课题3 制取氧气（8大题型专项训练，广东专用）化学新教材人教版九年级上册

课题3 制取氧气 题型01 工业制取氧气 题型02 实验室制取氧气的试剂和原理 题型03 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 题型04 实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项 题型05 氧气的检验和验满 题型06 探究过氧化氢分解制取氧气反应中二氧化锰的作用 题型07 催化剂 题型08 分解反应 题型01 工业制取氧气 1.方法：一般采用分离液态空气法。 2.原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 3.储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 【典例1】（2024九上·广东南海期中）下图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是 A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是化学变化 C．说明液氧比液氮沸点低 D．该液体物质是纯净的氧气 【变式1-1】（2025九下·广东广州期中）氧气是重要资源，关于氧气说法正确的是 A．液氧是火箭发动机的燃料 B．食品包装里充的是氧气来保鲜 C．空气是制取氧气最廉价易得的原料 D．氧气是植物光合作用的原料 【变式1-2】如图是工业分离液态空气制取氧气的有关流程，下列说法不正确的是 A．用带火星的木条可以区分空气、氧气和氮气 B．空气中含有大量氧气，其体积分数大约为21% C．气体通过膜分离器进入氧气储罐的过程中未发生化学变化 D．上述制取氧气的方法主要是利用液态纯净物沸点不同这一性质 【变式1-3】（2025九上·广东潮南月考）分离空气法和分子筛吸附法是工业上常用的制氧方法。 （1）图1是分离空气法的简易流程。 ①该方法利用了空气中各成分的　 　不同，最先汽化出的物质是　 　 ②分离出的氧气一般储存在　 　色钢瓶中。 （2）某分子筛制氧机采用变压吸附制氧技术(如图2)，当空气进入装有分子筛的床层时，分子筛吸附氮气，这样可以获得高浓度的氧气。 ①根据上述信息可知，分子大小：氮分子　 　 氧分子(填“>”或“<”)。 ②)该分离过程发生的是　 　变化(填“物理”或“化学”)，你判断的依据是　 　 ③由此方法制得的气体属于　 　(填“纯净物”或“混合物”)。(写一条，下同)。相比分离空气法，该制氧技术的优点是　 　 （3）工业上选用空气作原料制取氧气的原因是　 　 题型02 实验室制取氧气的试剂和原理 1、 氧气的实验室制法之一—加热高锰酸钾制取氧气。 （1） 试剂：高锰酸钾加热 （2） 原理：高锰酸钾 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 2、 氧气的实验室制法之二—过氧化氢制取氧气 （1） 试剂：过氧化氢溶液和二氧化锰二氧化锰 （2） 原理：过氧化氢 → 水 + 氧气 【典例2】利用下列原理制取氧气，具有反应快操作简便能耗少无污染的是(　　)加热 二氧化锰 加热 A．KClO3 → KCl + O2 B．2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2加热 二氧化锰 C．H2O2 → H2O + O2 D．HgO → Hg + O2 【变式2-1】潜艇中的氧气再生装置，有以下几种制氧的方法： ①加热高锰酸钾 ②电解水 ③在常温下过氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气 其中第　　 　 种方法最好，（填序号）反应原理是　 　 （写反应的文字表达式）优点：　 　 （答两点） 【变式2-2】如图是某同学构建的关于氧气的部分知识网络，请据图回答： （1）实验室制取氧气的反应文字表达式　 　 （任写一个）． （2）铁在氧气中燃烧的现象是　 　 ．Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是　 　 （写一条） （3）从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系：正面　 　 ，反面　 　 ． 【变式2-3】（2024九上·南山期中 节选）近年来，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 （一）化学药剂制氧机：如图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。 在反应仓中首先加入水、粉末状过碳酸钠（2Na2CO3·H2O2），然后加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。 （1）该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步：________（写出相关反应的文字表达式） （2）该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧化氢溶液的原因______（填序号）。 A. 产物无污染 B. 制取成本更低 C. 储存和运输更方便 （3）根据以上原理分析，向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，自制制氧剂过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表： 温度范围/℃ 5-10 10-15 15-20 20-25 过碳酸钠的产率/% 84.49 85.78 88.38 83.01 ①分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是________℃。 ②温度过高，产率反而降低，从制备过碳酸钠原料的性质分析产率降低的原因可能是________。 题型03 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 发生装置 固体加热型 收集装置 ①向上排空气法适合密度大于空气的气体 ②排水法适合溶解性小不与水反应的气体 【典例3】（2025·广东河源模拟）下列有关气体的实验室制取、收集、检验操作错误的是 A．高锰酸钾制取氧气 B．制取二氧化碳 C．收集氧气和二氧化碳 D．检验氧气 【变式3-1】（2025·广东连州模拟）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列装置或操作错误的是 A．检查装置的气密性 B．发生装置 C．收集氧气 D．验证氧气 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】（2025·广东模拟）实验室用KMnO4制取O2时不会用到的仪器装置是 A． B． C． D． 【变式3-3】（2025九上·广东湛江期末）气体的制取与性质实验是初中化学实验的重要内容。 Ⅰ.气体的制取实验 （1）图1中仪器①的名称为________。 （2）实验室加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为________，选择并组装发生和收集装置，正确的连接顺序为________（填接口处字母）。 （3）装置B、C都可以作为实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置，与装置C相比，装置B的优点是________。 Ⅱ.气体的性质实验 （4）木炭燃烧实验（如图2）。加热后的木炭在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧，________（填实验现象），放出热量。燃烧现象不同的原因是________。 （5）二氧化碳性质实验（如图3）。当观察到短蜡烛熄灭时，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭。从二氧化碳性质的角度分析原因：________。 （6）氢气性质实验（如图4）。用排水法收集到一瓶氢气，倒置于铁架台上，将一根点燃的蜡烛缓慢插入瓶中，瓶口有一团火焰，插入瓶中后蜡烛熄灭了。上述实验及操作能说明的是________（多选，填序号）。 A. 氢气能支持燃烧 B. 氢气具有可燃性 C. 氢气的密度比空气小 D. 氢气难溶于水 题型04 实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项 1、实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤—查、装、定、点、收、离、熄 （1） 检查装置的气密性 （2）装入药品 （3）固定试管 （4）点燃酒精灯 （5）收集氧气 （6）撤离导管 （7）熄灭酒精灯 2、实验室用高锰酸钾制取氧气的操作注意事项 ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出。 ②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂。 ④加热时，现将酒精灯在试管下来回移动，使试管均匀受热，再集中对试剂部位加热。 ⑤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。 ⑥停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流进试管使试管炸裂。 【典例4】（2025九上·广东福田期末）实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下操作步骤： ①加热 ②检查装置的气密性 ③装入高锰酸钾并在试管口放一团棉花 ④用排水法收集氧气 ⑤从水槽中取出导管 ⑥熄灭酒精灯 其中操作顺序正确的是 A．①③②⑤④⑥ B．③①②④⑥⑤ C．②③①④⑥⑤ D．②③①④⑤⑥ 【变式4-1】（2024九上·广东珠海期中）利用加热高锰酸钾与排水法制取氧气的先后顺序中，正确的是 A．检查装置气密性时，先用双手紧贴试管外壁，再将导管的一端浸入水中 B．给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热 C．收满后，先将集气瓶移出水面，再盖住玻璃片 D．实验结束后，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 【变式4-2】（2025九上·广东龙岗月考）实验室用如图所示装置制取和收集氧气，下列操作不正确的是 A．先放好酒精灯，再将试管固定在合适高度 B．先将试管预热，再把火焰对准放固体部位 C．集气瓶充满氧气后，先盖上玻璃片，再移出水面，将集气瓶正放在桌面上 D．实验结束后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【变式4-3】图1是实验室制取氧气的一些装置，据图回答有关问题．（以下所选装置均填装置序号） （1）写出指定仪器的名称：①　 　；②　 　 ． （2）若以高锰酸钾为原料，用C、D装置制取、收集氧气时，C装置中一处明显的错误是　 　；试管口略向下倾斜的原因是　 　；实验结束时，应先　 　，后　 　． （3）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂．你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是　 　 ；如果用图2装置收集乙炔，气体应从　 　 （填“a”或“b”）端管口通入． 题型05 氧气的检验和验满 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，表明是氧气 验满方法 1.用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条平放在集气瓶口，如果木条复燃，表明氧气已收集满 2.用排水法收集氧气时，当有较大气泡从瓶口冒出时，表明氧气已收集满 【典例5】（2025九上·广东深圳期中）正确操作是化学实验成功的基础，下列操作正确的是（　　） A．用滴管取液体 B．氧气的验满 C．过滤泥水 D．取用固体粉末 【变式5-1】（2025九上·广东广州月考）可以一次性鉴别出空气、氧气、二氧化碳三瓶气体的正确方法是 （　　） A．分别加入适量澄清石灰水 B．将带火星的木条分别伸入瓶中 C．将燃着的木条分别伸入瓶中 D．分别加入蒸馏水 【变式5-2】（2025九上·广东龙岗月考）下列对于相关实验的方案和结论分析不正确的是 选项 A B C D 实验目的 测定空气中氧气的含量 检验一瓶气体是否是氧气 探究铁丝能否在氧气中燃烧 探究蜡烛熄灭后白烟的成分 实验方案 实验结论 氧气约占空气总体积的 该瓶气体是氧气 铁丝能在氧气中燃烧 白烟是石蜡小颗粒 A．A B．B C．C D．D 【变式5-3】（2024九上·广州期中）化学小组的同学们利用如图所示仪器做实验，请回答相关问题。 （1）小新取一定量高锰酸钾制取纯净的。小新还应选用的如图仪器是　 　（填字母编号），还需补充的实验用品是　 　，写出反应的符号表达式　 　，该反应的基本类型是　 　，加热时，试管口要略向下倾斜的原因是　 　。 （2）已知氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水，若在实验室中制取氯化氢，则应该选用的收集装置为　 　。 （3）实验室用若用排水法收集氧气，收集满的现象是　 　。若用如右图装置收集氧气，验满时将带火星的木条放在　 　（填“a”或“b”）端，若复燃，则集满氧气。 题型06 探究过氧化氢分解制取氧气反应中二氧化锰的作用 实验编号 现象 分析 （1） 木条不复燃 常温下，过氧化氢分解缓慢 （2） 产生大量气泡，木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 （3） 产生大量气泡，木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，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的分解速率，且反应前后的化学性质不改变 【典例6】（2025·广东高州模拟）某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法正确的是 A．对比实验甲和丁，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．对比实验甲和乙，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 【变式6-1】（2025·广东深圳模拟）兴趣小组为了比较二氧化锰和绿豆面对H2O2溶液分解的催化效果，接下图左装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂充分接触，用压强传感器记录瓶内气压的变化。第一次用二氧化锰作催化剂进行实验，第二次用绿豆面作催化剂，采集图像如下图右。则下列说法错误的是 A．化学反应前后催化剂的化学性质不变 B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好 C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小 D．反应结束、恢复至室温后，二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多 【变式6-2】（2025·广东深圳模拟）兴趣小组为了比较二氧化锰和绿豆面对H2O2溶液分解的催化效果，接下图左装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂充分接触，用压强传感器记录瓶内气压的变化。第一次用二氧化锰作催化剂进行实验，第二次用绿豆面作催化剂，采集图像如下图右。则下列说法错误的是 A．化学反应前后催化剂的化学性质不变 B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好 C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小 D．反应结束、恢复至室温后，二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多 【变式6-3】（2025九上·广州月考）为比较二氧化锰的用量对过氧化氢分解反应的催化效果，某化学小组进行如下探究： （1）请写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式或文字表达式：　 　。 【定性研究】 （2）如图甲，实验前应先检查　 　。用手捂住锥形瓶，若观察到　 　，则说明该装置不漏气。如图乙，可通过观察　 　来比较不同用量的二氧化锰的催化效果。 【定量研究】 （3）取25 mL 5%的过氧化氢溶液，分别将0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g二氧化锰装入锥形瓶中，塞紧橡胶塞，倾斜试管使试剂充分混合，测得装置内压强随时间的变化如图丙所示(产生氧气的体积用装置内压强表示，在等温条件下，产生氧气的体积与装置内压强成正比)，由此可得出的结论是：相同质量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰的质量越多，产生氧气的速率就越　 　，但是产生氧气的总体积　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。 【深入研究】 （4）在过氧化氢分解过程中，二氧化锰的质量是否发生了变化？ 猜想1：二氧化锰的质量不变；猜想2：二氧化锰的质量增加；猜想3：二氧化锰的质量减少。 你认为猜想　 　(填“1”“2”或“3”)是正确的，请设计实验验证。 实验操作 实验现象及结论 　 　 　 　 题型07 催化剂 1、催化剂定义：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 在反应前后都没有发生变化的物质。 2、催化剂特点：“一变两不变” 一变：其他物质的化学反应速率 ；（可以加快也可以减慢） 两不变：本身的质量和化学性质。（物理性质可以改变） 3、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 4、注意事项： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③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。 【典例7】（2025九上·广东惠州期末）下列实验设计不能达到目的的是 A.探究空气中氧气的体积分数 B.区分硬水和软水 C.探究燃烧的必要条件 D.研究二氧化锰的催化作用 A．A B．B C．C D．D 【变式7-1】（2025九上·广东榕城期末）上海科学家经过近两年的探索，筛选尝试了大量金属、合金催化剂，最终发现由金属钯、锡组成的合金催化剂，只需非常低的电压，就能够将所输入电能的99%用于驱动二氧化碳转化为甲酸，有效达成“碳中和”。下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变 【变式7-2】（2025九下·广东深圳月考）为比较二氧化锰与氧化铜的催化效果，按图1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2所示。下列说法错误的（　　） ​ A．该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好 B．化学反应速率与催化剂的种类有关 C．可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果 D．实验后两瓶中产生的氧气质量不同 【变式7-3】（2025九上·广东东莞期末）逻辑推理是化学学习常用的思维方法．某研究性学习小组在“寻找新的催化剂”的实验中发现：将部分生锈的铁钉放入过氧化氢溶液，也可以加快过氧化氢的分解速率。于是他们对此展开探究： 【提出问题】什么物质是该反应的催化剂？ 【猜想与假设】 （1）猜想一：铁钉表面含有的氧化铁是过氧化氢分解的催化剂； 猜想二：铁钉里的________是过氧化氢分解的催化剂。 【进行实验】 （2）请完善下面表格。 实验操作 实验现象 实验结论 实验Ⅰ：取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定质量的氧化铁粉末，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象 ________ 猜想一成立 实验Ⅱ：取________的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入相同质量的铁粉，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象 无明显现象 【交流讨论】同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨，实验Ⅰ还不能够确切地说明氧化铁就是过氧化氢分解的催化剂。 【继续探究】小组同学补做以下实验，进而确认了该实验结论。 （3）①实验前称量氧化铁粉末的质量为； ②完成实验Ⅰ： ③待反应结束，将实验Ⅰ试管里的物质进行过滤、洗涤、干燥，称量氧化铁粉末的质量为，且________（填“>”“=”或“<”）； ④把它再加到5%的过氧化氢溶液中，________，观察到产生大量气泡，小木条复燃。该步骤的目的是________ ⑤写出该反应的化学方程式是________。 【拓展延伸】 （4）为探究氧化铁的催化效果，小组同学将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b，只向b中加入少量氧化铁，另一份不做处理．则生成氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系的图像正确的是______（填字母）。 A. B. C. D. 题型08 分解反应 1、定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 2、特征：一变多，通式：A→B+C+……。 3、分解反应与化合反应之间的关系：并列关系。 【典例8】（2024八上·广东广州期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【变式8-1】（2025·广东潮南模拟）炉甘石的主要成分为碳酸锌，碳酸锌高温分解产生氧化锌和二氧化碳，下列说法正确的是（　　） A．该反应为分解反应 B．碳酸锌中碳元素为＋2价 C．锌元素是人体必需的常量元素 D．人体内缺锌会引起贫血 【变式8-2】（2024九上·广东渝中期中）化学概念在逻辑上存在如图所示关系，对下列概念间关系说法正确的是 A．纯净物与混合物属于包含关系 B．分解反应与化合反应属于并列关系 C．氧化反应与化合反应属于并列关系 D．氧化反应与缓慢氧化属于交叉关系 【变式8-3】（2024九上·广东汕尾期中）已知A~G都是初中化学常见的物质，通常状况下，A、C为无色液体，且组成元素相同。D、E为气体，他们之间的转化关系如图所示（反应条件已省略）。回答下列问题： （1）写出A的化学式：　 　，C的名称：　 　。 （2）物质B在反应①中的作用是　 　。 （3）写出反应②的符号表达式　 　；该反应的基本反应类型为　 　。 （4）若物质F在D中剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热并生成一种黑色固体， 写出反应③的符号表达式　 　。 （5）若反应③中发出明亮的蓝紫色火焰，写出反应③的符号表达式　 　。 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 制取氧气 题型01 工业制取氧气 题型02 实验室制取氧气的试剂和原理 题型03 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 题型04 实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项 题型05 氧气的检验和验满 题型06 探究过氧化氢分解制取氧气反应中二氧化锰的作用 题型07 催化剂 题型08 分解反应 题型01 工业制取氧气 1.方法：一般采用分离液态空气法。 2.原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，属于物理变化。 3.储存：为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 【典例1】（2024九上·广东南海期中）下图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是 A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是化学变化 C．说明液氧比液氮沸点低 D．该液体物质是纯净的氧气 【答案】A 【解析】A、该方法是利用分离液态空气获得氧气，空气来源广泛，符合题意； B、该分离过程，只是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意； C、分离液态空气时，氮气先分离出来，说明液氮比液氧的沸点低，不符合题意； D、该液体物质是由氧气、稀有气体等混合而成，属于混合物，不符合题意。 故答案为：A. 【变式1-1】（2025九下·广东广州期中）氧气是重要资源，关于氧气说法正确的是 A．液氧是火箭发动机的燃料 B．食品包装里充的是氧气来保鲜 C．空气是制取氧气最廉价易得的原料 D．氧气是植物光合作用的原料 【答案】C 【解析】A、液氧具有助燃性，是火箭发动机的助燃剂，但不能用作燃料，不符合题意； B、氧气化学性质比较活泼，易使食品腐烂，不符合题意； C、空气中含有21%体积的氧气，利用分离液态空气可获得氧气，空气是制取氧气最廉价易得的原料 ，符合题意； D、氧气是植物光合作用的产物，而非原料，不符合题意； 故答案为：C。 【变式1-2】如图是工业分离液态空气制取氧气的有关流程，下列说法不正确的是 A．用带火星的木条可以区分空气、氧气和氮气 B．空气中含有大量氧气，其体积分数大约为21% C．气体通过膜分离器进入氧气储罐的过程中未发生化学变化 D．上述制取氧气的方法主要是利用液态纯净物沸点不同这一性质 【答案】A 【解析】A、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，空气和氮气均不能使带火星的木条复燃，无法区分空气和氮气，该说法错误，符合题意； B、空气中含有大量的氧气，氧气约占空气体积的21%，该说法正确，不符合题意； C、气体通过膜分离器进入氧气储罐的过程中，该过程中只是将氮气和其他气体分离，并无新物质生成，属于物理变化，该说法正确，不符合题意； D、上述制取氧气的方法主要是利用液氮和液氧沸点的不同将其分离，该说法正确，不符合题意。 故答案为：A. 【变式1-3】（2025九上·广东潮南月考）分离空气法和分子筛吸附法是工业上常用的制氧方法。 （1）图1是分离空气法的简易流程。 ①该方法利用了空气中各成分的　 　不同，最先汽化出的物质是　 　 ②分离出的氧气一般储存在　 　色钢瓶中。 （2）某分子筛制氧机采用变压吸附制氧技术(如图2)，当空气进入装有分子筛的床层时，分子筛吸附氮气，这样可以获得高浓度的氧气。 ①根据上述信息可知，分子大小：氮分子　 　 氧分子(填“>”或“<”)。 ②)该分离过程发生的是　 　变化(填“物理”或“化学”)，你判断的依据是　 　 ③由此方法制得的气体属于　 　(填“纯净物”或“混合物”)。(写一条，下同)。相比分离空气法，该制氧技术的优点是　 　 （3）工业上选用空气作原料制取氧气的原因是　 　 【答案】（1）沸点；氮气；蓝 （2）>；物理；没有生成新物质；混合物；操作简便(合理即可) （3）空气廉价易得(合理即可) 【解析】（1） ① 分离液态空气法制取氧气，是利用液氧和液氮的沸点不同，由于氮气的沸点低，所以最先气化出的物质是氮气； ② 分离出的氧气一般储存在蓝色的钢瓶中； 故答案为：① 沸点；氮气；②蓝； （2）①根据图示可知，氮分子不能通过分子筛，氧分子能够通过分子筛，所以氮分子>氧分子； ② 该分离过程没有新物质生成，属于物理变化； ③由两种或两种以上物质组成的属于混合物， 由此方法制得的富氧空气还混有少量稀有气体等其他成分，属于混合物。相比分离空气法，该制氧技术的优点是操作简便，节约能源等； 故答案为：①> ；②物理；没有生成新物质；③混合物；操作简便（合理即可）。 题型02 实验室制取氧气的试剂和原理 1、 氧气的实验室制法之一—加热高锰酸钾制取氧气。 （1） 试剂：高锰酸钾加热 （2） 原理：高锰酸钾 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 2、 氧气的实验室制法之二—过氧化氢制取氧气 （1） 试剂：过氧化氢溶液和二氧化锰二氧化锰 （2） 原理：过氧化氢 → 水 + 氧气 【典例2】利用下列原理制取氧气，具有反应快操作简便能耗少无污染的是(　　)加热 二氧化锰 加热 A．KClO3 → KCl + O2 B．2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2加热 二氧化锰 C．H2O2 → H2O + O2 D．HgO → Hg + O2 【答案】C 【解析】A、此反应快但操作复杂，需要加热，需要耗能； B、此反应操作复杂，需要加热，需要耗能； C、此反应快操作简便能耗少无污染，生成物为水和氧气； D、此反应操作复杂，需要加热，需要耗能，且污染环境． 故答案为C． 【变式2-1】潜艇中的氧气再生装置，有以下几种制氧的方法： ①加热高锰酸钾 ②电解水 ③在常温下过氧化钠固体与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气 其中第　　 　 种方法最好，（填序号）反应原理是　 　 （写反应的文字表达式）优点：　 　 （答两点） 【答案】③；过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气；不消耗其它能源，操作简单 【解析】解：①KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑实验装置复杂，且需要加热 ②水氢气+氧气（通电），消耗大量的能源，装置较复杂 ③过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气，装置简便，在常温下可反应，不需要消耗其它能源，原料易得 故答案为：③；过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气；不消耗其它能源，操作简单． 【变式2-2】如图是某同学构建的关于氧气的部分知识网络，请据图回答： （1）实验室制取氧气的反应文字表达式　 　 （任写一个）． （2）铁在氧气中燃烧的现象是　 　 ．Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是　 　 （写一条） （3）从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系：正面　 　 ，反面　 　 ． 【答案】过氧化氢水+氧气；剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体；都是氧化反应（或都放出热量）；天然气燃烧，提供能量；铁生锈，浪费金属资源 【解析】 （1）三种方案都能够用于实验室制取氧气，其中较简单环保的方法是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气； （2）铁在氧气中燃烧的现象是燃烧时剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体；物质的燃烧和缓慢氧化的共同点：都是氧化反应（或都放出热量）； （3）任何事物都有两面性，如正：CH4燃烧，提供能量 反：铁生锈，浪费金属资源（合理即可）． 答案： （1）过氧化氢水+氧气 （2）剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体 都是氧化反应（或都放出热量） （3）正：天然气燃烧，提供能量 反：铁生锈，浪费金属资源 【变式2-3】（2024九上·南山期中 节选）近年来，制氧机需求旺盛，市场上出现多种类型的制氧机。 （一）化学药剂制氧机：如图1是某品牌制氧机的工作原理示意图。 在反应仓中首先加入水、粉末状过碳酸钠（2Na2CO3·H2O2），然后加入粉末状二氧化锰，即产生氧气。 （1）该制氧机的制氧原理： 第一步： 第二步：________（写出相关反应的文字表达式） （2）该制氧机的制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧化氢溶液的原因______（填序号）。 A. 产物无污染 B. 制取成本更低 C. 储存和运输更方便 （3）根据以上原理分析，向饱和碳酸钠溶液中加入过氧化氢溶液，自制制氧剂过碳酸钠。已知过碳酸钠的产率与反应温度的关系如下表： 温度范围/℃ 5-10 10-15 15-20 20-25 过碳酸钠的产率/% 84.49 85.78 88.38 83.01 ①分析数据，制备过碳酸钠的最佳温度范围是________℃。 ②温度过高，产率反而降低，从制备过碳酸钠原料的性质分析产率降低的原因可能是________。 【答案】(1) 过氧化氢水+氧气 (2) C (3) 15-20 温度高，过氧化氢分解速率加快 【解析】（1）加入粉末状二氧化锰，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。 （2）A.过碳酸钠最终生成碳酸钠、 水和氧气，过氧化氢溶液最终分解生成水和氧气，产物均无污染，则产物无污染不是制氧剂选择过碳酸钠固体而不直接选择过氧化氢溶液的原因，不符合题意； B.过氧化氢溶液易分解变质，相对制取成本更高，不符合题意； C.过碳酸钠是固体，过氧化氢溶液是液体，故过碳酸钠储存和运输更方便，更适合作制氧剂，符合题意。 故答案为：C. （3）①由表格信息可知，温度范围为（15-20）℃时，过碳酸钠的产率最高，则制备过碳酸钠的最佳温度范围是15-20℃； ②温度过高，产率反而降低，从制备过碳酸钠原料的性质分析产率降低的原因可能是温度高，过氧化氢分解速率加快。 题型03 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置 发生装置 固体加热型 收集装置 ①向上排空气法适合密度大于空气的气体 ②排水法适合溶解性小不与水反应的气体 【典例3】（2025·广东河源模拟）下列有关气体的实验室制取、收集、检验操作错误的是 A．高锰酸钾制取氧气 B．制取二氧化碳 C．收集氧气和二氧化碳 D．检验氧气 【答案】B 【解析】A. 用高锰酸钾制取氧气，属于固固加热型反应，加热时，应用外焰加热，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管，且应在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，故正确，不符合题意； B. 实验室制取二氧化碳，长颈漏斗下端应伸入液面以下，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出，故错误，符合题意； C. 氧气和二氧化碳密度均大于空气的密度，可以选择向上排空气法收集，故正确，不符合题意； D. 氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故正确，不符合题意。 故答案为：B。 【变式3-1】（2025·广东连州模拟）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列装置或操作错误的是 A．检查装置的气密性 B．发生装置 C．收集氧气 D．验证氧气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A、检查装置气密性时，将导管一端浸入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好，A正确； B、实验室用高锰酸钾制取氧气，反应物高锰酸钾是粉末状固体且反应需要加热，发生装置应选用固体加热型，且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，B正确； C、氧气不易溶于水、密度比水小，用排水法收集氧气时，氧气应从短管通入，水从长管排出，C错误； D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，可将带火星的木条伸入集气瓶中验证氧气，D正确。 故答案为：C。 【变式3-2】（2025·广东模拟）实验室用KMnO4制取O2时不会用到的仪器装置是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A、实验室用高锰酸钾制氧气时，反应物是固体，反应条件为加热，发生装置为故体加热型，需要用到酒精灯、试管，并在试管口放一团棉花，故A不符合题意； B、实验室用高锰酸钾制氧气时，反应物是固体，反应条件为加热，发生装置为固体加热型，图中装置为固液常温型，不适用于高锰酸钾制氧气，故B符合题意； C、密度比空气大的气体采用向上排空气法进行收集，氧气密度比空气大，适宜用向上排空气法收集，故C不符合题意； D、实验室用高锰酸钾制氧气，反应条件为加热，需要用酒精灯作为热源，故D不符合题意。 故答案为：B。 【变式3-3】（2025九上·广东湛江期末）气体的制取与性质实验是初中化学实验的重要内容。 Ⅰ.气体的制取实验 （1）图1中仪器①的名称为________。 （2）实验室加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为________，选择并组装发生和收集装置，正确的连接顺序为________（填接口处字母）。 （3）装置B、C都可以作为实验室制取二氧化碳和氢气的发生装置，与装置C相比，装置B的优点是________。 Ⅱ.气体的性质实验 （4）木炭燃烧实验（如图2）。加热后的木炭在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧，________（填实验现象），放出热量。燃烧现象不同的原因是________。 （5）二氧化碳性质实验（如图3）。当观察到短蜡烛熄灭时，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭。从二氧化碳性质的角度分析原因：________。 （6）氢气性质实验（如图4）。用排水法收集到一瓶氢气，倒置于铁架台上，将一根点燃的蜡烛缓慢插入瓶中，瓶口有一团火焰，插入瓶中后蜡烛熄灭了。上述实验及操作能说明的是________（多选，填序号）。 A. 氢气能支持燃烧 B. 氢气具有可燃性 C. 氢气的密度比空气小 D. 氢气难溶于水 【答案】(1) 分液漏斗 (2) ad (3) 可以控制反应速率 (4) 发出白光 氧气浓度不同 (5) 二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧 (6) B，C，D 【解析】（1）仪器①的名称为分液漏斗； （2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气的化学方程式为，该反应为固体加热型，则选择发生装置A，氧气的密度比空气大，氧气应从D装置的导管d端通入，则正确的连接顺序为ad； （3）装置B中的分液漏斗可以控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率，则装置B的优点是可以控制反应速率； （4）加热后的木炭在空气中红热，木炭在氧气中剧烈燃烧发出白光放出热量，燃烧现象不同的原因是氧气浓度不同； （5）由于二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧，则当观察到短蜡烛熄灭时，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭； （6）A、插入瓶中后蜡烛熄灭了，说明氢气不能支持燃烧，该说法错误，不符合题意； B、将一根点燃的蜡烛缓慢插入瓶中，瓶口有一团火焰，说明氢气具有可燃性，该说法正确，符合题意； C、用排水法收集到一瓶氢气倒置于铁架台上，说明氢气的密度比空气小，该说法正确，符合题意； D、用排水法收集到一瓶氢气，说明氢气难溶于水，该说法正确，符合题意。 故答案为：BCD. 题型04 实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项 1、实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤—查、装、定、点、收、离、熄 （1） 检查装置的气密性 （2）装入药品 （3）固定试管 （4）点燃酒精灯 （5）收集氧气 （6）撤离导管 （7）熄灭酒精灯 2、实验室用高锰酸钾制取氧气的操作注意事项 ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出。 ②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂。 ④加热时，现将酒精灯在试管下来回移动，使试管均匀受热，再集中对试剂部位加热。 ⑤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。 ⑥停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流进试管使试管炸裂。 【典例4】（2025九上·广东福田期末）实验室用高锰酸钾加热制取氧气，有如下操作步骤： ①加热 ②检查装置的气密性 ③装入高锰酸钾并在试管口放一团棉花 ④用排水法收集氧气 ⑤从水槽中取出导管 ⑥熄灭酒精灯 其中操作顺序正确的是 A．①③②⑤④⑥ B．③①②④⑥⑤ C．②③①④⑥⑤ D．②③①④⑤⑥ 【答案】D 【解析】实验室用高锰酸钾加热制取氧气步骤为“查、装、定、点、收、离、熄”即：②检查装置的气密性，③装入高锰酸钾并在试管口放一团棉花，①加热，④用排水法收集氧气，⑤从水槽中取出导管，⑥熄灭酒精灯。所以操作顺序正确的是②③①④⑤⑥。故A、B、C不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【变式4-1】（2024九上·广东珠海期中）利用加热高锰酸钾与排水法制取氧气的先后顺序中，正确的是 A．检查装置气密性时，先用双手紧贴试管外壁，再将导管的一端浸入水中 B．给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热 C．收满后，先将集气瓶移出水面，再盖住玻璃片 D．实验结束后，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 【答案】B 【解析】A、检查装置气密性时应先将导管的一端浸入水中，再用双手紧贴试管外壁，观察是否有气泡冒出，该说法错误，不符合题意； B、给物质加热时应先使试管均匀受热，然后再对准药品部位加热，以防止试管因受热不均而破裂，该说法正确，符合题意； C、当集气瓶收满氧气后应先将集气瓶移出水面，再盖住玻璃片，以防止氧气逸出，该说法错误，不符合题意； D、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管引起试管炸裂，该说法错误，不符合题意。 故答案为：B. 【变式4-2】（2025九上·广东龙岗月考）实验室用如图所示装置制取和收集氧气，下列操作不正确的是 A．先放好酒精灯，再将试管固定在合适高度 B．先将试管预热，再把火焰对准放固体部位 C．集气瓶充满氧气后，先盖上玻璃片，再移出水面，将集气瓶正放在桌面上 D．实验结束后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【答案】D 【解析】A、组装器材时一般先放酒精灯，然后根据酒精灯的高度来确定试管的高度，该操作正确，不符合题意； B、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管受热不均而炸裂，该操作正确，不符合题意； C、由于氧气密度比空气大，所以集气瓶充满氧气后，先盖上玻璃片，再移出水面，将集气瓶正放在桌面上，该操作正确，不符合题意； D、实验结束后为防止水槽中的水倒流入试管使试管炸裂，应先将导管移出水面再熄灭酒精灯该操作错误，符合题意。 故答案为：D. 【变式4-3】图1是实验室制取氧气的一些装置，据图回答有关问题．（以下所选装置均填装置序号） （1）写出指定仪器的名称：①　 　；②　 　 ． （2）若以高锰酸钾为原料，用C、D装置制取、收集氧气时，C装置中一处明显的错误是　 　；试管口略向下倾斜的原因是　 　；实验结束时，应先　 　，后　 　． （3）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂．你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是　 　 ；如果用图2装置收集乙炔，气体应从　 　 （填“a”或“b”）端管口通入． 【答案】试管；集气瓶；试管口没有放一团棉花；防止冷凝水回流炸裂试管；将导管移出水槽；熄灭酒精灯；A；b 【解析】解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是试管，②是集气瓶； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，需要在试管口放一团棉花，防治高锰酸钾粉末进入导管，所以C装置中一处明显的错误是：试管口没有放一团棉花，试管口略向下倾斜的原因是：防止冷凝水回流炸裂试管，实验结束时，应先将导管移出水槽，后熄灭酒精灯； （3）实验室制取乙炔的反应物是固体和液体，需要控制反应速度，反应条件是常温，所以最适合制取乙炔气体的发生装置是：A，乙炔微溶于水，密度比水小，所以用图2装置收集乙炔，气体应从b端管口通入． 故答案为：（1）试管，集气瓶； （2）试管口没有放一团棉花，防止冷凝水回流炸裂试管，将导管移出水槽，熄灭酒精灯； （3）A，b． 题型05 氧气的检验和验满 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，表明是氧气 验满方法 1.用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条平放在集气瓶口，如果木条复燃，表明氧气已收集满 2.用排水法收集氧气时，当有较大气泡从瓶口冒出时，表明氧气已收集满 【典例5】（2025九上·广东深圳期中）正确操作是化学实验成功的基础，下列操作正确的是（　　） A．用滴管取液体 B．氧气的验满 C．过滤泥水 D．取用固体粉末 【答案】D 【解析】A、滴管取液时要先提起滴管挤压胶头，排出空气，再伸入液体中吸液，不符合题意； B、氧气验满需放在瓶口处检验，不能伸入瓶中，不符合题意； C、过滤时要用玻璃棒引流，不符合题意； D、取用粉末状固体药品时要手持试管，用药匙将药品送入试管底，再直立试管，符合题意； 故答案为：D 【变式5-1】（2025九上·广东广州月考）可以一次性鉴别出空气、氧气、二氧化碳三瓶气体的正确方法是 （　　） A．分别加入适量澄清石灰水 B．将带火星的木条分别伸入瓶中 C．将燃着的木条分别伸入瓶中 D．分别加入蒸馏水 【答案】C 【解析】A、分别加入适量澄清石灰水，空气和氧气中均无明显现象，故A不符合题意； B、将带火星的木条分别伸入瓶中，空气和二氧化碳均不能使带火星的木条复燃，故B不符合题意； C、将燃着的木条分别伸入瓶中，氧气具有助燃性，可使燃着的木条燃得更旺，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，可使燃烧的木条熄灭，燃着的木条在空气中无明显现象，故C符合题意； D、分别加入蒸馏水，三瓶气体中均无明显现象，故D不符合题意； 故答案为：C。 【变式5-2】（2025九上·广东龙岗月考）下列对于相关实验的方案和结论分析不正确的是 选项 A B C D 实验目的 测定空气中氧气的含量 检验一瓶气体是否是氧气 探究铁丝能否在氧气中燃烧 探究蜡烛熄灭后白烟的成分 实验方案 实验结论 氧气约占空气总体积的 该瓶气体是氧气 铁丝能在氧气中燃烧 白烟是石蜡小颗粒 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A、木炭在空气中燃烧，虽然消耗氧气，但是生成了二氧化碳气体使装置内压强几乎不变，不能形成压强差，不能用于测定空气中氧气的含量，符合题意； B、氧气具有助燃性，检验一瓶气体是否是氧气，将带火星的木条伸入瓶中观看带火星的木条是否复燃，若复燃则说明该瓶气体为氧气，该方案正确，不符合题意； C、将燃着的铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，可观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、放热，生成黑色固体，该实验可得出铁丝能在氧气中燃烧，该方案正确，不符合题意； D、用火柴去点蜡烛刚熄灭时产生的白烟，蜡烛重新燃烧，说明白烟具有可燃性，是石蜡固体小颗粒，该方案正确，不符合题意。 故答案为：A. 【变式5-3】（2024九上·广州期中）化学小组的同学们利用如图所示仪器做实验，请回答相关问题。 （1）小新取一定量高锰酸钾制取纯净的。小新还应选用的如图仪器是　 　（填字母编号），还需补充的实验用品是　 　，写出反应的符号表达式　 　，该反应的基本类型是　 　，加热时，试管口要略向下倾斜的原因是　 　。 （2）已知氯化氢是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水，若在实验室中制取氯化氢，则应该选用的收集装置为　 　。 （3）实验室用若用排水法收集氧气，收集满的现象是　 　。若用如右图装置收集氧气，验满时将带火星的木条放在　 　（填“a”或“b”）端，若复燃，则集满氧气。 【答案】（1）ACEFGH；一团棉花；；分解反应；防止冷凝水倒流，引起热的试管炸裂 （2）I （3）集气瓶口有大气泡冒出；b 【解析】（1）高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应，发生装置选加热固体的装置，排水法收集氧气较纯，且氧气不易溶于水，选排水法收集，则需要仪器有ACEFGH；加热高锰酸钾时，为了防止固体粉末进入导管，堵塞导管，试管口应塞一团棉花；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气的符号表达式为：；该反应为一种物质生成多种物质的反应的分解反应；加热固体时试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，引起热的试管炸裂。 （2）氯化氢密度比空气大，易溶于水，收集装置选Ⅰ。 （3）用排水法收集氧气时，当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满；氧气密度比空气大，则收集时，气体从a口通入，验满时，将带火星的木条放在b端。 题型06 探究过氧化氢分解制取氧气反应中二氧化锰的作用 实验编号 现象 分析 （1） 木条不复燃 常温下，过氧化氢分解缓慢 （2） 产生大量气泡，木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 （3） 产生大量气泡，木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，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的分解速率，且反应前后的化学性质不改变 【典例6】（2025·广东高州模拟）某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法正确的是 A．对比实验甲和丁，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．对比实验甲和乙，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】D 【解析】A、对比实验甲和丁，变量为，其他条件相同，可探究对分解速率的影响，说法错误，不符合题意； B、对比实验乙和丁，变量为浓度和，变量不唯一，不能探究对分解速率的影响，说法错误，不符合题意； C、对比实验甲和乙，变量为浓度，其他条件相同，可探究浓度对分解速率的影响，说法错误，不符合题意； D、对比实验甲和丁可探究对分解速率的影响；对比实验甲和丙，变量为温度，其他条件相同，可探究温度对分解速率的影响，则对比实验甲、丙和丁，可探究和温度对分解速率影响的程度，说法正确，符合题意。 故答案为：D. 【变式6-1】（2025·广东深圳模拟）兴趣小组为了比较二氧化锰和绿豆面对H2O2溶液分解的催化效果，接下图左装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂充分接触，用压强传感器记录瓶内气压的变化。第一次用二氧化锰作催化剂进行实验，第二次用绿豆面作催化剂，采集图像如下图右。则下列说法错误的是 A．化学反应前后催化剂的化学性质不变 B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好 C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小 D．反应结束、恢复至室温后，二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多 【答案】D 【解析】A、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，说法正确，不符合题意； B、该反应中利用二氧化锰时，反应速率更快，说明二氧化锰的催化效果比绿豆面好，说法正确，不符合题意； C、ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小，说法正确，不符合题意； D、催化剂不能改变生成物的量，过氧化氢质量相等最终产生氧气质量相等，说法错误，符合题意。 故答案为：D. 【变式6-2】（2025·广东深圳模拟）兴趣小组为了比较二氧化锰和绿豆面对H2O2溶液分解的催化效果，接下图左装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂充分接触，用压强传感器记录瓶内气压的变化。第一次用二氧化锰作催化剂进行实验，第二次用绿豆面作催化剂，采集图像如下图右。则下列说法错误的是 A．化学反应前后催化剂的化学性质不变 B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好 C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小 D．反应结束、恢复至室温后，二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多 【答案】D 【解析】A、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，说法正确，不符合题意； B、该反应中利用二氧化锰时，反应速率更快，说明二氧化锰的催化效果比绿豆面好，说法正确，不符合题意； C、ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小，说法正确，不符合题意； D、催化剂不能改变生成物的量，过氧化氢质量相等最终产生氧气质量相等，说法错误，符合题意。 故答案为：D. 【变式6-3】（2025九上·广州月考）为比较二氧化锰的用量对过氧化氢分解反应的催化效果，某化学小组进行如下探究： （1）请写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式或文字表达式：　 　。 【定性研究】 （2）如图甲，实验前应先检查　 　。用手捂住锥形瓶，若观察到　 　，则说明该装置不漏气。如图乙，可通过观察　 　来比较不同用量的二氧化锰的催化效果。 【定量研究】 （3）取25 mL 5%的过氧化氢溶液，分别将0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g二氧化锰装入锥形瓶中，塞紧橡胶塞，倾斜试管使试剂充分混合，测得装置内压强随时间的变化如图丙所示(产生氧气的体积用装置内压强表示，在等温条件下，产生氧气的体积与装置内压强成正比)，由此可得出的结论是：相同质量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰的质量越多，产生氧气的速率就越　 　，但是产生氧气的总体积　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。 【深入研究】 （4）在过氧化氢分解过程中，二氧化锰的质量是否发生了变化？ 猜想1：二氧化锰的质量不变；猜想2：二氧化锰的质量增加；猜想3：二氧化锰的质量减少。 你认为猜想　 　(填“1”“2”或“3”)是正确的，请设计实验验证。 实验操作 实验现象及结论 　 　 　 　 【答案】；装置气密性；导管口出现气泡；产生气泡的快慢；快；不变；1；取适量5%的过氧化氢溶液，加入mg二氧化锰，待反应完毕后，过滤、洗涤、干燥、称量所得固体；若称量所得固体质量仍为mg，则猜想1成立 【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为，反应的符号表达式为。 （2）实验前应先检查装置气密性，用手捂住锥形瓶，若观察到导管口出现气泡，则说明该装置不漏气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，如图乙，可通过观察产生气泡的快慢来比较不同用量的二氧化锰的催化效果。 （3）由图可知，相同质量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰的质量越多，产生氧气的速率就越快，但是产生氧气的总体积不变。 （4）过氧化氢制氧气中，二氧化锰是该反应的催化剂，在化学反应中，催化剂的质量和化学性质不变，则猜想1正确； 实验操作：取适量5%的过氧化氢溶液，加入mg二氧化锰，待反应完毕后，过滤、洗涤、干燥、称量所得固体； 实验现象及结论：若称量所得固体质量仍为mg，则猜想1成立。 题型07 催化剂 1、催化剂定义：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 在反应前后都没有发生变化的物质。 2、催化剂特点：“一变两不变” 一变：其他物质的化学反应速率 ；（可以加快也可以减慢） 两不变：本身的质量和化学性质。（物理性质可以改变） 3、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 4、注意事项： ①催化剂不能改变生成物的质量； ②催化剂不能控制反应的发生与停止； ③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。 【典例7】（2025九上·广东惠州期末）下列实验设计不能达到目的的是 A.探究空气中氧气的体积分数 B.区分硬水和软水 C.探究燃烧的必要条件 D.研究二氧化锰的催化作用 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A、木炭燃烧消耗氧气生成二氧化碳气体，生成的气体使反应前后装置内压强无明显变化，该实验不能达到目的，符合题意； B、硬水和软水的区别可用等量的肥皂水来区分，产生泡沫较多的则是软水，若产生泡沫较少的是硬水，该实验能达到实验目的，不符合题意； C、铜片上的白磷与红磷对比，白磷燃烧而红磷不能燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；铜片上的白磷与水中的白磷对比，说明燃烧需要可燃物与氧气(空气)接触，该实验能达到实验目的，不符合题意； D、探究二氧化锰的催化作用，没有二氧化锰时木条不复燃，加入二氧化锰后木条复燃，说明二氧化锰能改变反应速率，该实验能达到实验目的，不符合题意。 故答案为：A. 【变式7-1】（2025九上·广东榕城期末）上海科学家经过近两年的探索，筛选尝试了大量金属、合金催化剂，最终发现由金属钯、锡组成的合金催化剂，只需非常低的电压，就能够将所输入电能的99%用于驱动二氧化碳转化为甲酸，有效达成“碳中和”。下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变 【答案】C 【解析】A、催化剂不具有专一性，同一物质可做多个化学反应的催化剂，例如二氧化锰可以用作氯酸钾、过氧化氢分解的催化剂，不符合题意； B、同一化学反应可以有几种不同的催化剂，例如二氧化锰、氧化铜、氧化铁等都可以用作过氧化氢分解的催化剂，不符合题意； C、催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量，符合题意； D、催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变，不符合题意。 故答案为：C。 【变式7-2】（2025九下·广东深圳月考）为比较二氧化锰与氧化铜的催化效果，按图1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2所示。下列说法错误的（　　） ​ A．该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好 B．化学反应速率与催化剂的种类有关 C．可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果 D．实验后两瓶中产生的氧气质量不同 【答案】D 【解析】A、比较图2中b、d两点可知，等时间内二氧化锰做催化剂时产生的氧气多，说明该反应中二氧化锰的催化效果比氧化铜好，A正确； B、由图2可知，不同物质做催化剂时，完全反应所需的时间不同，所以化学反应速率与催化剂的种类有关，B正确； C、比较图2中的b、d点可知，等时间内二氧化锰做催化剂时产生的氧气多，所以可通过对比图2中的b、d点来比较两种催化剂的效果，C正确。 D、催化剂不能改变生成物的质量，所以产生的过氧化氢质量相等，D错误。 故选D。 【变式7-3】（2025九上·广东东莞期末）逻辑推理是化学学习常用的思维方法．某研究性学习小组在“寻找新的催化剂”的实验中发现：将部分生锈的铁钉放入过氧化氢溶液，也可以加快过氧化氢的分解速率。于是他们对此展开探究： 【提出问题】什么物质是该反应的催化剂？ 【猜想与假设】 （1）猜想一：铁钉表面含有的氧化铁是过氧化氢分解的催化剂； 猜想二：铁钉里的________是过氧化氢分解的催化剂。 【进行实验】 （2）请完善下面表格。 实验操作 实验现象 实验结论 实验Ⅰ：取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定质量的氧化铁粉末，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象 ________ 猜想一成立 实验Ⅱ：取________的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入相同质量的铁粉，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象 无明显现象 【交流讨论】同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨，实验Ⅰ还不能够确切地说明氧化铁就是过氧化氢分解的催化剂。 【继续探究】小组同学补做以下实验，进而确认了该实验结论。 （3）①实验前称量氧化铁粉末的质量为； ②完成实验Ⅰ： ③待反应结束，将实验Ⅰ试管里的物质进行过滤、洗涤、干燥，称量氧化铁粉末的质量为，且________（填“>”“=”或“<”）； ④把它再加到5%的过氧化氢溶液中，________，观察到产生大量气泡，小木条复燃。该步骤的目的是________ ⑤写出该反应的化学方程式是________。 【拓展延伸】 （4）为探究氧化铁的催化效果，小组同学将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b，只向b中加入少量氧化铁，另一份不做处理．则生成氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系的图像正确的是______（填字母）。 A. B. C. D. 【答案】(1) 铁 (2) 产生大量气泡，带火星的木条复燃 (3) = 将一根带火星的小木条置于试管口 证明化学反应前后氧化铁的化学性质不变 (4) B 【解析】（1）铁锈主要成分是氧化铁，则根据猜想一可知，猜想二为铁钉里的铁是过氧化氢分解的催化剂； （2）已知实验Ⅰ还不能够确切地说明氧化铁就是过氧化氢分解的催化剂，说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率，则实验Ⅰ：取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定质量的氧化铁粉末，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察到实验现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃； 该实验探究氧化铁、铁是否能作为过氧化氢分解的催化剂，则变量为催化剂的种类，其他条件相同，则实验Ⅱ：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入相同质量的铁粉，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象； （3）催化剂能改变反应速率，且反应前后其质量和化学性质不变，根据结论氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，则待反应结束，将实验Ⅰ试管里的物质进行过滤、洗涤、干燥，称量氧化铁粉末的质量为，且=； 把它再加到5%的过氧化氢溶液中，将一根带火星的小木条置于试管口，观察到产生大量气泡，小木条复燃；该步骤的目的是证明化学反应前后氧化铁的化学性质不变； 过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； （4）催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b，向b中加入少量氧化铁，另一份不做处理．则相同时间内加入少量氧化铁对过氧化氢分解产生氧气的质量大于不做处理对过氧化氢分解产生的氧气质量，由于两份过氧化氢溶液是相同的，所以最终生成氧气的质量相等，故生成氧气的质量（m）与反应时间（t）的关系的图像为，故选：B。 题型08 分解反应 1、定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 2、特征：一变多，通式：A→B+C+……。 3、分解反应与化合反应之间的关系：并列关系。 【典例8】（2024八上·广东广州期中）下列反应中，属于分解反应的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】分解反应是由一种物质反应生成多种物质的反应，化合反应是由多种物质反应生成一种物质的反应叫做化合反应。故A、B反应均是符号化合反应的概念，均是化合反应；而D符合分解反应的概念是分解反应；C既不是分解反应又不是化合反应。 故答案为：D. 【变式8-1】（2025·广东潮南模拟）炉甘石的主要成分为碳酸锌，碳酸锌高温分解产生氧化锌和二氧化碳，下列说法正确的是（　　） A．该反应为分解反应 B．碳酸锌中碳元素为＋2价 C．锌元素是人体必需的常量元素 D．人体内缺锌会引起贫血 【答案】A 【解析】A. 碳酸锌高温分解产生氧化锌和二氧化碳，该反应是由一种物质生成两种新物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故正确； B. 碳酸锌中，氧元素显-2价，锌元素显+2价，设其中碳元素的化合价为x，则根据在化合物中各元素正负化合价的代数和为零原则可知，（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，故错误； C. 锌元素是人体必需的微量元素，故错误； D. 人体内缺铁会引起贫血，人体缺锌会引起食欲不振、生长迟缓、发育不良，故错误； 故答案为：A。 【变式8-2】（2024九上·广东渝中期中）化学概念在逻辑上存在如图所示关系，对下列概念间关系说法正确的是 A．纯净物与混合物属于包含关系 B．分解反应与化合反应属于并列关系 C．氧化反应与化合反应属于并列关系 D．氧化反应与缓慢氧化属于交叉关系 【答案】B 【解析】A、纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是由两种或两种以上物质组成的，二者是并列关系，该说法错误，不符合题意； B、分解反应是一种物质生成两种或两种以上物质的化学反应，化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的化学反应，二者属并列关系，该说法正确，符合题意； C、化合反应是由多种物质反应生成一种物质的反应，氧化反应是物质和氧发生的反应，化合反应不一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应，二者属于交叉关系，该说法错误，不符合题意； D、氧化反应包含剧烈氧化和缓慢氧化，属于包含关系，该说法错误，不符合题意。 故答案为：B. 【变式8-3】（2024九上·广东汕尾期中）已知A~G都是初中化学常见的物质，通常状况下，A、C为无色液体，且组成元素相同。D、E为气体，他们之间的转化关系如图所示（反应条件已省略）。回答下列问题： （1）写出A的化学式：　 　，C的名称：　 　。 （2）物质B在反应①中的作用是　 　。 （3）写出反应②的符号表达式　 　；该反应的基本反应类型为　 　。 （4）若物质F在D中剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热并生成一种黑色固体， 写出反应③的符号表达式　 　。 （5）若反应③中发出明亮的蓝紫色火焰，写出反应③的符号表达式　 　。 【答案】（1）H2O2；水 （2）催化作用 （3）H2O H2+O2；分解反应 （4）Fe+O2 Fe3O4 （5）S+O2 SO2 【解析】 A、C为无色液体，且组成元素相同，A分解生成C和D，D、E为气体， 则A为过氧化氢，B为二氧化锰，C可生成D和E，则D为氧气，C为水，E为氢气。 （1）A为过氧化氢，化学式为 H2O2 ，C为水。 （2）B为二氧化锰，在反应①中起催化作用。 （3） 反应②为水通电分解生成氢气和氧气，符号表达式为 H2OH2+O2 ；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应。 （4） 若物质F在D中剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热并生成一种黑色固体， 则F为铁，反应③为铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符号表达式为 Fe+O2 Fe3O4 。 （5） 若反应③中发出明亮的蓝紫色火焰，则F为硫，反应③为硫燃烧生成二氧化硫，符号表达式为 S+O2 SO2 。 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $