导致气体逸散或失控，错误； B、长颈漏斗不能控制反应速率，只能方便添加液体，错误； C、氧气密度大于空气需正放，正确； D、验满时应将带火星木条放在集气瓶口(木条复燃表示已满)，而非伸入瓶内，错误； 故选C。 3. 下列实验操作不正确的是（） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和氧气 带火星的木条伸入集气瓶 B 收集较纯净的氧气 用排水法，若导管口冒气泡连续均匀开始收集 C 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物 用燃着的火柴去点燃白烟 D 鉴别过氧化氢溶液和水 观察颜色 A. A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、氧气支持燃烧，能使带火星的木条复燃；氮气不支持燃烧，会使带火星的木条熄灭，可以鉴别，故选项不符合题意； B、 排水法收集氧气时，初始气泡可能混有空气(不纯)，需等待气泡连续均匀冒出时再收集，以确保收集到较纯净的氧气，故选项不符合题意； C、 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物，用燃着的火柴去点白烟，根据白烟能否燃烧，可以确定白烟是否为可燃物，故选项不符合题意； D、 过氧化氢溶液和水均为无色液体，用观察颜色的方法不能鉴别，故选项符合题意； 故选D。 4．下列有关催化剂的说法正确的是（） A．催化剂一定加快反应速率 B．一种催化剂只能催化一种反应 C．使用催化剂可以增加产量 D．催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用 【答案】D 【详解】A、催化剂一定改变反应速率，可能加快反应速率，也可能减慢反应速率。A不正确； B、一种催化剂可能催化多种反应，二氧化锰既能催化过氧化氢分解，还能催化氯酸钾分解。B不正确； C、使用催化剂可以改变反应速率，不能增加产量。C不正确； D、催化剂在化学反应中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化学反应前后都没有发生变化，所以催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用。D正确； 故选D。 5．如图所示同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易供氧器。过碳酸钠固体易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢。下列说法不正确的是（） A．过碳酸钠需密封保存 B．二氧化锰起催化作用 C．可通过加湿仓控制产生氧气的速率 D．该装置体现了氧气不易溶于水 【答案】C 【详解】A、过碳酸钠易溶于水，应密封保存，故正确； B、 二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂，起到催化作用，故正确； C、 加湿仓可以观察氧气的产生速率，但不能调节反应仓的反应速率，故错误； D、 氧气通入水中，从而收集氧气，说明氧气不易溶于水，故正确； 故选C。 6．下列有关叙述、对应的文字表达式和基本反应类型均正确的是（） 【答案】D 【详解】A、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项错误； B、实验室用过氧化氢溶液制氧气的反应是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：，该反应符合一变多的特点，基本反应类型属于分解反应，故选项错误；C、该文字表达式书写完全正确，但氧化反应不是基本反应类型，故选项错误； D、拉瓦锡研究空气成分时，利用汞消耗氧气生成氧化录，该文字表达式书写完全正确，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故选项正确； 故选D。 7．化学概念在逻辑上存在如图所示的几种关系，则对下列概念的说法中，正确的是（） A．氧化反应与分解反应属于包含关系 B．物理性质与化学性质属于交叉关系 C．化学反应与分解反应属于并列关系 D．氧化反应与化合反应属于交叉关系 【答案】D 【详解】A、氧化反应是物质与氧发生的反应，分解反应是由一种物质生成两种或两种以上物质，氧化反应与分解反应不属于包含关系，错误； B、物质的性质分为物理性质和化学性质，物质不需要经过化学变化表现出来的性质是物理性质，物质通过化学变化表现出来的性质是化学性质，两者属并列关系，错误； C、分解反应是化学反应的一种基本反应类型，两者属于包含关系，错误； D、氧化反应是物质与氧发生的反应，化合反应是由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应，有氧气参加的化合反应是氧化反应，生成物是一种物质的氧化反应是化合反应，两者属于交叉关系，正确； 故选D。 8．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．甲和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 B．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丁对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 D．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 【答案】B 【详解】A、甲和丁对比，其他条件相同，变量为是否有MnO2，能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，该对比实验不能验证反应前后的质量和化学性质是否改变，所以不能探究MnO2是H2O2分解的催化剂，说法错误，不符合题意； B、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； C、乙和丁对比，溶液浓度不同，乙中没有加入MnO2，丁中加入0.1gMnO2，变量不唯一，不能探究溶液浓度对分解速率的影响，说法错误不符合题意； D、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； 故选B。 9．基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求不包括（） A．制氧原材料价廉物美，方便携带 B．能持续供氧，供氧过程不产生有害气体 C．参加反应的相关化学物质必须易溶于水 D．设计气流阀门，调控气流速度 【答案】C 【详解】A、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足制氧原材料价廉物美，方便携带，选项正确； B、 基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需满足能持续供氧，便于长时间使用，且供氧过程不产生有害气体，选项正确； C、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，不需考虑参加反应的相关化学物质必须易溶于水，选项错误； D、基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需设计气流阀门，调控气流速度，以适应不同环境的要求，选项正确； 故选C。 10．实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理是（） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 【答案】C 【详解】A、在给试管中的固体加热时，为了防止试管口产生的冷凝水倒流，炸裂试管底部，要让试管口略向下倾斜；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，不会生成水，故选项A错误； B、二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中是催化剂，反应前后质量和化学性质不会改变，用装置乙分解双氧水制取氧气时，不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末，故选项B错误； C、关闭止水夹，向下压装置丙中注射器的活塞，若装置不漏气的话，活塞就会回到原处，故选项C正确； D、装置丁中二氧化锰粉末与双氧水不能彻底分开，不能实现“随开随用、随关随停”的操作，故选项D错误； 故选C。 11．家用制氧机的制氧原理是在水环境中，利用过碳酸钠分解制得，在催化下产生。图1是制氧装置图，图2是反应速率（v）、反应物浓度（c）与不同季节的关系图。下列说法不正确的是（） A．制氧机得到的氧气一定是不纯的 B．乙仓中的二氧化锰可以反复使用 C．夏天鱼缸氧气含量下降，可用该仪器救急 D．为保证制氧速率不变，夏季水位线应比冬季低 【答案】D 【详解】A、制氧机得到的氧气中还含有少量的水蒸气，故选项说法正确； B、二氧化锰是该反应的催化剂，在化学反应前后质量和化学性质不变，因此乙仓中的二氧化锰可以反复使用，故选项说法正确； C、夏天温度升高，氧气在水中溶解度变小，为保障鱼缸中的鱼正常呼吸，可用该仪器制得的氧气给鱼缸中的鱼供氧，故选项说法正确； D、由图2可知，在反应物浓度相同的情况下，温度越高，反应速率越快，夏季温度高，过碳酸钠分解制氧气的反应速率快，产生相同量的氧气所需时间短，为了使反应平稳进行，夏季水位线应比冬季高一些，故选项说法不正确； 故选D。 12．下列图像能正确反映对应的变化关系的是（） A．图①：利用红磷燃烧探究空气中氧气的含量 B．图②：用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气 C．图③：加热一定量的高锰酸钾制取氧气 D．图④：向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液 【答案】C 【详解】A、利用红磷燃烧探究空气中氧气的含量，红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，反应结束后，瓶内气体体积约减少五分之一，而不是剩余五分之一，故A错误； B、用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气，催化剂只能影响反应速率，不影响产生氧气的质量。有催化剂的反应速率快，至反应结束所需时间短，但最终生成氧气的质量应该相等，故B错误； C、加热一定量的高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾分解需要一定温度，刚开始温度较低不分解，达到一定温度开始分解，二氧化锰是生成物，随着反应的进行，二氧化锰的质量从0开始逐渐增加，至完全反应，不再发生改变，故C正确； D、向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液，二氧化锰在反应中作催化剂，反应前后质量和化学性质不变，只要过氧化氢溶液的质量不断增加，生成水的质量会不断增加，故D错误； 故选C。 13. 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______。 (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】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) 二氧化锰可加快过氧化氢分解速率，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；所以若反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，则二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。 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。 14. O2的制取及性质 (1)请写出仪器名称：E：_______。 (2)组装一套便于添加溶液的发生装置，需用到图中的仪器有_______(填标号)，将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是：_______。 (3)若用G装置收集氧气，当_______时开始收集，收集完氧气后，在水槽中用玻璃片_______(选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，取出集气瓶，_______(选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 (4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。 A组同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们可以选择图中的_______(选填编号)装置(气密性良好)进行验。实验中观察到试管内产生大量气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原是_______。 (5) 【性质实验】完善下列表格 【答案】(1)长颈漏斗 (2) ADE 将锥形瓶倾斜，用药匙(或纸槽)将二氧化锰送至锥形瓶底部，再使锥形瓶直立 (3) 当导管口有连续均匀气泡冒出 磨砂 正放 (4) D 加热时试管内水蒸气随氧气逸出 (5) cd 或 【详解】(1)根据图像，E为长颈漏斗。 (2) 为便于添加溶液，发生装置需选双孔塞A、锥形瓶D、长颈漏斗E，即ADE； 将二氧化锰粉未加入锥形瓶，需将锥形瓶倾斜，用药匙(或纸槽)将二氧化锰送至锥形瓶底部，再使锥形瓶直立。 (3) 用 G（排水法）收集氧气，当导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集(此时排出的是纯净氧气)； 玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口(磨砂面密封好)； 氧气密度比空气大，收集后正放在桌面。 (4) 加热双氧水制氧气，试管口需向上倾斜，且导管口不能伸入过长，选D； 带火星木条未复燃，因为加热时试管内水蒸气随氧气逸出，使木条不能复燃(水蒸气降低氧气浓度)。 (5) 细铁丝在氧气中燃烧，现象是剧烈燃烧、火星四射、放热、生成黑色固体，选cd； 铁丝燃烧生成四氧化三铁， 15. 学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动。某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度；于是，同学们对影响过氧化氢分解速度的某种因素进行探究。实验数据记录如下： (1)通过对比实验___________可知，反应物浓度大，反应速率快； (2)由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是___________； (3)另一组同学取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，如图甲所示装置，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。 ①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___________； ②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； ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明___________。 【答案】(1)②④ (2)温度为20℃，5%的过氧化氢溶液，二氧化锰作催化剂 (3)①猪肝块(或是新鲜猪肝块) ②放热 ③催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量 【详解】(1)实验②④中过氧化氢溶液的浓度不同，其他因素相同，可以探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响，由表中数据可知，相同条件下，过氧化氢溶液的浓度越大，收集等体积氧气所需时间越短，说明相同条件下，反应物浓度大，反应速率快； (2)实验室用过氧化氢制取氧气，需要操作简单，则应选择在常温下进行，且反应速率应适中，不能过快也不能过慢，方便收集气体，则应选择实验②的条件，即温度为20℃，5%的过氧化氢溶液，二氧化锰作化剂； (3)①由图可知，相同时间内猪肝块作催化剂时，装置内压强变化更大，说明相同时间内猪肝块作催化剂时，过氧化氢分解产生的氧气更多则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块； ②从曲线a、b的变化可以看出，气体压强先增大后减小，是因为反应产生气体使装置内压强增大，反应结束后温度降低使装置内压强减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应； ③该实验为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，曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3.2 制取氧气 01.学习目标 1.熟悉分解过氧化氢制取氧气的实验方法 2.认识催化剂，知道催化剂对化学反应的重要作用 3.了解分解反应的定义 重点 过氧化氢制取氧气的方法 催化剂和催化作用，分解反应 难点 实验室制取氧气实验装置的选择 02. 思维导图 03. 新知导学 1、 分解过氧化氢制取氧气 1. 实验用品：过氧化氢溶液、二氧化锰、锥形瓶、分液漏斗（或长颈漏斗）、木条、集气瓶、水槽、双孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、玻璃片、火柴。 过氧化氢溶液俗称“双氧水”，是一种无色透明的液体，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气，但分解速度很慢，在医疗上可用于消毒防腐；二氧化锰通常呈现为深黑色或灰黑色粉末状固体。 2. 反应原理 文字表达式： 符号表达式： 3. 实验装置（实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置） 发生装置： 装置（固体和液体反应类型，不需要加热） 收集装置：排水法、向上排空气法 4. 实验步骤 a. 检查装置的气密性 b. 向锥形瓶中加入二氧化锰固体 c. 塞好带有分液漏斗（或长颈漏斗）和导管的双孔橡胶塞 d. 向分液漏斗（或长颈漏斗）中加入过氧化氢溶液 e. 用排水法（或向上排空气法）收集气体 【易错提醒】 ①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但长颈漏斗的下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； ②气密性检查：将止水夹关闭，打开分液漏斗，向漏斗中加入水，水面不持续下降，说明气密性良好； ③装药品时，先装固体，后装液体； ④长颈漏斗与分液漏斗的区别： 长颈漏斗 分液漏斗 图片 区别 通常具有一个细长的颈部 有一个较宽的底部和一个细长的颈部 装置优点 有助于控制液体的流速，减少溶液溅出，减少气泡的产生 底部较宽的设计便于容纳混合液体，而细长的颈部则有助于精确控制液体的流出 【知识拓展】 固液（或液液）常温型 装置 分液漏斗液可以用注射器代替 原理 仪器组装便捷 液体药品反应完后，可以通过长颈漏斗补加液体药品 通过分液漏斗活塞控制滴加液体的速率，来控制反应速率 关闭弹簧夹，试管内气压增大，液体沿长颈漏斗上升，试管内液面下降，与固体分离，反应停止； 打开弹簧夹，在重力的作用下，长颈漏斗内液面下降，试管内液面上升，与固体接触，反应发生 装置优点 安装便捷 便于添加液体药品 可控制反应速率 可随时控制反应的发生和停止 适用范围 可用于制取少量气体 用于平稳反应并制取较多气体 用于剧烈反应并制取较多气体 用于平稳反应并持续时间较长的气体制取 5. 探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 实验示意图 实验编号 实验步骤 实验现象 实验分析 （1） 在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象 带火星的木条不复燃 常温下，过氧化氢溶液分解缓慢，放出的氧气很少 （2） 向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管中，观察现象 带火星的木条复燃 二氧化锰使过氧化氢溶液分解加速 （3） 待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管中，观察现象。待试管中又没有现象发生时，重复上述操作，观察现象 带火星的木条复燃 二氧化锰不变的情况下，过氧化氢溶液继续分解 结论 二氧化锰能 过氧化氢的分解速率，且反应前后的 和 不改变 2、 催化剂（触媒） 1. 催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反速率，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作催化剂。 2. 催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 3. 特点 一变两不变 【注意事项】 ①催化剂不能改变生成物的质量，不能控制反应的发生和停止； ②催化剂不是反应物、也不是生成物； ③同一化学反应不一定只有一种催化剂；（在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂除了可以用二氧化锰，还可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜等）同一种物质可以在不同的化学反应中起催化作用；（二氧化锰既能催化过氧化氢溶液分解，还能催化氯酸钾分解） 4. 验证某物质是催化剂 （1） 将反应后的混合物过滤、洗净、干燥、称量，先验证物质质量反应前后相等； （2） 将反应后的物质重复原实验，发现该物质仍具有催化作用，即化学性质反应前后不变。 5. 催化剂的作用 催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂。 院士（1924-2016），2007年度国家最高科学技术奖获得者，我国炼油催化剂制造技术奠基人。 3、 分解反应 1. 定义：由 反应物生成 或 其他物质的反应，叫做分解反应。 2. 分解反应与化合反应区别 分解反应 化合反应 定义 由 反应物生成 或 其他物质的反应 由 或 物质生成另 物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+…… A+B+……→X 举例 关系 化合反应和分解反应都是化学反应的基本反应类型，二者属于并列关系，互不交叉。 四、实验探究的一般思路 化学实验是学习化学的基本方法，时开展实验探究的重要方式。通常情况下，实验探究的一般思路可归纳为： 04夯实基础 1．化学是一门以实验为基础的学科，实验室中的下列方案设计中，不正确的是（） A．用二氧化锰区分水和过氧化氢溶液 B．用蒸发的方法区分蒸馏水和自来水 C．用燃着的木条鉴别氧气、空气和二氧化碳3瓶气体 D．用口尝一尝的方法区分食醋与酒精 2．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（） A．先向锥形瓶内倒入过氧化氢溶液，再放二氧化锰 B．该装置的优点是可控制反应速率 C．将集满气体的集气瓶正放在桌面上 D．用带火星木条伸入集气瓶中验满 3. 下列实验操作不正确的是（） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和氧气 带火星的木条伸入集气瓶 B 收集较纯净的氧气 用排水法，若导管口冒气泡连续均匀开始收集 C 检验蜡烛燃烧后的白烟是否为可燃物 用燃着的火柴去点燃白烟 D 鉴别过氧化氢溶液和水 观察颜色 A. A B．B C．C D．D 4．下列有关催化剂的说法正确的是（） A．催化剂一定加快反应速率 B．一种催化剂只能催化一种反应 C．使用催化剂可以增加产量 D．催化剂在化学反应中起到的作用是催化作用 5．如图所示同学们利用生活中简单的材料制作了便于携带的简易供氧器。过碳酸钠固体易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢。下列说法不正确的是（） A．过碳酸钠需密封保存 B．二氧化锰起催化作用 C．可通过加湿仓控制产生氧气的速率 D．该装置体现了氧气不易溶于水 6．下列有关叙述、对应的文字表达式和基本反应类型均正确的是（） 7．化学概念在逻辑上存在如图所示的几种关系，则对下列概念的说法中，正确的是（） A．氧化反应与分解反应属于包含关系 B．物理性质与化学性质属于交叉关系 C．化学反应与分解反应属于并列关系 D．氧化反应与化合反应属于交叉关系 8．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．甲和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 B．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丁对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 D．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 9．基于高原旅行者设计和制作简易供氧器，需要满足的基本要求不包括（） A．制氧原材料价廉物美，方便携带 B．能持续供氧，供氧过程不产生有害气体 C．参加反应的相关化学物质必须易溶于水 D．设计气流阀门，调控气流速度 10．实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理是（） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 11．家用制氧机的制氧原理是在水环境中，利用过碳酸钠分解制得，在催化下产生。图1是制氧装置图，图2是反应速率（v）、反应物浓度（c）与不同季节的关系图。下列说法不正确的是（） A．制氧机得到的氧气一定是不纯的 B．乙仓中的二氧化锰可以反复使用 C．夏天鱼缸氧气含量下降，可用该仪器救急 D．为保证制氧速率不变，夏季水位线应比冬季低 12．下列图像能正确反映对应的变化关系的是（） A．图①：利用红磷燃烧探究空气中氧气的含量 B．图②：用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气 C．图③：加热一定量的高锰酸钾制取氧气 D．图④：向一定量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液 13. 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______。 (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 14. O2的制取及性质 (1)请写出仪器名称：E：_______。 (2)组装一套便于添加溶液的发生装置，需用到图中的仪器有_______(填标号)，将二氧化锰粉末加入锥形瓶的操作是：_______。 (3)若用G装置收集氧气，当_______时开始收集，收集完氧气后，在水槽中用玻璃片_______(选填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口，取出集气瓶，_______(选填“正放”或“倒放”)在桌面上。 (4)【拓展延伸】研究和控制化学反应条件有重要意义。 A组同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们可以选择图中的_______(选填编号)装置(气密性良好)进行验。实验中观察到试管内产生大量气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原是_______。 (5) 【性质实验】完善下列表格 15. 学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动。某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度；于是，同学们对影响过氧化氢分解速度的某种因素进行探究。实验数据记录如下： (1)通过对比实验___________可知，反应物浓度大，反应速率快； (2)由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是___________； (3)另一组同学取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，如图甲所示装置，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。 ①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___________； ②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； ③曲线a、b最终达到相同的压强，说明___________。 学科网（北京）股份有限公司 $$