2.3.2过氧化氢制取氧气中二氧化锰的作用同步分层提优训练-2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 以“二氧化锰的催化作用”为核心，通过基础辨析、实验探究、跨学科实践三层设计，构建从概念理解到综合应用的知识巩固路径，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|催化剂概念与性质|选择题辨析“一变两不变”，强化化学观念| |实验探究|催化效果比较与实验分析|结合数字化实验曲线、对照实验设计，培养科学思维| |综合应用|跨学科实践与项目式学习|通过自制供氧器、生物酶催化等情境，体现科学探究与实践|

2.3.2过氧化氢制取氧气中二氧化锰的作用 【能力提升】 1.医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口处会看到产生大量的气泡。下列在关说法中正确的是( ) A.生成的气体是过氧化氢分布产生的氢气 B.化学反应前后，使化剂的质量和性质都不变 C.只有二氧化锰才能提过氧化氢在含量下迅速分解 D.伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起所使化作用 2.小雪学习了氧气的相关知识后，对所学知识进行总结，则下列图像正确的是 ( ) A.用红磷测定空气中氧气含量 B.加热一定质量的高锰酸钾制取氧气 C.一定质量的木炭在足量氧气中充分燃烧 D.用相等质量的过氧化氢制取氧气 3．设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表)，图中曲线a、b、c分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是（ ） 表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量 实验 溶液 加入试剂 1 15mL4%的 过氧化氢溶液 无 ② 0.2g氯化铁粉末 ③ 0.2g二氧化锰粉末 A．过氧化氢在常温下分解缓慢 B．氯化铁和二氧化锰都能使过氧化氢分解加速 C．二氧化锰使过氧化氢分解加速的效果比氯化铁好 D．实验②和③中，等质量过氧化氢完全分解产生氧气质量不相等 4.某化学探究小组对“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用“以及”寻找新的催化剂“研究性实验产生了兴趣，以下是探究过程。 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能，其催化效果如何? 【实验探究】 实验序号 实验步骤 实验现象 Ⅰ 分别组取5ml 5%过氧化氢溶液放入A. B两支试管中，向试管A中加入a g氧化铁粉末，并分别把带火星的木条伸入A、B两支试管中，观察观察 试管A中产生气泡，带火星的木条复燃，试管B中无明显现象 Ⅱ 待试管A中没有观象发生时，重新加人过氧化简溶液，并把甲火星的木条件入试管，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、所得固体质量仍为 ag - Ⅳ 分别量取5ml 5%过氧化氢溶液放入C. D两支试管中，向试管C中加入a g氧化铁粉末，向试管D中加入a g二氧化锰粉末，观察现象 ... 【实验结论】 (1)试管A中产生的气体是 . (2)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂。 (3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式： 。 【实验评价】 (4)①设计实验Ⅱ的目的是与实验 形成对比实验。②设计实验N的目的是 . ③若实验Ⅳ观察测试管D 中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是 . 【实验拓展】 (5)查阅资料得知，氧化铜，硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 (填序号)。 A.二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化剂 B.一个化学反应可以有多种催化剂 C.催化剂只能加快化学反应的速率 D.催化剂反应前后性质没有发生改变 E.催化剂可以增加生成物的质量 【挑战创新】 5．化学小组的同学利用实验室制取氧气以及工业炼铁的化学原理进行实验探究。请根据题目要求，回答下列问题： 过氧化氢制取氧气的实验原理。 （1）用过氧化氢（H2O2）溶液[二氧化锰(MnO2)作催化剂]制氧气的文字表达式为 。 （2）收集氧气时可以用 (填“向上”或“向下”)排空气法。 催化剂对过氧化氢分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示，用电子秤称量0.04g、0.08g、0.12g的二氧化锰粉末，分别加入三只锥形瓶中，用注射器各量取8mL3%的过氧化氢溶液，连接装置，将过氧化氢溶液注入锥形瓶中，用压强传感器测量各锥形瓶中压强，压强随时间(前100s)的变化曲线如图2。 （3）根据图2提供的信息，从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析，催化分解8ml3%的过氧化氢溶液制氧气时，二氧化锰的最佳用量为 (填“0.04g” “0.08g” “0.12g”之一)。 （4）二氧化锰催化过氧化氢制氧气时，氧气的最终产量与二氧化锰的用量 (填“有关”或“无关”)。 （5）金属铂也可以催化过氧化氢制氧气。小组同学设计如图3所示装置制取氧气，实验过程中，若观察到安全管内液面不断上升，说明锥形瓶内压强过大，此时可采取的合理安全措施是 (写出两条即可)。 6．某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解过氧化氢的效率开展如下探究，并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题：安全提示：实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触过氧化氢对细胞造成损害。 【探究一】过氧化氢分解实验 (1) 取4ml10%的过氧化氢溶液于试管中，放入0.5g粘胶凝固的氧化铁小球，将带火星木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡， （补充完现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为0.5g。说明粘胶凝固的氧化铁小球能催化分解过氧化氢产生氧气。 (2)为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验：向盛有4mL 的试管中，加入0.5g粘胶凝固的氧化铁小球，无明显现象。 【探究二】对比氧化铁粉末与酵母粉末的催化效率 (2) 向两支试管中分别加入氧化铁粉末、酵母粉末各0.5g，然后都注入4ml10%的过氧化氢的溶液，相同条件下测量不同时间产生氧气的体积（见下表），则 催化效率更高。 【探究三】跨学科实践活动 (4)查阅资料：酵母中的过氧化氢酶才是过氧化氢分解的催化剂，生物细胞代谢会产生过氧化氢副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是：避免过氧化氢累积，导致 （补充完整）。 (5)自制高原旅行的简易供氧器：为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有过氧化氢浓溶液，还应选用的试剂有 （选填编号）。 可供选择的试剂：①粘胶凝固的氧化铁小球   ②氧化铁粉末    ③酵母粉末    ④水。 (6)反思总结：实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有______。 A．解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识 B．当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流 C．设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件 D．开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展 7．催化剂的相关研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】认识催化剂 （1）催化剂在化工生产中起着重要作用，其 和 在化学反应前后都不变。 【任务二】探究催化剂 （2）小组同学查阅资料发现氧化铜(CuO)也可作为过氧化氢分解的催化剂，于是设计了如图实验进行验证，请填写下表： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦结果 实验结论 无明显现象 试管中有气泡产生带火星的木条 。 氧化铜的质量为 g 有大量气泡产生，带火星的木条复燃 氧化铜是过氧化氢分解的催化剂 （3）步骤 和步骤 的现象对比可以证明氧化铜能够加快过氧化氢的分解速率。 （4）步骤②中反应的文字为 。 （5）步骤⑦的目的是 。 【任务三】探究不同催化剂的催化效果 小组同学以生成100mL氧气为标准，设计了下列实验。 序号 5%过氧化氢溶液的体积 催化剂 反应时间 ① 200mL 2g氧化铜 a ② 200mL 2g二氧化锰 b （6）若a>b，可得到的结论是 的催化效果较好。 学科网（北京）股份有限公司 $