3.3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时（讲义）化学新教材沪科版五四学制八年级全一册

本初中化学讲义聚焦氧气制备核心知识点，系统梳理工业分离液态空气法（物理变化）、实验室过氧化氢分解（含催化剂）及加热高锰酸钾/氯酸钾（固体加热型装置）的原理与操作，衔接仪器连接、气密性检查等基础技能，构建从工业到实验室、原理到实践的学习支架。 该资料以“特别提醒”纠正操作误区（如气密性检查先浸导管后捂热），“难点解析”突破催化剂“一变两不变”等概念，结合随学随练与拓展探究（如多功能瓶收集、反应曲线分析），培养科学思维与探究能力。课中辅助教师突出重点，课后助力学生巩固知识、弥补薄弱环节。

专题3 空气 氧气 二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 氧气的制备 课标要点 1．了解工业制取氧气和实验室制取氧气的方法。 2．学会仪器的连接和装置气密性的检查。 3．了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用； 4．掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、注意事项等。 学习重难点 重点：实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。催化剂和催化作用。 难点：催化剂和催化作用。 知识点 工业制备氧气 1．工业制氧气的原料是______，选择依据是其具有______、________、可大量生产的特点。 2．工业制氧采用______________ 的方法。在________和________条件下进行，使空气先______。液态氮的沸点为 -196℃，液态氧的沸点为 -183℃，因此______ 首先汽化蒸发。蒸发剩余物主要为________，氧气纯度通常达 99.5%，可直接用于富氧炼钢。经压缩后贮存在__________ 中，以便运输和使用。 特别提醒 分离液态空气制取氧气利用的是氮气和氧气的沸点不同，故为物理变化。 随学随练 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 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 2．工业上制取氧气主要有下列步骤： (1)从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)工业上采用该方法制氧气，这一变化属于 变化(填“物理”或“化学”)。 3．空气中各组分的沸点如下表所示： 组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气 沸点（） 根据以上数据，通过分析可以得出： （1）工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的__________________不同，控制温度，使__________________先蒸发出来，剩下的主要为__________________。 （2）工业制氧气是__________________（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）工业上制得的氧气是__________________（填“纯净物”或“混合物”）。 知识点 仪器的连接和装置气密性检查 1.连接仪器 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 玻璃管一端________，______插入 玻璃管一端________，______插入 ______塞入 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 玻璃管一端________，______插入 玻璃管一端________，______插入 ______塞入 2.装置气密性检查 步骤：连接好装置，先将导管的__________中，再用手________，一段时间后导管口________，且松手后，导管内形成________，则装置气密性良好。 特别提醒 1．连接仪器，关键掌握两个字“润、转”，即玻璃管口要用水润湿减小阻力，玻璃管或橡皮塞应转动插入。 2．仪器组装的顺序是：从左到右，由下而上。 3．装置气密性检查时，一定要先将导管浸入水中，再握住试管，切记步骤不能反，否则导管口会看不到气泡。 随学随练 1．如图检查装置气密性的操作，其正确操作的顺序是 (用数字序号填空)。 ①把装置连接好；②两手紧贴容器的外壁；③导管口有气泡冒出；④把导管的一端浸在水里；⑤如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀 2．用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到 A．瓶中液面明显上升 B．长颈漏斗内液面上升 C．瓶内气体分子间的间隔变小 D．长颈漏斗下端管口产生气泡 3．检查装置气密性时，应先完成的操作是 （填序号）。 A．双手捂住容器外壁 B．导管一端伸入水中，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是 （填序号，下同），过一会松手后可观察到的现象是 。 选项 A B C 现象较大图 知识点 过氧化氢分解制取氧气（重点） 1．实验探究：过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 实验步骤 （1）用量筒量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。 （2）另取一支试管，加入少量二氧化锰， 再量取4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管中，然后将带火星的木条伸入试管。 实验现象 步骤（1）中木条不复燃，步骤（2）中木条复燃 实验结论 ____________________________ 特别提醒 1．对比实验 错：对照组与实验组H₂O₂浓度不同 → 正解：浓度必须相同 错：描述现象为“无气泡” → 正解：应写“观察不到明显气泡，木条不复燃” 2．过氧化氢分解制取氧气 （1）过氧化氢溶液俗名 “______”，是一种______色溶液，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气；实验室用过氧化氢溶液分解制取氧气时，通常会加入少量________，二氧化锰是______色粉末。 （2）实验原理 文字表达式：______；符号表达式：______ （3）实验装置 特别提醒 2.装置操作 致命错误：长颈漏斗未液封 → 后果：氧气从漏斗口逸出（检测：将漏斗口堵住，导管口停止冒泡） 药品添加顺序：先固（MnO₂）后液（H₂O₂），否则反应失控 3．催化剂和催化作用： （1）定义：在化学反应中能够______化学反应的速率，而本身的______和________在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做________。 （2）特点：“一变两不变” “一变”：__________________________；“两不变”：本身的______和________不变 （3）如何证明催化剂在反应前后质量和化学性质不变？ ①证明反应前后质量不变：实验前先称量催化剂质量，实验后分离出催化剂再称量，__________________________，质量相等说明催化剂在反应前后的质量不变。 ②证明反应前后化学性质不变：进行________，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 特别提醒 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； 3.催化剂的物理性质在化学反应前后可能会变化。 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中可能会变化； 随学随练 1．（25-26八年级上·上海嘉定·阶段检测）用3%双氧水与二氧化锰制取氧气，装置如图，下列说法正确的是 A．分液漏斗下端应伸入液面以下 B．控制双氧水滴加速率，能使反应较平稳进行 C．此收集方法可收集到纯净的氧气 D．需随时向锥形瓶中添加二氧化锰固体 2．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 3. 下列有关催化剂的说法中错误的是（　　）。 A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率 B．一个化学反应只能有一种催化剂 C．在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变 D．催化剂不能改变生成物的质量 知识点 加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气（重点） 1. 反应原理 (1)高锰酸钾制取氧气： 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气； 符号表达式： ______ (2)氯酸钾制取氧气： 文字表达式：____________；符号表达式： 2. 实验装置 3. 操作步骤 （1）查：连接仪器装置，检查____________； （2）装：在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口____________； （3）定：以__________________的顺序搭建装置，将试管固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热；（先在试管底部来回移动______，然后集中加热高锰酸钾）； （5）收：待导管口出现________后，将导管伸入集气瓶，用排水法收集氧气； （6）移：集气瓶中水全部排出后，用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶放于桌面，将导管移出水槽（防止________________________________）； （7）熄：熄灭酒精灯。 “查、装、定、点、收、移、熄”七个步骤可谐音记忆为：“茶庄定点收利息”（每个字对应一个步骤）。 4. 氧气的收集 （1）__________法：依据氧气的密度比空气略大，且不与空气反应。 （2）排水法：依据氧气________________________。 5. 氧气的验满 （1）用排水法收集：集气瓶中的水排完，瓶口有气泡往外冒出，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将____________放在________，木条复燃，证明已收集满。 6. 氧气的检验 将____________伸入____________，木条复燃，证明是氧气。 特别提醒 高锰酸钾制取氧气注意点： 1.试管口放一团玻璃棉，目的是防止加热时粉末进入导管，堵塞导管。氯酸钾制取氧气时试管口不需要放玻璃棉。 2.试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。 3.导管口开始冒气泡时不能收集，因为开始时排出的是装置内的空气，需待导管口出现稳定气流后收集。 4.实验结束时先将导气管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流炸裂试管。 随学随练 1．规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 2．实验是学习化学的重要途径。根据下列装置回答问题： (1)仪器①的名称是 。 (2)检查装置气密性是在添加药品 (填“前”或“后”)。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气，其反应的符号表达式是 ，可选用的发生装置是 (填装置序号)。 (4)若用D装置收集O2，验满的方法是 。若用C装置收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有 ；实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是 。 拓展 用多功能瓶收集氧气 ‌难点1：进气管方向判断混淆‌ 无法根据氧气密度和收集方式判断长短管进气方向，答题完全靠蒙。 解析：向上排空气法收集氧气时，氧气密度大于空气，必须‌长管进、短管出‌，让氧气从瓶底逐步向上聚集，把空气从上方短管彻底排出；若瓶内装满水用排水法收集氧气，氧气密度远小于水，必须‌短管进、长管出‌，水从下方长管被压出瓶外。 ‌难点2：多功能瓶的多用途边界混淆‌ 只记住收集气体的用法，忽略其验满、测体积、洗气的拓展场景。 解析： 验满：向上排空气法收集氧气时，将带火星木条放在短管管口，木条复燃即证明氧气已集满。 测氧气体积：瓶内装满水，短管进氧气，长管连接量筒，排出水的体积就是收集到的氧气体积。 ‌难点3：排水法收集的细节误区‌ 误以为多功能瓶排水法收集氧气时，导管要伸到瓶底，和普通排水集气操作混淆。 解析：排水法使用多功能瓶时，进气管只需刚露出橡胶塞即可，无需伸入瓶底，避免水无法顺利从长管排出。 ‌难点4：不同场景下的误差分析盲区‌ 无法分析多功能瓶收集的氧气不纯的具体原因。 解析：排空气法收集时，若进气管接反，氧气直接从短管逸出，瓶内空气无法排尽，收集到的氧气纯度极低；排水法收集前瓶内未装满水，残留空气会导致最终氧气体积测量结果偏小。 活学活用 1．（2026·吉林·模拟预测）实验室现有石灰石、高锰酸钾、二氧化锰、稀硫酸、稀盐酸等试剂及相关仪器和用品，请结合如图所示装置回答问题。 (1)图中标号a仪器的名称是__________。 (2)若用上述试剂制备并收集较纯净的氧气，选择的装置是__________（填字母），发生反应的符号表达式为____________________。 (3)使用装置F用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从__________（填“b”或“c”）端通入，使集气瓶中气体增多，气压增大，在压强差作用下，将水排出。 2．（2026·宁夏固原·三模）根据下列装置图回答问题。 (1)图中仪器a的名称是___________。 (2)实验室用A装置制取氧气的符号表达式为___________。若要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是___________(填字母序号)。 (3)若用B装置制取氧气，应选择的药品是___________(填名称)，若用D装置干燥氧气，D中添加的药品是___________，氧气从___________(填“b”或“c”)端进入。 (4)相比B装置，选用C装置制取气体的突出优点是___________。 3．（25-26九年级下·江西上饶·期中）根据如图所示的装置图，回答下列问题： (1)写出带有标号的仪器名称：①_______。 (2)实验室可用装置A制取氧气，该反应的符号表达式为______；试管口塞了一团棉花的目的是_________。 (3)若想要收集一瓶较为纯净的时，可选择收集装置____（填字母）；若用装置F收集氧气，检验氧气是否收集满的操作是将带火星的木条放在_____（填“a”或“b”）导管口。 拓展 氧气的制备相关曲线 ‌难点1：起点与趋势判断误区‌ 误以为加热高锰酸钾的瞬间就会产生氧气，曲线从原点直接开始上升。 解析：固体加热制氧需要预热一段时间，温度达到分解条件后才会产生氧气，氧气质量曲线起点在横坐标（时间轴）的非零位置，不会从原点直接上升。 ‌难点2：催化剂对曲线的影响混淆‌ 误以为加入二氧化锰会让最终生成的氧气总质量变多，拉高曲线终点纵坐标。 解析：催化剂仅加快反应速率，让曲线上升更陡峭、反应提前结束，完全不会改变生成物氧气的总质量，两条曲线的最终终点纵坐标完全一致。 ‌难点3：固体质量/剩余物成分曲线分析偏差‌ 误以为加热高锰酸钾后固体质量会降到0，忽略生成的锰酸钾和二氧化锰都是固体。 解析：加热过程中固体质量持续下降，反应完全后保持恒定数值，剩余固体包含两种产物，不会降到零。 ‌难点4：横坐标变量的场景误判‌ 把“加热时间”和“反应时间”两个横坐标概念混用，导致曲线起点判断完全错误。 解析：若横坐标为“反应时间”，氧气曲线可从原点开始上升；若横坐标为“加热时间”，必须预留预热升温的时间差，曲线起点延后，二者不能等同。 ‌难点5：多催化剂/多变量曲线的控制变量分析遗漏‌ 分析不同催化剂对过氧化氢制氧的曲线影响时，忽略过氧化氢浓度、温度等隐性变量。 解析：对比不同催化剂效果时，必须保证过氧化氢的浓度、体积、温度完全一致，仅催化剂种类不同，最终生成氧气的总质量完全相同，仅曲线上升速率有差异。 活学活用 1．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）利用图1装置研究过氧化氢的分解反应，所得结果如图2所示。下列说法错误的是    A．实验前需要检查装置的气密性 B．对比b点和e点不能验证反应速率与溶液的浓度有关 C．图2中a点对应的操作是推动注射器活塞 D．该实验不能证明对的分解起催化作用 2．（25-26九年级上·广东广州·期中）下列图象对应叙述关系正确的是 A．过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气，二氧化锰质量与反应时间 B．加热高锰酸钾制氧气，二氧化锰质量与反应时间 C．等质量的过氧化氢制氧气，氧气质量与反应时间 D．加热等质量氯酸钾制氧气，氧气质量与反应时间，其中a有催化剂 3．(3)实验室采用图1所示装置，用5%的过氧化氢溶液制备氧气。 ①发生装置中产生氧气的反应文字表达式为________。 ②开始反应需要进行操作的顺序为_________(填字母顺序)。 A．打开分液漏斗顶部玻璃塞      B．打开分液漏斗颈部活塞 ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以_______(填操作)。 (4)若用15%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会剧烈反应产生氧气。为了让反应不至于过快，下列图示中仪器选择和药品放置最合理的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (5)实验室还可以用高锰酸钾来制备氧气。 ①高锰酸钾受热分解制取氧气的文字表达式为_______。 ②如图2所示，为了防止加热时固体粉末随气流进入导管，应在_______处放一团蓬松的棉花。 (6)收集氧气并进行蜡烛燃烧实验。 ①用集气瓶收集干燥的氧气，应选用________(填“向上”或“向下”)排空气法。 ②验证集气瓶中收集到的气体是氧气的方法为_______。 拓展 工业制氧气易错辨析 ‌难点1：原理本质认知误区‌ 易误将工业制氧气判定为化学变化，忽略核心逻辑。 解析：工业制氧气采用分离液态空气法，利用液氮和液氧的沸点不同进行分离，全程无新物质生成，属于‌物理变化‌，和实验室制氧的化学变化有本质区别。 ‌难点2：流程细节记忆偏差‌ 混淆空气液化的条件和气体逸出顺序，记错核心参数。 解析：先将空气加压降温至-200℃左右变为液态，升温时沸点更低的液氮（-196℃）先汽化逸出，剩余的主要是液氧（沸点-183℃），该沸点差值是分离操作的核心依据。 ‌难点3：产品纯度与用途的对应误区‌ 误以为工业制得的氧气是100%纯净物，混淆工业级和实验室级氧气的差异。 解析：工业制氧得到的是富氧空气或液氧，含有少量稀有气体等杂质，纯度无需达到实验室纯氧标准，可直接满足炼钢、气焊等工业场景需求。 活学活用 1．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）(2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。 A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小 B．由现象可知氮气的沸点比氧气高 C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧 D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性 2．（24-25九年级上·重庆垫江·期末）(2)氧气可供给呼吸，支持燃烧。工业上制取氧气，常用的有深冷法、变压吸附法等。 I．深冷法的原理是先将空气液化，再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。 ①由步骤“蒸发”可以猜测氮气的沸点比氧气的沸点___________(选填“高”或“低”)。 ②空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的___________(填序号)。 a．氮气    b．氧气    c．稀有气体    d．二氧化碳    e．水蒸气 3．（25-26八年级上·上海·期末）在标准大气压下，空气中各组分的沸点如下所示 组分 氮气 氧气 二氧化碳 沸点（℃） -195.8 -183.0 -78.5 (1)将盛有液态空气的容器打开，上述三种气体中，先逸出的是________。 (2)工业上，通过利用各组分沸点不同，分离得到氧气的方法叫做________。 题型 工业制取氧气 ▌例1 （24-25九年级上·上海徐汇·期末）工业上分离液态空气得到氮气和氧气，利用了它们的 A．溶解度差异 B．熔点差异 C．沸点差异 D．化学性质差异 解题贴士 紧扣“物理变化、利用氮气和氧气的沸点差异分离液态空气、无催化剂、无新物质生成”核心本质，区分开实验室制氧气的化学变化逻辑，即可快速突破所有考点陷阱‌。 ▌对点练1-1 （25-26八年级下·河北石家庄·期中）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正确的是 A．该过程属于化学变化 B．利用了氮气和氧气的沸点不同 C．也可以将其应用于实验室快速制备氧气 D．过程中有新物质氧气生成 ▌对点练1-2 （25-26八年级上·山东德州·期中）已知液氧的沸点为-183℃，液氮的沸点为-196℃，工业上利用分离液态空气法制取氧气的流程如图所示，下列说法正确的是    A．液氮的沸点比液氧的沸点高 B．工业制氧属于物理变化 C．最先从液态空气中蒸发出来的气体是氧气 D．此方法得到的“液态氧”是纯净物 题型 连接仪器、检查装置气密性 ▌例2 （2026·天津红桥·二模）以下性质中，不属于氧气物理性质的是 【例2】在实验室中进行化学实验，在仪器、装置连接的过程中操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 A．A B．B C．C D．D 故选C。 解题贴士 连接仪器遵循“从下到上、从左到右”顺序，检查气密性紧扣“密闭体系+改变压强+观察气泡/水柱”核心逻辑，先将导管浸入水中再用手捂热容器，即可快速突破所有操作类考点陷阱‌。 ▌对点练2-1 （25-26八年级下·山东淄博·期中）氧气与世间万物如影相随，动植物的呼吸、燃料燃烧、钢【变式2-1】实验室制取气体前需检查装置气密性，操作如图。下列实验过程中的现象不能确定装置气密性好的是 A． B． C． D． 【变式2-2】下图实验操作错误的是 A．玻璃管插入胶塞 B．玻璃管套上乳胶管 C．检查装置气密性 D．橡胶塞塞住试管 故选D。 题型 实验室用过氧化氢制氧气 ▌例3 （25-26九年级上·江苏镇江·期中）用双氧水和MnO2制取O2并进行性质探究，下列操作不正确的是 A．装MnO2 B．制取 C．收集 D．铁丝燃烧 解题贴士 紧扣“固液不加热型发生装置+催化剂仅改速率不增产量”核心逻辑，结合“查气密、控流速、防倒吸”操作要点，即可规避所有考点陷阱‌。 ▌对点练3-1 （25-26八年级上·山东德州·期中）小红利用如图所示装置和试剂进行实验，下列有关该实验的分析错误的是 A．实验中的反应物是过氧化氢和二氧化锰 B．小红多次重复该实验来获得普遍规律，实验中的二氧化锰可以重复利用 C．由于反应时快速产生氧气，使得集气瓶内压强不断增大，充气气球会变小，红墨水会左移 D．装有过氧化氢溶液的仪器是分液漏斗，通过控制滴加液体速率来控制反应快慢 ▌对点练3-2 （25-26九年级上·河南周口·期中）跨学科实践。 (1)图甲中可观察到灯泡发光，说明铁具有的物理性质是_______。 (2)如图乙为小豫设计的简易供氧器。 ①加湿过滤仓中 H2O 的作用包括_______(填字母)。 a.吸收杂质提纯O2    b.观察O2产生的速度 c.加快O2的生成        d.保证供给O2的湿度需求 ②调节供氧流速可以_______ (填具体操作)。 题型 实验室加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气 ▌例4 （25-26九年级上·河南平顶山·期末）如图是氧气的实验室制取和性质实验装置。 (1)A中制取氧气的符号表达式为______。 (2)用装置B来收集氧气，进气口为______（填“m”或“n”）。 解题贴士 紧扣“固体加热型发生装置+试管口略向下倾斜防炸裂、高锰酸钾管口塞棉花防粉末堵塞导管、先移导管后熄灯防水倒吸”核心操作逻辑，结合催化剂仅改氯酸钾分解速率不改变氧气产量的规律，即可快速突破所有考点陷阱‌。 ▌对点练4-1 （25-26九年级上·河南南阳·阶段检测）下图为用高锰酸钾制取氧气的装置图。 (1)在实验方案中，下列图标需要标注的是________(填字母序号，下同)。 a．用电   b．热烫    c．排风 (2)向试管中加入KMnO4正确的操作是______。 a．    b．   c． (3)氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是_______。 ▌对点练4-2 （25-26九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）氧气在生产、生活和生命活动中发挥着重要作用。兴趣小组以“依据特定需求用不同方法制取氧气”为主题开展了跨学科实践活动。 Ⅰ在实验室中制取氧气。 (1)图1中仪器a的名称是______。 Ⅱ学习小组的同学共同分享制取氧气的学习收获。 实验室制取氧气的装置如图2所示。 (2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法，制取并收集较纯净的氧气，应选择的装置组合为______（填字母），反应的化学式表达式为______。若用该方法收集的氧气仍混有少量空气，原因可能是______（写出1条即可）。 题型 催化剂和催化作用 ▌例5 （2026·湖南长沙·模拟预测）2025年新上市的国七标准汽车，其尾气净化系统中使用了更高效的催化剂，能将有害气体转化为无害物质。关于催化剂在该反应中的作用，下列说法正确的是 A．能增加反应最终生成物的质量 B．能改变化学反应的速率 C．反应前后自身的性质不变 D．没有催化剂，反应就无法发生 解题贴士 催化剂和催化作用解题要点：紧扣催化剂“一变两不变”的核心特征，结合控制变量法设计对照实验验证其作用，规避“改变生成物质量”等常见概念误区答题。 ▌对点练5-1 用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是 A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯 C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢 ▌对点练5-2 （2026·湖南岳阳·二模）某实验小组探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解反应的催化剂，设计了如下实验并进行探究。下列实验步骤、现象和结论均对的是 实验步骤 现象 结论 A ①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管 木条不复燃 常温下过氧化氢分解得很慢或不分解 B ②向上述试管中加入红砖粉末，然后将带有火星的木条插入试管 木条复燃 红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂 C ③待上述试管中的反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管 木条复燃 在化学反应前后，红砖粉末的质量没有改变，进一步说明红砖粉末是催化剂 D ④取第③步反应后的红砖粉末，直接放入蒸馏水中搅拌 红砖粉末不溶解 红砖粉末不溶于水，因此可作为过氧化氢分解的催化剂 A．A B．B C．C D．D 基础通关 1．（25-26九年级下·山东淄博·期中）下列不可能用于制取氧气原料的是 A．高锰酸钾（KMnO4） B．氯酸钾（KClO3) C．空气 D．氯化钾（KCl） 2．（25-26八年级下·河北石家庄·期中）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正确的是 A．该过程属于化学变化 B．利用了氮气和氧气的沸点不同 C．也可以将其应用于实验室快速制备氧气 D．过程中有新物质氧气生成 3．（2026·江苏苏州·二模）实验室用过氧化氢溶液制取氧气并研究氧气的性质。下列操作不规范的是 A．检查气密性 B．量取液体 C．收集氧气 D．木炭燃烧 4．（25-26八年级下·河北石家庄·期末）按如图所示进行实验，试管中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是 A．产生的泡沫可用于灭火 B．反应前后，催化剂的化学性质不同 C．过氧化氢分解生成水和氧气 D．没有催化剂，过氧化氢不会分解 5．（25-26八年级下·山东烟台·期中）如图所示四种途径都可以得到(反应条件已省略)，下列说法错误的是 A．从节约能源的角度，甲途径是实验室制的最佳方案 B．乙和丙途径中都用的是固体加热发生装置 C．甲、乙途径中都用到了二氧化锰作催化剂 D．工业上采用途径丁制取大量，主要是利用了和的密度不同 6．（25-26九年级下·内蒙古乌兰察布·期中）下列有关简易供氧器制氧原理的说法不正确的是 A．左瓶相当于实验室制取氧气的发生装置 B．可通过右瓶观察氧气的供给速率 C．可通过右瓶使输出的氧气保持湿润 D．二氧化锰增加了生成氧气的质量 7．（25-26八年级下·山西朔州·期末）实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下，正确的顺序是 ①点燃酒精灯给试管加热 ②将药品装入试管 ③用排水法收集氧气 ④检查装置的气密性 ⑤熄灭酒精灯，停止加热 ⑥将导管从水槽中取出 ⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台上 A．④②③⑦⑥①⑤ B．①②⑦④③⑤⑥ C．④②⑦①③⑥⑤ D．④②⑥①③⑦⑤ 8．（2026·山西·三模）如图是实验室制取气体的装置，有关分析正确的是 A．装置A可用于高锰酸钾制取氧气 B．装置B实验前先检查装置气密性 C．装置C收集密度小于空气的气体 D．装置D收集氧气气体由导管b进入 9．（2026·河南许昌·二模）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列实验操作正确的是 A．取用高锰酸钾时，用药匙将其送入试管底部 B．加热时，试管口略向上倾斜 C．收集氧气时，导管口刚有气泡冒出就开始收集 D．验满时，将带火星木条伸入集气瓶内 素养提升 10．（25-26九年级上·上海·期末）探究与反应的最佳质量比，兴趣小组另取10份氯酸钾固体，每份2 g，分别加入不同质量的二氧化锰，加热反应，收集到100 mL氧气所用的时间与固体质量比的关系如图所示。 (1)利用此法制取氧气，的最佳质量比为_________。 (2)在催化剂的用量上，你对催化剂的新认识是_________。 11．（24-25九年级上·黑龙江·单元测试）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“？”处应该填写的物质是_____。 (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。该过程发生的是_____(填“物理”或“化学”)变化。 (4)写出工业制取氧气的优点_____(写一条)。 12．（25-26九年级下·上海·阶段检测）探究不同催化剂对过氧化氢分解速率和生成物产量的影响，兴趣小组用图1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2中曲线、所示。 (1)从曲线、的变化可以看出，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是________s（选填“30”、“65”或“120”）。 (2)曲线、最终达到相同的压强，说明________。 13．（25-26八年级下·山东德州·期末）氧气是重要的气体，“追梦”活动小组对氧气有关内容进行研究，请回答问题。 (1)写出仪器的名称：①________；②________。 (2)用分解过氧化氢溶液的方法来制取氧气，反应的符号表达式为_______，该反应属于______反应（填基本反应类型）。可选用的发生装置为______（填字母）；用E装置收集氧气时，导管口出现_______现象时开始收集。用F装置收集氧气，氧气应从_____（选填“a”或“b”）端通入。 (3)用加热分解高锰酸钾的方法制取干燥的氧气，反应的符号表达式为_________；在装置A~E中可选用的制取组合为_______（填字母），试管口放一团棉花，可防止__________。 (4)用如图装置探究氧气性质时，发现铁丝剧烈燃烧，反应的符号表达式为_______，细沙的作用是______。 迁移创新 14．（25-26八年级下·山东德州·期末）关于催化剂的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，下列说法正确的是________（填字母）。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．催化剂只能加快反应速率 【任务二】探究催化剂 查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究：称量0.2 g氧化铜，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图1所示实验。 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为0.2g _________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)步骤①、③对比可以说明__________________________。 【任务三】探究催化剂的催化效果 分别取10 mL 5%过氧化氢溶液、1 g二氧化锰、1 g氧化铜，按下图2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完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如下图3所示。 (4)对比分析图3中的_________（填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 【任务四】探究制取氧气的适宜催化剂 将二氧化锰（）、氧化铜（）、氧化铁（）三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球，采用图4装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见下图5。 (5)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是______________。 【任务五】拓展探究：深刻理解催化剂的催化原理 (6)在化学反应中，分子分解为原子需要吸收能量，根据图6，你认为催化剂能加速反应的原因是___________________。 15．（24-25九年级上·湖北黄石·期中）催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，某化学兴趣小组开展了以“探究催化剂的奥秘”为主题的项目式学习。 任务一：认识催化剂 (1)在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明催化剂能______（填“加快”或“减慢”） 反应速率。 任务二：比较不同催化剂的催化效果 【提出问题】氧化铜是否能作过氧化氢分解的催化剂？ 它的催化效果是否比二氧化锰更好？ 【实验设计】小组同学以生成等体积的氧气作为标准，进行了下列三组实验（忽略其他可能影响实验的因素）。 实验序号 5%的过氧化氢溶液体积 其他物质的质量 待测数据 ① 5mL 无 ② 5mL 二氧化锰0.5g ③ 5mL 氧化铜 xg 【实验分析】 (2)实验③中x的数值是______。 (3)推测上表中的“待测数据”是______。 (4)若实验③比实验______（填“①”或“②”）的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。 (5)为了验证氧化铜是否参加了反应，小组同学将实验③反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g黑色粉末，说明反应前后氧化铜的______不变。再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液若看到迅速产生气泡，则证明氧化铜反应前后______不变。 【得出结论】氧化铜能作过氧化氢分解的催化剂。 【拓展分析】 (6)利用一定量的过氧化氢溶液和氧化铜的混合物制氧气时，反应过程中生成氧气的质量（m）随时间（t）变化的规律用图像表示，正确的是______（填序号）。 A． B． C． D． 16．（2026·湖南长沙·模拟预测）癌症治疗时使用锰基材料[主要成分为二氧化锰()]促使肿瘤细胞中的过氧化氢分解产生氧气。某小组以“探究催化剂的奥秘”为题开展项目式学习，回答下列问题： 任务一：探究过氧化氢的自身分解特性 (1)在两个圆底烧瓶中各加入5 mL 5%过氧化氢溶液，一个不加二氧化锰，另一个加入二氧化锰，收集相同质量的氧气，测定结果如图所示，与不加二氧化锰相比，在二氧化锰的作用下，过氧化氢的分解速率较_________(填“快”或“慢”)。 任务二：验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 ①反应停止后，向加有二氧化锰的烧瓶中重新加入过氧化氢溶液，再将带有火星的木条伸入瓶中，木条复燃； ②取出块状二氧化锰，经过一系列操作，记录质量；随后放入装有约5 mL的过氧化氢溶液中，观察到有气泡产生；反应后将块状二氧化锰，洗净、擦干、称量，记录质量。比较：。 (2)实验②中提到经过“一系列操作”是指：_______________________________________。 (3)结合实验①②的现象和数据，得出的实验结论是：______________________________。 任务三：家庭小实验——探究铁锈的催化作用 (4)利用家中废旧铁钉上的铁锈(主要成分为)开展实验：取两只相同的洁净塑料瓶，各加入10 mL 5%过氧化氢溶液，向其中一只加入1 g铁锈粉末，另一只不加。观察到加铁锈的塑料瓶中有大量气泡产生，经过后续实验验证了铁锈对过氧化氢的分解具有催化作用。请设计不同于本项目的实验方案，证明铁锈在反应前后的化学性质没有改变：_______________________________________。 任务四：探究不同盐类对过氧化氢分解速率的影响 (5)小组同学进一步探究催化剂种类对分解速率的影响，开展实验：分别取10 mL 5% 溶液于3只规格完全相同的锥形瓶中，然后密封，用注射器分别加入1 mL 6% 溶液、6% 溶液和______(填浓度)溶液(每瓶加一种)。得出：在相同条件下，氯化铁、氯化铜、硫酸铜均能加快过氧化氢分解。 (6)结合本实验，若要加快过氧化氢溶液分解制取氧气的速率，除了加入金属盐催化剂外，还可以采取的措施有：__________________________________________(写出一条即可)。 17．（25-26八年级下·山东烟台·期中）关于催化剂的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，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．催化剂不参与反应 E．催化剂只能加快反应速率 【任务二】探究催化剂 查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究： 称量氧化铜，取的过氧化氢溶液于试管中，进行下图所示实验。 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为0.2g ___________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)步骤①、③对比可以说明___________。 (4)重复实验②③的目的___________。 【任务三】探究催化剂的催化效果 分别取过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按下左图所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如下右图所示。 (5)对比分析图2中的___________(填字母)点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (6)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因___________。 【任务四】探究制取氧气的适宜催化剂 将二氧化锰()、氧化铜()、氧化铁()三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球，采用下左图装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见下右图。 (7)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是___________。 【任务五】小明想探究反应物与催化剂的质量比不同，催化效果是否不同。 (8)于是他调节氯酸钾和氧化铁的质量比制备氧气，整理数据绘制出如图。从图中得出氯酸钾和氧化铁的最佳质量比是___________。 【任务六】拓展探究：深刻理解催化剂的催化原理 (9)在化学反应中，分子分解为原子需要吸收能量，根据下图，你认为催化剂能加速反应的原因是___________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题3 空气 氧气 二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 氧气的制备 课标要点 1．了解工业制取氧气和实验室制取氧气的方法。 2．学会仪器的连接和装置气密性的检查。 3．了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用； 4．掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、注意事项等。 学习重难点 重点：实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。催化剂和催化作用。 难点：催化剂和催化作用。 知识点 工业制备氧气 1．工业制氧气的原料是 空气，选择依据是其具有 易得、成本低廉、可大量生产的特点。 2．工业制氧采用 分离液态空气 的方法。在 低温 和 高压 条件下进行，使空气先 液化。液态氮的沸点为 -196℃，液态氧的沸点为 -183℃，因此 氮气 首先汽化蒸发。蒸发剩余物主要为 液态氧，氧气纯度通常达 99.5%，可直接用于富氧炼钢。经压缩后贮存在 蓝色钢瓶 中，以便运输和使用。 特别提醒 分离液态空气制取氧气利用的是氮气和氧气的沸点不同，故为物理变化。 随学随练 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 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。 2．工业上制取氧气主要有下列步骤： (1)从步骤②可以得出液态氮的沸点比液态氧的沸点 (填“高”或“低”)。 (2)贮存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)工业上采用该方法制氧气，这一变化属于 变化(填“物理”或“化学”)。 【答案】(1)低 (2)混合物 (3)物理 【详解】（1）步骤②中，首先蒸发出的是氮气，从液态到气态，沸点低的先气化出来，氮气先蒸发出来，所以态氮的沸点比液态氧的沸点低； （2）液态空气除去氮气得到“工业液氧”，空气中除氮气和氧气外还含有稀有气体、二氧化碳等，所以“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等，是混合物； （3）工业上制取氧气采用的分离液态空气法，是利用液态氧与液态氮的沸点不同，将氮气分离出来，由于分离过程中没有生成其他物质，属于物理变化。 3．空气中各组分的沸点如下表所示： 组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气 沸点（） 根据以上数据，通过分析可以得出： （1）工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的 不同，控制温度，使 先蒸发出来，剩下的主要为 。 （2）工业制氧气是 （填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）工业上制得的氧气是 （填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】（1） 沸点 氮气 液氧 （2）物理变化 （3）混合物 【解析】（1）工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的沸点不同，控制温度，使氮气先蒸发出来，剩下的主要是液氧，故填：沸点；氮气；液氧； （2）工业制氧气的过程中没有新物质的生成，属于物理变化，故填：物理变化； （3）工业上制得的氧气中还含有稀有气体等多种物质，属于混合物，故填：混合物。 知识点 仪器的连接和装置气密性检查 1.连接仪器 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 玻璃管一端用水湿润，转动插入 玻璃管一端用水湿润，转动插入 旋转塞入 玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套胶皮管 用橡胶塞塞住试管 玻璃管一端用水湿润，转动插入 玻璃管一端用水湿润，转动插入 旋转塞入 2.装置气密性检查 步骤：连接好装置，先将导管的一端浸入水中，再用手握紧试管，一段时间后导管口冒出气泡，且松手后，导管内形成一段水柱，则装置气密性良好。 特别提醒 1．连接仪器，关键掌握两个字“润、转”，即玻璃管口要用水润湿减小阻力，玻璃管或橡皮塞应转动插入。 2．仪器组装的顺序是：从左到右，由下而上。 3．装置气密性检查时，一定要先将导管浸入水中，再握住试管，切记步骤不能反，否则导管口会看不到气泡。 随学随练 1．如图检查装置气密性的操作，其正确操作的顺序是 (用数字序号填空)。 ①把装置连接好；②两手紧贴容器的外壁；③导管口有气泡冒出；④把导管的一端浸在水里；⑤如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀 【答案】①④②⑤③ 【详解】检查装置气密性的操作为把装置连接好，然后把导管的一端浸在水里，再用两手紧贴容器外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，浸没在水里的导管口有气泡冒出，因此正确的顺序是：①④②⑤③。 2．用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到 A．瓶中液面明显上升 B．长颈漏斗内液面上升 C．瓶内气体分子间的间隔变小 D．长颈漏斗下端管口产生气泡 【答案】B 【详解】如果装置气密性良好，当缓慢推动活塞时，瓶内压强大于外界大气压，故长颈漏斗内的液面上升。瓶内气体分子间隔变小，但分子很小，观察不到。 故选B。 3．检查装置气密性时，应先完成的操作是 （填序号）。 A．双手捂住容器外壁 B．导管一端伸入水中，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处（画圈部分）的现象是 （填序号，下同），过一会松手后可观察到的现象是 。 选项 A B C 现象较大图 【答案】B B C 【详解】检查装置气密性时，先将导管一端伸入水中，后用双手捂住容器外壁，利用手上的热量使试管内的气体膨胀，若装置的气密性良好，则可观察到烧杯内导管处有气泡冒出，即现象较大图的B，过一会松手后可观察到导管末端上升一段水柱，且不下降，即现象较大图的C；故答案为：B；B；C。 知识点 过氧化氢分解制取氧气（重点） 1．实验探究：过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 实验步骤 （1）用量筒量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。 （2）另取一支试管，加入少量二氧化锰， 再量取4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管中，然后将带火星的木条伸入试管。 实验现象 步骤（1）中木条不复燃，步骤（2）中木条复燃 实验结论 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 特别提醒 1．对比实验 错：对照组与实验组H₂O₂浓度不同 → 正解：浓度必须相同 错：描述现象为“无气泡” → 正解：应写“观察不到明显气泡，木条不复燃” 2．过氧化氢分解制取氧气 （1）过氧化氢溶液俗名 “双氧水”，是一种无色溶液，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气；实验室用过氧化氢溶液分解制取氧气时，通常会加入少量二氧化锰，二氧化锰是黑色粉末。 （2）实验原理 文字表达式：；符号表达式： （3）实验装置 特别提醒 2.装置操作 致命错误：长颈漏斗未液封 → 后果：氧气从漏斗口逸出（检测：将漏斗口堵住，导管口停止冒泡） 药品添加顺序：先固（MnO₂）后液（H₂O₂），否则反应失控 3．催化剂和催化作用： （1）定义：在化学反应中能够改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 （2）特点：“一变两不变” “一变”：改变化学反应的速率；“两不变”：本身的质量和化学性质不变 （3）如何证明催化剂在反应前后质量和化学性质不变？ ①证明反应前后质量不变：实验前先称量催化剂质量，实验后分离出催化剂再称量，比较实验前后两次称量的质量，质量相等说明催化剂在反应前后的质量不变。 ②证明反应前后化学性质不变：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。 特别提醒 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； 3.催化剂的物理性质在化学反应前后可能会变化。 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中可能会变化； 随学随练 1．（25-26八年级上·上海嘉定·阶段检测）用3%双氧水与二氧化锰制取氧气，装置如图，下列说法正确的是 A．分液漏斗下端应伸入液面以下 B．控制双氧水滴加速率，能使反应较平稳进行 C．此收集方法可收集到纯净的氧气 D．需随时向锥形瓶中添加二氧化锰固体 【答案】B 【详解】A、分液漏斗有活塞，加入的双氧水可以不用浸没分液漏斗下端，故选项说法错误； B、反应过程中应通过控制分液漏斗活塞，控制双氧水水滴加速率，从而控制反应速率，能使反应较平稳进行，故选项说法正确； C、用向上排空气法收集到的氧气中容易混有空气，不够纯净，故选项说法错误； D、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变，分解双氧水制取氧气时，不需定期向锥形瓶中添加二氧化锰粉末，故选项说法错误。 故选B。 2．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、由A选项分析可知，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。 故选：D。 3. 下列有关催化剂的说法中错误的是（　　）。 A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率 B．一个化学反应只能有一种催化剂 C．在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变 D．催化剂不能改变生成物的质量 【答案】B 【解析】A、催化剂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没有发生变化，故选项说法正确； B、在化学反应中一个化学反应可能有几种催化剂，如过氧化氢溶液分解制取氧气的催化剂可以是二氧化锰，也可以是硫酸铜、氧化铁等，故选项说法不正确； C、根据催化剂的特点“一变两不变”，在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变，故选项说法正确； D、催化剂能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故选项说法正确。 故选B。 知识点 加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气（重点） 1. 反应原理 (1)高锰酸钾制取氧气： 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气； 符号表达式： (2)氯酸钾制取氧气： 文字表达式： ；符号表达式： 2. 实验装置 3. 操作步骤 （1）查：连接仪器装置，检查装置的气密性； （2）装：在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放一团玻璃棉； （3）定：以从下到上、从左到右的顺序搭建装置，将试管固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热；（先在试管底部来回移动预热，然后集中加热高锰酸钾）； （5）收：待导管口出现稳定气流后，将导管伸入集气瓶，用排水法收集氧气； （6）移：集气瓶中水全部排出后，用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶放于桌面，将导管移出水槽（防止水倒吸进热的试管，使试管炸裂）； （7）熄：熄灭酒精灯。 “查、装、定、点、收、移、熄”七个步骤可谐音记忆为：“茶庄定点收利息”（每个字对应一个步骤）。 4. 氧气的收集 （1）向上排空气法：依据氧气的密度比空气略大，且不与空气反应。 （2）排水法：依据氧气不易溶于水，且不与水反应。 5. 氧气的验满 （1）用排水法收集：集气瓶中的水排完，瓶口有气泡往外冒出，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明已收集满。 6. 氧气的检验 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气。 特别提醒 高锰酸钾制取氧气注意点： 1.试管口放一团玻璃棉，目的是防止加热时粉末进入导管，堵塞导管。氯酸钾制取氧气时试管口不需要放玻璃棉。 2.试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。 3.导管口开始冒气泡时不能收集，因为开始时排出的是装置内的空气，需待导管口出现稳定气流后收集。 4.实验结束时先将导气管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流炸裂试管。 随学随练 1．规范的操作是实验成功的关键。在用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作的先后顺序正确的一项是    A．先将药品装入试管，再检查装置气密性 B．先使试管均匀受热，再对准药品部位加热 C．先将装满气体的集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片 D．实验结束后先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【答案】B 【详解】A、先检查装置的气密性，再将药品装入试管，防止因装置漏气而浪费药品，故说法不正确； B、加热时，先对试管进行预热，再对准药品部位进行加热，防止试管因受热不均而炸裂，故说法正确； C、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故说法不正确； D、实验完毕，应先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，可防止水倒吸，炸裂试管，故说法不正确。 故选B。 2．实验是学习化学的重要途径。根据下列装置回答问题： (1)仪器①的名称是 。 (2)检查装置气密性是在添加药品 (填“前”或“后”)。 (3)实验室用高锰酸钾制取氧气，其反应的符号表达式是 ，可选用的发生装置是 (填装置序号)。 (4)若用D装置收集O2，验满的方法是 。若用C装置收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有 ；实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是 。 【答案】(1)集气瓶 (2)前 (3) A (4) 将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃 水蒸气 防止水倒吸入试管中，使试管炸裂 【详解】（1）仪器①的名称是集气瓶； （2）检查装置气密性是在添加药品前，以免装置漏气浪费药品； （3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：，该反应需要加热，可选用的发生装置是A； （4）氧气具有助燃性，且密度比空气大，用D装置收集O2，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃；C装置是排水法收集氧气，得到的气体中除氧气外，还含有水蒸气，实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，目的是防止水倒吸入试管中，使试管炸裂。 拓展 用多功能瓶收集氧气 ‌难点1：进气管方向判断混淆‌ 无法根据氧气密度和收集方式判断长短管进气方向，答题完全靠蒙。 解析：向上排空气法收集氧气时，氧气密度大于空气，必须‌长管进、短管出‌，让氧气从瓶底逐步向上聚集，把空气从上方短管彻底排出；若瓶内装满水用排水法收集氧气，氧气密度远小于水，必须‌短管进、长管出‌，水从下方长管被压出瓶外。 ‌难点2：多功能瓶的多用途边界混淆‌ 只记住收集气体的用法，忽略其验满、测体积、洗气的拓展场景。 解析： 验满：向上排空气法收集氧气时，将带火星木条放在短管管口，木条复燃即证明氧气已集满。 测氧气体积：瓶内装满水，短管进氧气，长管连接量筒，排出水的体积就是收集到的氧气体积。 ‌难点3：排水法收集的细节误区‌ 误以为多功能瓶排水法收集氧气时，导管要伸到瓶底，和普通排水集气操作混淆。 解析：排水法使用多功能瓶时，进气管只需刚露出橡胶塞即可，无需伸入瓶底，避免水无法顺利从长管排出。 ‌难点4：不同场景下的误差分析盲区‌ 无法分析多功能瓶收集的氧气不纯的具体原因。 解析：排空气法收集时，若进气管接反，氧气直接从短管逸出，瓶内空气无法排尽，收集到的氧气纯度极低；排水法收集前瓶内未装满水，残留空气会导致最终氧气体积测量结果偏小。 活学活用 1．（2026·吉林·模拟预测）实验室现有石灰石、高锰酸钾、二氧化锰、稀硫酸、稀盐酸等试剂及相关仪器和用品，请结合如图所示装置回答问题。 (1)图中标号a仪器的名称是__________。 (2)若用上述试剂制备并收集较纯净的氧气，选择的装置是__________（填字母），发生反应的符号表达式为____________________。 (3)使用装置F用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从__________（填“b”或“c”）端通入，使集气瓶中气体增多，气压增大，在压强差作用下，将水排出。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) BE (3)c 【详解】（1）略。 （2）题干给出的试剂中，只有高锰酸钾可用于制取氧气，高锰酸钾制氧气是“固体加热型反应”，因此发生装置选B；要收集较纯净的氧气，排水法收集的气体纯度高于排空气法，氧气不易溶于水，因此收集装置选E，装置组合为BE； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式 （3）用F装置排水法收集氧气时，瓶内先装满水，氧气密度远小于水，气体需要从短管进入，水从长管排出，F中c是短管，因此气体从c端通入。 2．（2026·宁夏固原·三模）根据下列装置图回答问题。 (1)图中仪器a的名称是___________。 (2)实验室用A装置制取氧气的符号表达式为___________。若要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是___________(填字母序号)。 (3)若用B装置制取氧气，应选择的药品是___________(填名称)，若用D装置干燥氧气，D中添加的药品是___________，氧气从___________(填“b”或“c”)端进入。 (4)相比B装置，选用C装置制取气体的突出优点是___________。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) E (3) 过氧化氢溶液和二氧化锰 浓硫酸 b (4)可以控制反应的开始与结束 【详解】（1）略。 （2）A 装置试管口放棉花，适用于高锰酸钾受热分解制氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符号表达式为。 排水法收集的气体不含空气杂质，纯度更高；向上排空气法收集的气体易混有空气，纯度较差。若要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是E。 （3）B 装置不需要加热，可选用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气。浓硫酸具有吸水性，是常用液态酸性干燥剂，可干燥氧气气体。洗气、干燥气体遵循“长进短出”，氧气从长管 b进入浓硫酸充分接触干燥，再从短管 c 导出。 （4）C 装置带有多孔隔板，关闭止水夹，试管内产生气体使压强变大，液体试剂被压回长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；打开止水夹，液体重新流下接触固体，反应再次开始，选用C装置制取气体的突出优点是可以控制反应的开始与结束；B 装置无法分离固液，反应不能随时关停。 3．（25-26九年级下·江西上饶·期中）根据如图所示的装置图，回答下列问题： (1)写出带有标号的仪器名称：①_______。 (2)实验室可用装置A制取氧气，该反应的符号表达式为______；试管口塞了一团棉花的目的是_________。 (3)若想要收集一瓶较为纯净的时，可选择收集装置____（填字母）；若用装置F收集氧气，检验氧气是否收集满的操作是将带火星的木条放在_____（填“a”或“b”）导管口。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 (3) C b 【详解】（1）略； （2）A装置适用固体加热反应制取气体，适用于加热高锰酸钾制取氧气，符号表达式 ；试管口塞一团棉花是为了防止加热时试管内粉末状物质进入导管； （3）氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，故收集装置可选C； 若用装置F收集氧气，氧气的密度比空气略大，应从a端通入，氧气具有助燃性，检验氧气是否收集满的操作是将带火星的木条放在b导管口，木条复燃，说明已经集满； 拓展 氧气的制备相关曲线 ‌难点1：起点与趋势判断误区‌ 误以为加热高锰酸钾的瞬间就会产生氧气，曲线从原点直接开始上升。 解析：固体加热制氧需要预热一段时间，温度达到分解条件后才会产生氧气，氧气质量曲线起点在横坐标（时间轴）的非零位置，不会从原点直接上升。 ‌难点2：催化剂对曲线的影响混淆‌ 误以为加入二氧化锰会让最终生成的氧气总质量变多，拉高曲线终点纵坐标。 解析：催化剂仅加快反应速率，让曲线上升更陡峭、反应提前结束，完全不会改变生成物氧气的总质量，两条曲线的最终终点纵坐标完全一致。 ‌难点3：固体质量/剩余物成分曲线分析偏差‌ 误以为加热高锰酸钾后固体质量会降到0，忽略生成的锰酸钾和二氧化锰都是固体。 解析：加热过程中固体质量持续下降，反应完全后保持恒定数值，剩余固体包含两种产物，不会降到零。 ‌难点4：横坐标变量的场景误判‌ 把“加热时间”和“反应时间”两个横坐标概念混用，导致曲线起点判断完全错误。 解析：若横坐标为“反应时间”，氧气曲线可从原点开始上升；若横坐标为“加热时间”，必须预留预热升温的时间差，曲线起点延后，二者不能等同。 ‌难点5：多催化剂/多变量曲线的控制变量分析遗漏‌ 分析不同催化剂对过氧化氢制氧的曲线影响时，忽略过氧化氢浓度、温度等隐性变量。 解析：对比不同催化剂效果时，必须保证过氧化氢的浓度、体积、温度完全一致，仅催化剂种类不同，最终生成氧气的总质量完全相同，仅曲线上升速率有差异。 活学活用 1．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）利用图1装置研究过氧化氢的分解反应，所得结果如图2所示。下列说法错误的是    A．实验前需要检查装置的气密性 B．对比b点和e点不能验证反应速率与溶液的浓度有关 C．图2中a点对应的操作是推动注射器活塞 D．该实验不能证明对的分解起催化作用 【答案】B 【详解】A、实验前需要检查装置的气密性，防止装置漏气，影响实验结果，故选项说法正确。 B、对比b点和e点收集相同体积氧气时所需时间，e比b时间长，说明浓度越大，反应速率越快，能验证反应速率与H2O2的浓度有关，故选项说法不正确。 C、图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞，过氧化氢溶液进入容器，气压增大，故选项说法正确。 D、该实验的变量是过氧化氢溶液的浓度，两组实验均有二氧化锰，不能证明MnO2对H2O2的分解起催化作用，故选项说法正确。 故选B。 2．（25-26九年级上·广东广州·期中）下列图象对应叙述关系正确的是 A．过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气，二氧化锰质量与反应时间 B．加热高锰酸钾制氧气，二氧化锰质量与反应时间 C．等质量的过氧化氢制氧气，氧气质量与反应时间 D．加热等质量氯酸钾制氧气，氧气质量与反应时间，其中a有催化剂 【答案】A 【详解】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。所以随着反应时间增加，二氧化锰质量始终保持不变，故选项符合题意； B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰是反应的生成物，反应前，二氧化锰质量为0；反应过程中，二氧化锰质量逐渐增加；当高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量不再变化，故选项不符合题意； C、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，等质量的过氧化氢制取氧气，无论是否加催化剂，最终生成氧气的质量是相等的，故选项不符合题意； D、催化剂能加快反应速率，等质量的氯酸钾制取氧气，有催化剂（曲线a）时反应速率更快，能更快达到反应结束（生成氧气质量不再变化），且最终生成氧气的质量相等，故选项不符合题意； 故选：A。 3．(3)实验室采用图1所示装置，用5%的过氧化氢溶液制备氧气。 ①发生装置中产生氧气的反应文字表达式为________。 ②开始反应需要进行操作的顺序为_________(填字母顺序)。 A．打开分液漏斗顶部玻璃塞      B．打开分液漏斗颈部活塞 ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以_______(填操作)。 (4)若用15%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会剧烈反应产生氧气。为了让反应不至于过快，下列图示中仪器选择和药品放置最合理的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (5)实验室还可以用高锰酸钾来制备氧气。 ①高锰酸钾受热分解制取氧气的文字表达式为_______。 ②如图2所示，为了防止加热时固体粉末随气流进入导管，应在_______处放一团蓬松的棉花。 (6)收集氧气并进行蜡烛燃烧实验。 ①用集气瓶收集干燥的氧气，应选用________(填“向上”或“向下”)排空气法。 ②验证集气瓶中收集到的气体是氧气的方法为_______。 【答案】 (3) 过氧化氢水+氧气 AB 旋转活塞减慢液体滴加的速率 (4)C (5) 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 试管口 (6) 向上 将带火星的木条伸入集气瓶中 【详解】 （3）①过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下发生反应生成水、氧气，发生装置中产生氧气的反应文字表达式为：过氧化氢水+氧气。 ②开始反应需要进行操作的顺序为：先打开分液漏斗顶部玻璃塞，再打开分液漏斗颈部活塞，使液体流入锥形瓶中，故选AB。 ③在题②操作进行后，为了防止产生气体过快，可以旋转活塞减慢液体滴加的速率，从而控制化学反应速率。 （4）A.液体由长颈漏斗一次性加入，不能通过控制液体的滴加速度，从而控制化学反应速率，此选项不符合题意； B.液体由长颈漏斗一次性加入，不能通过控制液体的滴加速度，从而控制化学反应速率，此选项不符合题意； C.过氧化氢溶液由分液漏斗加入，可通过控制过氧化氢溶液的滴加速度，来控制过氧化氢溶液的浓度，从而控制化学反应速率，此选项符合题意； D.烧瓶内的过氧化氢溶液与二氧化锰接触，已经剧烈反应了，此选项不符合题意。 故选C。 （5）①高锰酸钾加热时发生反应生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 ②如图2所示，为了防止加热时固体粉末随气流进入导管，应在试管口处放一团蓬松的棉花，以防加热时固体粉末堵塞导气管。 （6）①用集气瓶收集干燥的氧气，由于氧气的密度比空气的密度大，应选用向上排空气法。 ②验证集气瓶中收集到的气体是氧气的方法为：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，则该气体是氧气。 拓展 工业制氧气易错辨析 ‌难点1：原理本质认知误区‌ 易误将工业制氧气判定为化学变化，忽略核心逻辑。 解析：工业制氧气采用分离液态空气法，利用液氮和液氧的沸点不同进行分离，全程无新物质生成，属于‌物理变化‌，和实验室制氧的化学变化有本质区别。 ‌难点2：流程细节记忆偏差‌ 混淆空气液化的条件和气体逸出顺序，记错核心参数。 解析：先将空气加压降温至-200℃左右变为液态，升温时沸点更低的液氮（-196℃）先汽化逸出，剩余的主要是液氧（沸点-183℃），该沸点差值是分离操作的核心依据。 ‌难点3：产品纯度与用途的对应误区‌ 误以为工业制得的氧气是100%纯净物，混淆工业级和实验室级氧气的差异。 解析：工业制氧得到的是富氧空气或液氧，含有少量稀有气体等杂质，纯度无需达到实验室纯氧标准，可直接满足炼钢、气焊等工业场景需求。 活学活用 1．（24-25八年级下·上海浦东新·期中）(2)工业上分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如下图所示，空试管浸入液氯一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。下列有关说法错误的是 。 A．空气冷却变成液态空气，分子间隔变小 B．由现象可知氮气的沸点比氧气高 C．燃着的木条熄灭是因为氮气不可燃且不支持燃烧 D．后伸入带火星的木条复燃，体现了氧气的可燃性 【答案】 (2)BD 【详解】 （2）A、空气冷却变成液态空气，由气态变为液态，分子间隙变小，A正确； B、液态空气主要成分是氮气和氧气，液态空气在常温下沸腾，沸点低的物质先蒸发成气体。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，，是因为液氮的沸点低，先从液态空气中汽化出来，氮气不能燃烧且不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，故由现象可知氮气的沸点比氧气低，故氮气先蒸发出来，B错误； C、氮气先蒸发出来，由于氮气不可燃且不支持燃燃，所以燃着的木条熄灭，C正确； D、1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，说明氧气开始蒸发，体现了氧气的助燃性，氧气不具有可燃性，D错误； 故选：BD； 2．（24-25九年级上·重庆垫江·期末）(2)氧气可供给呼吸，支持燃烧。工业上制取氧气，常用的有深冷法、变压吸附法等。 I．深冷法的原理是先将空气液化，再利用氮气和氧气沸点的差异进行分离。 ①由步骤“蒸发”可以猜测氮气的沸点比氧气的沸点___________(选填“高”或“低”)。 ②空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的___________(填序号)。 a．氮气    b．氧气    c．稀有气体    d．二氧化碳    e．水蒸气 【答案】 (2) 低 de 【详解】 （2）①由图可知，“蒸发”时氮气先分离出来，说明氮气的沸点比氧气的沸点低； ②由图可知，分离液态空气得到了稀有气体、氮气和液氧，则空气的净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的二氧化碳和水蒸气，故选：de； 3．（25-26八年级上·上海·期末）在标准大气压下，空气中各组分的沸点如下所示 组分 氮气 氧气 二氧化碳 沸点（℃） -195.8 -183.0 -78.5 (1)将盛有液态空气的容器打开，上述三种气体中，先逸出的是________。 (2)工业上，通过利用各组分沸点不同，分离得到氧气的方法叫做________。 【答案】(1)氮气（） (2)分离液态空气法 【详解】（1）液态物质汽化时，沸点越低的组分越容易先汽化，表格中氮气的沸点（）是三种气体中最低的，因此将液态空气容器打开时，先逸出的是氮气（）。 故填：氮气（）。 （2）工业上利用空气各组分的沸点不同，通过液化空气后再汽化分离的方法，叫做分离液态空气法。 故填：分离液态空气法。 题型 工业制取氧气 ▌例1 （24-25九年级上·上海徐汇·期末）工业上分离液态空气得到氮气和氧气，利用了它们的 A．溶解度差异 B．熔点差异 C．沸点差异 D．化学性质差异 【答案】C 【详解】工业上分离液态空气时，先将空气加压降温变成液态，然后升温，由于氮气的沸点（-196℃ ）比氧气的沸点（-183℃ ）低，氮气先汽化出来，剩下的主要是液态氧，该过程利用的是氮气和氧气的沸点差异，而不是溶解度、熔点差异，且此过程属于物理变化，与化学性质无关。 故选：C。 解题贴士 紧扣“物理变化、利用氮气和氧气的沸点差异分离液态空气、无催化剂、无新物质生成”核心本质，区分开实验室制氧气的化学变化逻辑，即可快速突破所有考点陷阱‌。 ▌对点练1-1 （25-26八年级下·河北石家庄·期中）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正确的是 A．该过程属于化学变化 B．利用了氮气和氧气的沸点不同 C．也可以将其应用于实验室快速制备氧气 D．过程中有新物质氧气生成 【答案】B 【详解】A、分离液态空气制氧气的过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误； B、分离液态空气法是利用氮气和氧气的沸点不同，升温时沸点低的氮气先汽化，从而实现分离，正确； C、分离液态空气法需要低温、高压的特殊条件，实验室难以满足，无法用于实验室快速制备氧气，错误； D、该过程只是将空气中原本存在的氧气分离出来，没有新物质生成，错误。 ▌对点练1-2 （25-26八年级上·山东德州·期中）已知液氧的沸点为-183℃，液氮的沸点为-196℃，工业上利用分离液态空气法制取氧气的流程如图所示，下列说法正确的是    A．液氮的沸点比液氧的沸点高 B．工业制氧属于物理变化 C．最先从液态空气中蒸发出来的气体是氧气 D．此方法得到的“液态氧”是纯净物 【答案】B 【详解】A、液氧的沸点为-183℃，液氮的沸点为-196℃，由于-183＞-196，所以液氧的沸点大于液氮的沸点，该选项说法错误，不符合题意； B、工业制氧气利用的是氮气和氧气沸点不同，过程中无新物质生成，所以是物理变化，该选项说法正确，符合题意； C、由于液氮的沸点比液氧的沸点低，所以先蒸发出来的是氮气，该选项说法错误，不符合题意； D、此方法得到的“液态氧”不是纯净物，仍然含有稀有气体、二氧化碳等，该选项说法错误，不符合题意； 故选B。 题型 连接仪器、检查装置气密性 ▌例2 （2026·天津红桥·二模）以下性质中，不属于氧气物理性质的是 【例2】在实验室中进行化学实验，在仪器、装置连接的过程中操作错误的是 A．在玻璃导管上套上乳胶管 B．把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 C．用橡胶塞塞住试管 D．检查装置气密性 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、连接玻璃管和乳胶管时，先把玻璃管口用水湿润，然后稍稍用力即可把玻璃管插入乳胶管，图示操作正确，不符合题意； B、把玻璃管插入带孔橡胶塞时，先把玻璃管口用水湿润，然后对准橡胶塞上的孔稍稍用力转动，将其插入，图示操作正确，不符合题意； C、用橡胶塞塞住试管时，应左手拿试管，右手拿橡胶塞，把橡胶塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，图示操作错误，符合题意； D、检查装置气密性的方法：将导管末端浸入水中，用手握住试管外壁，观察到导管口有气泡冒出，说明该装置气密性良好，图示操作正确，不符合题意。 故选C。 解题贴士 连接仪器遵循“从下到上、从左到右”顺序，检查气密性紧扣“密闭体系+改变压强+观察气泡/水柱”核心逻辑，先将导管浸入水中再用手捂热容器，即可快速突破所有操作类考点陷阱‌。 ▌对点练2-1 （25-26八年级下·山东淄博·期中）氧气与世间万物如影相随，动植物的呼吸、燃料燃烧、钢【变式2-1】实验室制取气体前需检查装置气密性，操作如图。下列实验过程中的现象不能确定装置气密性好的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、用手紧握试管壁，烧杯内有气泡产生，则证明气密性良好，故能判断气密性是否良好，故选项不符合题意； B、导管内外液面一致，试管内外气压一致，可能是装置漏气，故选项符合题意； C、表示松开手后，试管内气压变小，水倒吸入导管，表明气密性好，故选项不符合题意； D、导管内液面低于烧杯内液面，试管内的气压大于外界气压，表明气密性好，故选项不符合题意。 故选B。 【变式2-2】下图实验操作错误的是 A．玻璃管插入胶塞 B．玻璃管套上乳胶管 C．检查装置气密性 D．橡胶塞塞住试管 【答案】D 【详解】A、把玻璃管插入带孔橡皮塞时，先把玻璃管一端用水润湿，然后稍用力转动，使它插入，图示操作正确； B、在连接玻璃管和乳胶管时，先把玻璃管口用水湿润，然后稍用力把玻璃管插入乳胶管，图示操作正确； C、检查装置气密性的方法：连接装置，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，导管口有气泡冒出，说明气密性良好，图示操作正确。 D、塞紧胶塞，应该把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，图示操作错误； 故选D。 题型 实验室用过氧化氢制氧气 ▌例3 （25-26九年级上·江苏镇江·期中）用双氧水和MnO2制取O2并进行性质探究，下列操作不正确的是 A．装MnO2 B．制取 C．收集 D．铁丝燃烧 【答案】C 【详解】A、粉末状药品（MnO2）用纸槽送入试管底部，操作正确。 B、分液漏斗控制双氧水的滴加速度，锥形瓶中MnO2作催化剂，装置适用于固液不加热型制氧气，操作正确。 C、氧气密度比空气大，应采用“长管进、短管出”的向上排空气法收集，图中进气方向错误，操作错误。 D、铁丝在氧气中燃烧时，瓶底加水可防止高温熔融物炸裂瓶底，操作正确。 故选C。 解题贴士 紧扣“固液不加热型发生装置+催化剂仅改速率不增产量”核心逻辑，结合“查气密、控流速、防倒吸”操作要点，即可规避所有考点陷阱‌。 ▌对点练3-1 （25-26八年级上·山东德州·期中）小红利用如图所示装置和试剂进行实验，下列有关该实验的分析错误的是 A．实验中的反应物是过氧化氢和二氧化锰 B．小红多次重复该实验来获得普遍规律，实验中的二氧化锰可以重复利用 C．由于反应时快速产生氧气，使得集气瓶内压强不断增大，充气气球会变小，红墨水会左移 D．装有过氧化氢溶液的仪器是分液漏斗，通过控制滴加液体速率来控制反应快慢 【答案】A 【详解】A、实验中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应物是过氧化氢，二氧化锰是催化剂，不是反应物，符合题意。 B、二氧化锰是催化剂，在化学反应前后质量和化学性质不变，所以可以重复利用，多次重复实验能获得普遍规律，不符合题意。 C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下快速分解产生氧气，使集气瓶内压强增大，充气气球受压强影响会变小，红墨水会左移，不符合题意。 D、装有过氧化氢溶液的仪器是分液漏斗，分液漏斗可控制滴加液体的速率，从而控制反应的快慢，不符合题意。 故选A。 ▌对点练3-2 （25-26九年级上·河南周口·期中）跨学科实践。 (1)图甲中可观察到灯泡发光，说明铁具有的物理性质是_______。 (2)如图乙为小豫设计的简易供氧器。 ①加湿过滤仓中 H2O 的作用包括_______(填字母)。 a.吸收杂质提纯O2    b.观察O2产生的速度 c.加快O2的生成        d.保证供给O2的湿度需求 ②调节供氧流速可以_______ (填具体操作)。 【答案】(1)导电性 (2) abd 通过注射器控制液体滴加速度 【详解】（1）灯泡发光，说明铁具有导电性。 （2）①a、加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，a选项正确； b、氧气不易溶于水，经过水会形成气泡，可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，b选项正确； c、加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，c选项错误； d、加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，d选项正确。 故选：abd。 ②可以通过控制向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，从而控制反应速率，来调节供氧流速。 题型 实验室加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气 ▌例4 （25-26九年级上·河南平顶山·期末）如图是氧气的实验室制取和性质实验装置。 (1)A中制取氧气的符号表达式为______。 (2)用装置B来收集氧气，进气口为______（填“m”或“n”）。 【答案】(1) (2)m 【详解】（1）高锰酸钾在加热条件下分解产生锰酸钾、二氧化锰和氧气，符号表达式为：； （2）氧气的密度比空气大，应使用向上排空气法，故用装置B来收集氧气，进气口为m。 解题贴士 紧扣“固体加热型发生装置+试管口略向下倾斜防炸裂、高锰酸钾管口塞棉花防粉末堵塞导管、先移导管后熄灯防水倒吸”核心操作逻辑，结合催化剂仅改氯酸钾分解速率不改变氧气产量的规律，即可快速突破所有考点陷阱‌。 ▌对点练4-1 （25-26九年级上·河南南阳·阶段检测）下图为用高锰酸钾制取氧气的装置图。 (1)在实验方案中，下列图标需要标注的是________(填字母序号，下同)。 a．用电   b．热烫    c．排风 (2)向试管中加入KMnO4正确的操作是______。 a．    b．   c． (3)氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是_______。 【答案】(1)b (2)bc (3) 防止水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂 【详解】（1）加热高锰酸钾制取氧气时，涉及热烫（加热的试管等仪器较热），无需用电，也无需排风（不会产生有毒有害气体）。 （2）取用高锰酸钾时，先将试管横放，用药匙或纸槽将药品送至试管底，再将试管竖立。 （3）实验结束后，为了防止水槽中的水倒吸，引起热的试管炸裂，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。 ▌对点练4-2 （25-26九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）氧气在生产、生活和生命活动中发挥着重要作用。兴趣小组以“依据特定需求用不同方法制取氧气”为主题开展了跨学科实践活动。 Ⅰ在实验室中制取氧气。 (1)图1中仪器a的名称是______。 Ⅱ学习小组的同学共同分享制取氧气的学习收获。 实验室制取氧气的装置如图2所示。 (2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法，制取并收集较纯净的氧气，应选择的装置组合为______（填字母），反应的化学式表达式为______。若用该方法收集的氧气仍混有少量空气，原因可能是______（写出1条即可）。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) AC 集气瓶没有装满水 【详解】（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器a的名称是长颈漏斗； （2）氯酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，故选A为发生装置，氧气不易溶于水，故排水法收集的氧气较纯净，应选择的装置组合为AC； 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学式表达式为：； 若用该方法收集的氧气仍混有少量空气，原因可能是：集气瓶没有装满水。 题型 催化剂和催化作用 ▌例5 （2026·湖南长沙·模拟预测）2025年新上市的国七标准汽车，其尾气净化系统中使用了更高效的催化剂，能将有害气体转化为无害物质。关于催化剂在该反应中的作用，下列说法正确的是 A．能增加反应最终生成物的质量 B．能改变化学反应的速率 C．反应前后自身的性质不变 D．没有催化剂，反应就无法发生 【答案】B 【详解】A. 催化剂仅改变化学反应速率，不改变生成物质量，生成物质量由反应物质量决定，故A错误。 B. 催化剂的定义就是能改变化学反应速率，故B正确。 C. 催化剂反应前后化学性质不变，物理性质可能改变，故C错误。 D. 催化剂只影响反应速率，无催化剂该反应也能发生，只是速率较慢，故D错误。 解题贴士 催化剂和催化作用解题要点：紧扣催化剂“一变两不变”的核心特征，结合控制变量法设计对照实验验证其作用，规避“改变生成物质量”等常见概念误区答题。 ▌对点练5-1 用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰的结果是 A．不能产生氧气 B．制取的氧气不纯 C．产生氧气的总质量减少 D．产生氧气的速率慢 【答案】D 【详解】A、过氧化氢在常温下会缓慢分解，即使没有催化剂，仍能产生氧气，不符合题意； B、用过氧化氢溶液制取氧气时忘记加入二氧化锰，过氧化氢仍然能分解，只是分解速率较慢，而氧气纯度与反应速率无关，故不会导致制取的氧气不纯，不符合题意； C、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，不会导致产生氧气的总质量减少，不符合题意； D、在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰是催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故忘记加入二氧化锰，会导致产生氧气的速率慢，符合题意。 故选D。 ▌对点练5-2 （2026·湖南岳阳·二模）某实验小组探究红砖粉末能否作为过氧化氢分解反应的催化剂，设计了如下实验并进行探究。下列实验步骤、现象和结论均对的是 实验步骤 现象 结论 A ①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管 木条不复燃 常温下过氧化氢分解得很慢或不分解 B ②向上述试管中加入红砖粉末，然后将带有火星的木条插入试管 木条复燃 红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂 C ③待上述试管中的反应停止时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管 木条复燃 在化学反应前后，红砖粉末的质量没有改变，进一步说明红砖粉末是催化剂 D ④取第③步反应后的红砖粉末，直接放入蒸馏水中搅拌 红砖粉末不溶解 红砖粉末不溶于水，因此可作为过氧化氢分解的催化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A.常温下过氧化氢分解速率极慢，产生的氧气浓度极低，不足以使带火星木条复燃，现象与结论均正确； B.该实验仅能证明红砖粉末加快了过氧化氢的分解速率，未验证反应前后红砖粉末的质量、化学性质是否不变，不能直接判定它是催化剂，结论错误； C.该实验仅能证明反应后红砖粉末的化学性质未发生改变，无法验证其质量不变，结论错误； D.物质的溶解性与是否能作为催化剂无关联，逻辑不成立，结论错误。 基础通关 1．（25-26九年级下·山东淄博·期中）下列不可能用于制取氧气原料的是 A．高锰酸钾（KMnO4） B．氯酸钾（KClO3) C．空气 D．氯化钾（KCl） 【答案】D 【详解】A.KMnO4含有氧元素，加热可分解生成氧气，是实验室制氧气的常用原料； B.KClO3含有氧元素，在二氧化锰催化、加热条件下可分解生成氧气，是实验室制氧气的常用原料； C.空气中含体积分数约21%的氧气，工业上可通过分离液态空气法制取氧气； D.KCl仅由K、Cl两种元素组成，不含氧元素，不可能用于制取氧气。 2．（25-26八年级下·河北石家庄·期中）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正确的是 A．该过程属于化学变化 B．利用了氮气和氧气的沸点不同 C．也可以将其应用于实验室快速制备氧气 D．过程中有新物质氧气生成 【答案】B 【详解】A、分离液态空气制氧气的过程中没有新物质生成，属于物理变化，错误； B、分离液态空气法是利用氮气和氧气的沸点不同，升温时沸点低的氮气先汽化，从而实现分离，正确； C、分离液态空气法需要低温、高压的特殊条件，实验室难以满足，无法用于实验室快速制备氧气，错误； D、该过程只是将空气中原本存在的氧气分离出来，没有新物质生成，错误。 3．（2026·江苏苏州·二模）实验室用过氧化氢溶液制取氧气并研究氧气的性质。下列操作不规范的是 A．检查气密性 B．量取液体 C．收集氧气 D．木炭燃烧 【答案】B 【详解】A.关闭分液漏斗活塞后用手捂住锥形瓶，瓶内气体受热膨胀，若导管口有气泡冒出则证明气密性良好，A操作规范。 B.倾倒液体试剂时，试剂瓶瓶塞应倒放在桌面上避免污染试剂，标签应对准手心避免残留药液腐蚀标签，瓶口应紧挨量筒口，防止药液洒出，图中操作错误，B操作不规范。 C.氧气不易溶于水，可采用排水法收集，图示导管放置、集气瓶倒置的操作符合排水法收集要求，C操作规范。 D.用坩埚钳夹持红热木炭，缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，可使木炭与氧气充分反应，D操作规范。 4．（25-26八年级下·河北石家庄·期末）按如图所示进行实验，试管中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是 A．产生的泡沫可用于灭火 B．反应前后，催化剂的化学性质不同 C．过氧化氢分解生成水和氧气 D．没有催化剂，过氧化氢不会分解 【答案】C 【详解】A.反应产生的泡沫中含有氧气，氧气具有助燃性，不可用于灭火，故选项说法错误； B.反应前后催化剂的化学性质不变，故选项说法错误； C.过氧化氢在催化剂作用下可以分解生成水和氧气，故选项说法正确； D.没有催化剂过氧化氢也会分解，只是反应速率慢一些，故选项说法错误。 5．（25-26八年级下·山东烟台·期中）如图所示四种途径都可以得到(反应条件已省略)，下列说法错误的是 A．从节约能源的角度，甲途径是实验室制的最佳方案 B．乙和丙途径中都用的是固体加热发生装置 C．甲、乙途径中都用到了二氧化锰作催化剂 D．工业上采用途径丁制取大量，主要是利用了和的密度不同 【答案】D 【详解】A.甲途径为过氧化氢常温分解制氧气，无需加热，节约能源，是实验室制O2的最佳方案，说法正确； B.乙途径为加热氯酸钾固体制氧，丙途径为加热高锰酸钾固体制氧，均使用固体加热发生装置，说法正确； C.过氧化氢分解、氯酸钾分解的反应中，均使用二氧化锰作为催化剂加快反应速率，说法正确； D.工业上分离液态空气制氧气，是利用N2和O2的沸点不同，不是密度不同，说法错误。 6．（25-26九年级下·内蒙古乌兰察布·期中）下列有关简易供氧器制氧原理的说法不正确的是 A．左瓶相当于实验室制取氧气的发生装置 B．可通过右瓶观察氧气的供给速率 C．可通过右瓶使输出的氧气保持湿润 D．二氧化锰增加了生成氧气的质量 【答案】D 【详解】A.左瓶是过氧化氢和二氧化锰反应生成氧气的场所，相当于实验室的发生装置，说法正确。 B.氧气通入右瓶水中，可通过观察气泡产生的速率，判断氧气的供给速率，说法正确。 C.氧气经过右瓶水后会携带水蒸气，能使输出的氧气保持湿润，说法正确。 D.二氧化锰是该反应的催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不会改变生成物的质量，不能增加生成氧气的质量，说法错误。 7．（25-26八年级下·山西朔州·期末）实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下，正确的顺序是 ①点燃酒精灯给试管加热 ②将药品装入试管 ③用排水法收集氧气 ④检查装置的气密性 ⑤熄灭酒精灯，停止加热 ⑥将导管从水槽中取出 ⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台上 A．④②③⑦⑥①⑤ B．①②⑦④③⑤⑥ C．④②⑦①③⑥⑤ D．④②⑥①③⑦⑤ 【答案】C 【详解】加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤可通过谐音口诀「茶庄定点收利息」快速记忆，对应逻辑如下： 查：先④检查装置气密性，避免装置漏气影响实验； 装：再②将高锰酸钾装入试管； 定：之后⑦塞好带导管的胶塞，将试管固定在铁架台上； 点：完成准备后①点燃酒精灯给试管加热； 收：待导管口气泡连续均匀冒出时，③用排水法收集氧气； 移：实验结束先⑥将导管从水槽中取出，防止水倒吸炸裂热试管； 熄：最后⑤熄灭酒精灯停止加热。 因此正确顺序为，对应选项C。 8．（2026·山西·三模）如图是实验室制取气体的装置，有关分析正确的是 A．装置A可用于高锰酸钾制取氧气 B．装置B实验前先检查装置气密性 C．装置C收集密度小于空气的气体 D．装置D收集氧气气体由导管b进入 【答案】B 【详解】A.高锰酸钾制取氧气属于固体加热型反应，需要加热仪器，且试管口需略向下倾斜、放置棉花。装置A是固液常温型发生装置，无加热装置，无法用于高锰酸钾制氧，A错误。 B.所有制取气体的实验装置，实验前都必须先检查气密性，防止装置漏气影响实验，该操作要求正确，B正确。 C.装置C是向上排空气法收集装置，导管伸到集气瓶底部，用于收集密度比空气大的气体，密度小于空气的气体应采用向下排空气法收集，C错误。 D.装置D为排水法收集装置，氧气不易溶于水，若用该装置收集氧气，气体应从短管c进入，将水从长管b排出，错误。 9．（2026·河南许昌·二模）实验室用高锰酸钾制取氧气，下列实验操作正确的是 A．取用高锰酸钾时，用药匙将其送入试管底部 B．加热时，试管口略向上倾斜 C．收集氧气时，导管口刚有气泡冒出就开始收集 D．验满时，将带火星木条伸入集气瓶内 【答案】A 【详解】A.高锰酸钾是粉末状固体，取用粉末状药品时，需用药匙（或纸槽）将药品送至试管底部，避免药品沾在试管内壁，操作正确； B.加热固体时试管口应略向下倾斜，防止反应产生的冷凝水倒流炸裂试管，因此该操作错误； C.导管口刚冒出的气泡是装置内残留的空气，此时收集会导致氧气不纯，需等气泡连续均匀冒出时再收集，操作错误； D.氧气验满时应将带火星的木条放在集气瓶口，伸入瓶内是检验氧气的操作，操作错误。 素养提升 10．（25-26九年级上·上海·期末）探究与反应的最佳质量比，兴趣小组另取10份氯酸钾固体，每份2 g，分别加入不同质量的二氧化锰，加热反应，收集到100 mL氧气所用的时间与固体质量比的关系如图所示。 (1)利用此法制取氧气，的最佳质量比为_________。 (2)在催化剂的用量上，你对催化剂的新认识是_________。 【答案】(1)1:3 (2)催化剂不是使用越多，催化效果越好 【详解】（1）根据图示可知，利用此法制取氧气，的质量比为1:3时，收集100mL氧气所用的时间最短，即反应速率最快，故1:3为最佳质量比。 （2）在催化剂的用量上，对催化剂的新认识是催化剂不是使用越多，催化效果越好（或反应速率越快）；使用时需控制催化剂的用量等（合理即可）。 11．（24-25九年级上·黑龙江·单元测试）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“？”处应该填写的物质是_____。 (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。该过程发生的是_____(填“物理”或“化学”)变化。 (4)写出工业制取氧气的优点_____(写一条)。 【答案】(1)混合物 (2)稀有气体 (3) 沸点 物理 (4)原料廉价易得(合理即可) 【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； （2）洁净的空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等组成；流程中“？”处应该填写的物质是：稀有气体； （3）可以利用液氧和液氮的沸点不同，通过冷却，加压，蒸馏，将液氧和氮气等分离；该过程中没有生成新物质，属于物理变化； （4）工业以空气为原料制取氧气，优点为原料廉价易得等。 12．（25-26九年级下·上海·阶段检测）探究不同催化剂对过氧化氢分解速率和生成物产量的影响，兴趣小组用图1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2中曲线、所示。 (1)从曲线、的变化可以看出，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是________s（选填“30”、“65”或“120”）。 (2)曲线、最终达到相同的压强，说明________。 【答案】(1)30 (2)催化剂只改变化学反应速率，不改变最终生成物的总质量，相同量的过氧化氢完全分解生成氧气的质量相等 【详解】（1）猪肝中过氧化氢酶的催化效率比土豆更高，过氧化氢分解更快，对应曲线为a（虚线）。曲线a在30s时压强达到峰值，说明此时过氧化氢已经完全分解，后续压强下降是反应放热后温度冷却导致的，不影响反应完成的判断，因此完全反应用时约为30s。 （2）两组实验所用过氧化氢的体积和浓度都相同，催化剂只改变反应速率，不改变生成物的总质量，因此最终生成氧气的量相同，装置内最终达到相同压强。 13．（25-26八年级下·山东德州·期末）氧气是重要的气体，“追梦”活动小组对氧气有关内容进行研究，请回答问题。 (1)写出仪器的名称：①________；②________。 (2)用分解过氧化氢溶液的方法来制取氧气，反应的符号表达式为_______，该反应属于______反应（填基本反应类型）。可选用的发生装置为______（填字母）；用E装置收集氧气时，导管口出现_______现象时开始收集。用F装置收集氧气，氧气应从_____（选填“a”或“b”）端通入。 (3)用加热分解高锰酸钾的方法制取干燥的氧气，反应的符号表达式为_________；在装置A~E中可选用的制取组合为_______（填字母），试管口放一团棉花，可防止__________。 (4)用如图装置探究氧气性质时，发现铁丝剧烈燃烧，反应的符号表达式为_______，细沙的作用是______。 【答案】(1) 铁架台 水槽 (2) 分解 A 连续并均匀地冒出气泡 b (3) BD 加热时试管内的粉末状物质进入导管 (4) 防止生成的高温物质溅落下来，炸裂瓶底 【详解】（1）略。 略。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气。 一种反应物生成两种或多种生成物，符合“一变多”特征，属于四大基本反应中的分解反应。 反应物是过氧化氢，反应不需要加热，A属于固液常温型装置。 刚开始反应时，导管排出的是装置内原有空气，若立即收集，氧气纯度低；待气泡连续均匀冒出，空气排尽，再收集。 氧气密度比空气大，用万能瓶向上排空气法时，长管b进氧气，氧气在瓶底聚集，空气从短管a排出。 （3）高锰酸钾受热分解，符号表达式见答案。 发生装置B：高锰酸钾是固体，反应需要加热，选固体加热型B。收集装置D：题目要求干燥氧气，排水法E收集的气体混有水蒸气，不能选；氧气密度大于空气，向上排空气法D收集的气体干燥纯净。 高锰酸钾粉末受热易飞溅，棉花阻挡粉末，防止粉末进入导管造成堵塞。 （4）铁与氧气点燃生成四氧化三铁，符号表达式见答案。 铁丝燃烧生成高温熔融态四氧化三铁，温度极高；直接掉落会使集气瓶冷热不均炸裂，细沙隔绝熔融物与瓶底，防止集气瓶炸裂。 迁移创新 14．（25-26八年级下·山东德州·期末）关于催化剂的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，下列说法正确的是________（填字母）。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．催化剂只能加快反应速率 【任务二】探究催化剂 查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究：称量0.2 g氧化铜，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图1所示实验。 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为0.2g _________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)步骤①、③对比可以说明__________________________。 【任务三】探究催化剂的催化效果 分别取10 mL 5%过氧化氢溶液、1 g二氧化锰、1 g氧化铜，按下图2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完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如下图3所示。 (4)对比分析图3中的_________（填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 【任务四】探究制取氧气的适宜催化剂 将二氧化锰（）、氧化铜（）、氧化铁（）三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球，采用图4装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见下图5。 (5)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是______________。 【任务五】拓展探究：深刻理解催化剂的催化原理 (6)在化学反应中，分子分解为原子需要吸收能量，根据图6，你认为催化剂能加速反应的原因是___________________。 【答案】(1)B (2)试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃 (3)氧化铜能加快过氧化氢的分解速率 (4)a、c或b、d (5)/氧化铜 (6)催化剂能降低分子分解成原子所需的能量 【详解】（1）A.催化剂只能改变反应速率，不能决定反应是否发生，错误； B.催化剂在化学反应前后化学性质不发生改变，正确； C.用作催化剂的物质也可能是其他反应的反应物或生成物，比如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，也是高锰酸钾分解的生成物，错误； D.催化剂可以加快反应速率，也可以减慢反应速率（负催化剂），错误。 （2）要证明氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂，需要验证三个条件：能改变反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变。 步骤①是只加过氧化氢溶液，步骤③加入了氧化铜，会加快反应速率，所以步骤⑦的现象为：试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃。 （3）步骤①中只产生极少量气泡、木条不复燃；步骤③中加入氧化铜后有大量气泡、木条复燃，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。 （4）对比分析图3中的ac点（产生相同体积气体所需时间不同）或bd点（相同时间内产生气体的体积不同），可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （5）催化效果好意味着反应速率快（压强上升快），反应温和意味着速率不过于剧烈。从图5曲线看，二氧化锰的曲线上升最快，反应太剧烈；氧化铁的曲线上升最慢，催化效果差；氧化铜的曲线介于两者之间，催化效果较好且反应温和。 （6）催化反应的能量峰值（活化能）比非催化反应的低，说明催化剂降低了反应所需的活化能，使得分子更容易分解为原子，从而加快了反应速率。 15．（24-25九年级上·湖北黄石·期中）催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，某化学兴趣小组开展了以“探究催化剂的奥秘”为主题的项目式学习。 任务一：认识催化剂 (1)在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明催化剂能______（填“加快”或“减慢”） 反应速率。 任务二：比较不同催化剂的催化效果 【提出问题】氧化铜是否能作过氧化氢分解的催化剂？ 它的催化效果是否比二氧化锰更好？ 【实验设计】小组同学以生成等体积的氧气作为标准，进行了下列三组实验（忽略其他可能影响实验的因素）。 实验序号 5%的过氧化氢溶液体积 其他物质的质量 待测数据 ① 5mL 无 ② 5mL 二氧化锰0.5g ③ 5mL 氧化铜 xg 【实验分析】 (2)实验③中x的数值是______。 (3)推测上表中的“待测数据”是______。 (4)若实验③比实验______（填“①”或“②”）的“待测数据”更小，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。 (5)为了验证氧化铜是否参加了反应，小组同学将实验③反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g黑色粉末，说明反应前后氧化铜的______不变。再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液若看到迅速产生气泡，则证明氧化铜反应前后______不变。 【得出结论】氧化铜能作过氧化氢分解的催化剂。 【拓展分析】 (6)利用一定量的过氧化氢溶液和氧化铜的混合物制氧气时，反应过程中生成氧气的质量（m）随时间（t）变化的规律用图像表示，正确的是______（填序号）。 A． B． C． D． 【答案】(1)加快 (2)0.5 (3)相同时间内收集氧气的体积（或收集相同体积氧气所需的时间） (4)① (5) 质量 化学性质 (6)C 【详解】（1）根据：在合成氨工业中，加入以铁为主体的催化剂能使反应物在相对低的温度下较快发生反应，说明过程中催化剂加快了反应的速率，故填：加快； （2）本题的实验目的证明氧化铜是否也能作过氧化氢分解的催化剂？它的催化效果是否比二氧化锰更好？所以“待测数据”是收集等体积氧气所需时间或相同时间收集氧气的体积，故填：收集等体积氧气所需时间或相同时间收集氧气的体积； （3）本题的实验目的证明氧化铜是否也能作过氧化氢分解的催化剂？它的催化效果是否比二氧化锰更好？因此，该实验要采用控制变量法进行，即控制等浓度的过氧化氢体积相同，二氧化锰和氧化铜的质量相同，实验③中二氧化锰为0.5g，所以，实验②中氧化铜的质量也应该是0.5g，故填：0.5； （4）实验①没有加如催化剂，实验③与实验①相比只有氧化铜一个变量，如果氧化铜能加快过氧化氢的分解速率，所用时间小，说明说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。故填：①； （5）如果实验后固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，说明氧化铜的质量不变，符合催化剂特征中的一个不变，故填：质量； 再将粉末放入试管中，加入过氧化氢溶液，若看到迅速产生气泡证明氧化铜仍可以催化过氧化氢分解，即氧化铜的化学性质，化学反应前后不变，符合催化剂特征中的另一个不变，故填：化学性质； （6）向过氧化氢溶液中加入氧化铜，随着过氧化氢分解的逐渐分解氧气质量逐渐增加，直至过氧化氢完全分解，氧气质量不再发生变化。反应开始前氧气质量为0。 故选C。 16．（2026·湖南长沙·模拟预测）癌症治疗时使用锰基材料[主要成分为二氧化锰()]促使肿瘤细胞中的过氧化氢分解产生氧气。某小组以“探究催化剂的奥秘”为题开展项目式学习，回答下列问题： 任务一：探究过氧化氢的自身分解特性 (1)在两个圆底烧瓶中各加入5 mL 5%过氧化氢溶液，一个不加二氧化锰，另一个加入二氧化锰，收集相同质量的氧气，测定结果如图所示，与不加二氧化锰相比，在二氧化锰的作用下，过氧化氢的分解速率较_________(填“快”或“慢”)。 任务二：验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 ①反应停止后，向加有二氧化锰的烧瓶中重新加入过氧化氢溶液，再将带有火星的木条伸入瓶中，木条复燃； ②取出块状二氧化锰，经过一系列操作，记录质量；随后放入装有约5 mL的过氧化氢溶液中，观察到有气泡产生；反应后将块状二氧化锰，洗净、擦干、称量，记录质量。比较：。 (2)实验②中提到经过“一系列操作”是指：_______________________________________。 (3)结合实验①②的现象和数据，得出的实验结论是：______________________________。 任务三：家庭小实验——探究铁锈的催化作用 (4)利用家中废旧铁钉上的铁锈(主要成分为)开展实验：取两只相同的洁净塑料瓶，各加入10 mL 5%过氧化氢溶液，向其中一只加入1 g铁锈粉末，另一只不加。观察到加铁锈的塑料瓶中有大量气泡产生，经过后续实验验证了铁锈对过氧化氢的分解具有催化作用。请设计不同于本项目的实验方案，证明铁锈在反应前后的化学性质没有改变：_______________________________________。 任务四：探究不同盐类对过氧化氢分解速率的影响 (5)小组同学进一步探究催化剂种类对分解速率的影响，开展实验：分别取10 mL 5% 溶液于3只规格完全相同的锥形瓶中，然后密封，用注射器分别加入1 mL 6% 溶液、6% 溶液和______(填浓度)溶液(每瓶加一种)。得出：在相同条件下，氯化铁、氯化铜、硫酸铜均能加快过氧化氢分解。 (6)结合本实验，若要加快过氧化氢溶液分解制取氧气的速率，除了加入金属盐催化剂外，还可以采取的措施有：__________________________________________(写出一条即可)。 【答案】(1)快 (2)洗涤、干燥 (3)二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 (4)取反应后的铁锈，过滤、洗净、干燥后，重新加入10mL5%过氧化氢溶液，观察到有大量气泡产生，说明铁锈在反应前后化学性质没有改变 (5)6% (6)升高温度（或增大过氧化氢浓度） 【详解】（1）根据图象可知，收集相同质量的氧气，有二氧化锰收集更快； （2）实验②中“一系列操作”的目的是分离反应后混合物中的二氧化锰。过氧化氢分解后，二氧化锰作为固体催化剂不溶于水，需通过过滤将其与液体分离，再经洗涤去除表面残留杂质，最后干燥得到纯净的二氧化锰，已经取出块状二氧化锰，因此操作依次为洗涤、干燥； （3）实验①中，反应停止后重新加入过氧化氢溶液仍能使木条复燃，说明二氧化锰的化学性质在反应前后未改变；实验②中称量二氧化锰质量，说明其质量在反应前后不变。结合催化剂“能改变化学反应速率，且反应前后质量和化学性质不变”的定义，可得出结论； （4）要证明铁锈在反应前后化学性质不变，需验证其仍能催化过氧化氢分解。可设计实验：取反应后的铁锈，洗净、干燥后，重新加入10mL5%过氧化氢溶液，观察是否仍有大量气泡产生，若现象与初始实验一致，则证明其化学性质未改变； （5）该实验的目的是探究催化剂种类对过氧化氢分解速率的影响，实验中需控制其他条件相同，仅改变催化剂种类。已知加入了1mL6%溶液、6%溶液，为保证实验的单一变量，加入的溶液浓度也应为6%； （6）加快过氧化氢溶液分解制取氧气的速率，除加入金属盐催化剂外，还可以通过增大反应物浓度、升高温度等措施。 17．（25-26八年级下·山东烟台·期中）关于催化剂的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，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 D．催化剂不参与反应 E．催化剂只能加快反应速率 【任务二】探究催化剂 查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究： 称量氧化铜，取的过氧化氢溶液于试管中，进行下图所示实验。 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为0.2g ___________ 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)步骤①、③对比可以说明___________。 (4)重复实验②③的目的___________。 【任务三】探究催化剂的催化效果 分别取过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按下左图所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触，测得相同条件下瓶内气压的变化如下右图所示。 (5)对比分析图2中的___________(填字母)点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (6)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因___________。 【任务四】探究制取氧气的适宜催化剂 将二氧化锰()、氧化铜()、氧化铁()三种催化剂分别制成含等质量催化剂、大小相同的微球，采用下左图装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见下右图。 (7)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是___________。 【任务五】小明想探究反应物与催化剂的质量比不同，催化效果是否不同。 (8)于是他调节氯酸钾和氧化铁的质量比制备氧气，整理数据绘制出如图。从图中得出氯酸钾和氧化铁的最佳质量比是___________。 【任务六】拓展探究：深刻理解催化剂的催化原理 (9)在化学反应中，分子分解为原子需要吸收能量，根据下图，你认为催化剂能加速反应的原因是___________。 【答案】(1)B (2)试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃 (3)氧化铜能加快过氧化氢的分解速率 (4)检验氧化铜的化学性质在反应前后是否改变 (5)或 (6)催化剂不能改变生成物的质量，等体积、同浓度的过氧化氢溶液生成的氧气质量相等，压强相同 (7) (8)5：4 (9)催化剂能降低分子分解成原子所需的能量 【详解】（1）A.催化剂不影响反应进行，错误； B.催化剂反应前后本身质量与化学性质不发生改变，正确； C.用作催化剂的物质只是不参与当前反应发生化学变化，在其他反应中是可以作为反应物与生成物的，如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，也是高锰酸钾加热制取氧气的生成物，错误； D.催化剂参与反应，只是本身质量与化学性质不发生改变； E.催化剂可以改变反应速率，但不一定是加快，也有可能是减缓反应速率。 （2）步骤⑦的目的是检验回收的氧化铜化学性质是否改变，若性质不变，则仍能催化过氧化氢分解，故现象为：试管中产生大量气泡，带火星的木条复燃。 （3）步骤①、③唯一的变量是是否加入氧化铜，即催化剂，因此可以说明氧化铜加快反应速率。 （4）见答案。 （5）对比分析图2中的ac点（产生相同体积气体所需时间不同）或bd点（相同时间内产生气体的体积不同），可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 （6）见答案。 （7）根据曲线的斜率可知，三种催化剂的催化效果由强到弱为MnO2> CuO > Fe2O3。其中MnO2催化效果最好但反应速率过快，不够温和；Fe2O3反应过于平缓，催化效果不佳；CuO的反应速率适中，催化效果较好且反应温和。 （8）质量比为5：4时单位时间内产生氧气的体积最高。 （9）见答案。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $