2.3制取氧气同步练习--2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 本同步练习围绕“过氧化氢溶液制取氧气”，按基础达标、能力提升、核心素养分层设计，从实验操作到综合探究，覆盖实验装置选择、催化剂特性、分解反应类型等知识点，培养科学思维与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础达标|实验操作（装置/收集/验满）、催化剂概念、分解反应|选择/填空题巩固基础，如装置正误判断、催化剂性质辨析| |能力提升|催化剂效果比较、反应速率影响因素、图像分析|实验探究题提升分析能力，如不同催化剂催化效果对比实验| |核心素养|完整实验设计与评价、实际问题解决|项目式探究培养科学探究与实践，如自制制氧器设计及原理分析|

课题3　制取氧气 第2课时　过氧化氢溶液制取氧气 　过氧化氢溶液制取氧气 1．（2026·广东肇庆·三模）下列实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的操作中正确的是 A．发生装置 B．收集气体 C．验满氧气 D．验证性质 2．（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 3．（2026·河北唐山·二模）如图是某同学利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作的简易供氧器，其中吸管和输液管相当于实验室的 A．试管 B．导管 C．滴管 D．玻璃棒 4．（25-26九年级下·上海·阶段检测）制作如图所示的简易制氧机，选用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰作为制氧剂。已知：过碳酸钠遇水生成碳酸钠和过氧化氢，该制氧过程放出热量。 (1)加湿装置中的水除了润湿氧气外，还可以起到的作用是___________。 (2)老师告诉同学们，制氧机的产氧速率与反应物的浓度和反应温度有关，温度越高、反应物的浓度越大，产氧速率越快。因此为控制产氧速率的稳定，小科在发生装置中标注了三条不同季节的水位线，在a、b、c三条水位线中哪条是夏季水位线并说明理由___________。 　催化剂 5．（26-27九年级上·安徽亳州·阶段检测）关于催化剂说法正确的是 A．可以加快所有反应 B．反应前后质量不变 C．可以增加生成物质量 D．反应后性质改变 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 分解反应 7．（2026·河北邯郸·模拟预测）我国科研团队研发的一种新型镁基储氢材料，可通过反应：实现氢气的可控释放。该反应的基本类型是 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 8．（25-26八年级上·黑龙江绥化·阶段检测）下列反应中，不属于分解反应也不属于化合反应的是 A．碳酸钙氧化钙 + 二氧化碳 B．木炭 + 氧气二氧化碳 C．甲烷 + 氧气二氧化碳 + 水 D．水氢气 + 氧气 1．（2026·广东深圳·模拟预测）小白为寻找分解过氧化氢溶液的最优催化剂，设计了如下实验：分别取“①过氧化氢溶液、二氧化锰”和“②过氧化氢溶液、氧化铜”，按图甲所示装置进行实验，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图乙所示。对比分析图乙，下列说法中正确的是 A．过氧化氢中氧元素的化合价为 B．可用图乙中a、c点来比较两种催化剂的效果 C．由图乙可推测出CuO的催化效果更好 D．实验后两瓶中产生的氧气质量不同 2．（25-26八年级下·山东潍坊·期末）兴趣小组探究催化剂对过氧化氢分解的影响。小组设计的实验装置如图1所示，用电子秤称量0.04 g、0.08 g、0.12 g的粉末，分别加入三只相同型号的锥形瓶中（固体的体积忽略不计），用注射器各量取8 mL 3%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100 s）的变化曲线如图2。下列说法正确的是 A．分析图2曲线可知，其他条件相同时，的质量越大，过氧化氢分解速率越快 B．若不加入粉末，该反应不能发生 C．最终生成的质量关系为：0.12 g 组=0.08 g 组>0.04 g 组 D．化学反应前后的质量和性质不变 3．（25-26八年级下·山东泰安·期中）下列叙述对应的图像表示不正确的是 A．图甲，镁条点燃生成氧化镁的质量 B．图乙，高锰酸钾分解制取氧气时剩余物质的质量 C．图丙，一定质量的木炭与过量氧气在密闭容器内加热使其充分反应 D．图丁，过氧化氢分解制取氧气：甲中加入二氧化锰，乙稍微加热 4．（2025·广东东莞·一模）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” 5．（25-26九年级上·广东东莞·阶段检测）催化剂在化工生产中有重要的作用： 【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 【任务二】探究催化剂 化学兴趣小组的同学为了比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图所示的装置先后进行了两次实验。 (2)实验1：取10 mL、4%过氧化氢溶液与0.2 g粉末状二氧化锰反应。实验2：取10 mL、4%过氧化氢溶液与________g粉末状氧化铁反应。 (3)在检查装置的气密性后，为确保过氧化氢溶液能全部注入盛有催化剂的小试管中，注入双氧水的方法应该是________(填序号)。 A．快速推注射器活塞 B．缓慢推注射器活塞 (4)该实验可以依据相同时间________(填实验现象)，得出结论：二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铁好。 (5)写出二氧化锰作为催化剂加速过氧化氢分解的符号表达式________。 (6)实验过程中发现U形管内左侧液面下降，右侧液面上升，原因是该反应________(填“放热”或“吸热”)。 (7)为比较二氧化锰和氧化铁对过氧化氢分解快慢的不同影响，用装置进行实验；启动传感器，注入过氧化氢溶液，氧气体积分数随时间变情况如下： ①初始时氧气的体积分数不为0，原因是________。 ②使过氧化氢分解较快的催化剂是________(填“二氧化锰”或“氧化铁”)。判断依据是________。 1．（催化剂的探究）同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铁固体(Fe2O3，难溶于水)，在双氧水制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？ 【提出猜想】 (1)猜想一：Fe2O3既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变； 猜想二：Fe2O3是反应物，会生成O2，反应前后质量和化学性质都改变； 猜想三：Fe2O3是该反应的催化剂，反应前后__________________； 【进行实验】用天平称量1g Fe2O3固体，取10mL 10%的双氧水于试管中，进行7个步骤的实验探究： 步骤⑦：步骤⑥后，将所得固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。 【寻找证据】 (2) 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 得出结论 溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃 溶液中______，带火星的木条复燃 固体质量为______g 溶液中快速放出气泡，带火星木条复燃 猜想______成立 【实验分析】 (3)对比步骤①③的现象可知，氧化铁______(“能”或“不能”)加快过氧化氢分解的速率：步骤⑦中的重复实验，目的是证明__________________。 【表达与交流】 (4)步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是______(填字母)。 A． B． C． D． 【实验拓展】 (5)人体肝脏中的过氧化氢酶(酶在37℃左右催化效率最高)也能催化过氧化氢分解。通过测定，肝脏中的过氧化氢酶和Fe2O3固体催化过氧化氢分解催化效率与温度关系如图。图中表示肝脏中的过氧化氢酶催化效率的是曲线______(填“甲”或“乙”)。 2．（氧气的获得研究）氧气是我们无法割舍的伙伴，氧气的获得研究颇显意义。 途径一：实验室氧气的获得 (1)图1中A、B、C三套发生装置都可用于实验室制取气体。 ①使用图1中A、B、C三套发生装置制取的化学方程式是____________________。 ②主要实验操作步骤有：a．收集气体；b．检查装置气密性；c．将二氧化锰放入锥形瓶中；d．从长颈漏斗中注入过氧化氢溶液正确的操作顺序是__________(写字母序号)。 (2)与A装置相比，利用C装置制取的优点是__________。 (3)某同学用B装置制取氧气，用排水法收集氧气，在实验过程中因加入的试剂量不足，致使集气瓶内剩余少量水。若想集满这瓶氧气，在不拆卸装置和不添加原试剂的前提下，请帮他设计一种最简便的解决方法__________。 途径二：家庭氧气的获得 呼吸适度潮湿的氧气可以湿润气道，减少气体对黏膜的刺激，同时湿润肺泡，利于气体交换。图2为某家用制氧机的结构示意图，使用说明见图3，其中A、B剂是过碳酸钠或二氧化锰，用此装置与药品，可制得较为纯净的潮湿氧气。 制氧机说明书 (1)反应仓内应加入自来水(凉水)，严禁使用热水。 (2)反应仓加水后，先投入A剂，再投入B剂。每次供氧停止后，将反应残液倒洗清空。供水困难时，可在残液冷却时，补充A剂(不加B剂)连续供氧。 　　　　　　　　　　　　　　图3 资料：过碳酸钠()为白色固体，易溶于水，遇水分解为和。 (4)加湿仓除了湿润氧气外还有的作用是__________。 (5)反应仓内为何严禁使用热水__________，A剂的成分是__________。 (6)请设计一款简易制氧器，要求可制得纯净的潮湿氧气，在如图4方框中画出，并进行必要的标注。 [器材：软塑料瓶2只(可打孔，含配套的单孔塞)、橡皮管若干、剪刀等] 学科网（北京）股份有限公司 【详解答案】 基础达标 1. B 2.C 3.B 4.【答案】(1) 观察氧气的输出速率，同时冷却反应生成的热氧气 (2) c是夏季水位线；夏季温度高会加快产氧速率，需加入更多的水降低反应物浓度，从而减慢反应速率，保证产氧速率稳定，c水位最高，对应加水量最大 5.B 6.D 7.B 8.C 能力提升 1.【答案】B 【详解】A.过氧化氢化学式为，氢元素化合价为，根据化合物中正负化合价代数和为，设氧元素化合价为，则，解得，A错误。 B.比较催化剂催化效果，可对比生成相同量氧气的反应时间：、点气压相同，说明生成氧气体积相同，对应时间越短反应速率越快、催化效果越好，因此可用、点比较，B正确。 C.曲线①气压上升更快，反应速率更快，①对应二氧化锰作催化剂，说明二氧化锰的催化效果优于氧化铜，C错误。 D.两组实验中过氧化氢溶液的体积、浓度均相同，过氧化氢总质量相等，催化剂不改变生成物质量，因此完全反应后两瓶产生氧气质量相同，D错误。 2.【答案】A 【详解】A.由图2曲线可知，其他条件相同时，质量越大，相同时间内装置内压强上升越快，说明单位时间内产生的量越多，即过氧化氢分解速率越快，该选项正确。 B.是过氧化氢分解的催化剂，仅改变化学反应速率，不加入时，过氧化氢仍会缓慢分解，该选项错误。 C.催化剂不改变生成物的总质量，三组实验中过氧化氢的质量完全相等，完全反应后生成的质量相等，0.04g 组仅为反应速率慢，100s时未反应完全，该选项错误。 D.催化剂在化学反应前后，质量和化学性质不变，物理性质（如颗粒大小等）可能发生改变，该选项错误。 3.【答案】C 【详解】A. 镁条燃烧生成氧化镁，初始时氧化镁质量为0，随反应进行质量不断增加，镁完全反应后质量保持不变，与图甲相符，正确。 B. 高锰酸钾受热分解生成氧气逸出，剩余固体质量逐渐减小，反应结束后剩余锰酸钾和二氧化锰，质量不再变化，与图乙相符，正确。 C. 氧气过量时木炭会完全反应，最终木炭质量应为0，图丙中最终木炭仍有剩余，与事实不符，错误。 D. 二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比加热更好，反应速率更快，等质量的过氧化氢完全反应生成氧气的质量相等，与图丁相符，正确。 4.【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a，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。 5.【答案】(1)B (2)0.2 (3)A (4)用二氧化锰作催化剂的反应收集的氧气体积较大 (5) (6)放热 (7) 装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21% 二氧化锰 产生相同体积的氧气，用二氧化锰做催化剂所需要的时间更少 【详解】（1）A.催化剂的作用是改变化学反应的速率，不加入催化剂，化学反应也可以发生，只是速率可能较慢，所以A错误。 B.根据催化剂的定义，在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不发生改变，所以B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，比如二氧化锰可以作为过氧化氢分解的催化剂，同时它也可以是高锰酸钾分解的生成物之一，所以C错误。    （2）因为要比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，所以要控制变量，只改变催化剂的种类，因此氧化铁的质量为0.2； （3）过氧化氢分解放热且产生气体，为防止试管内气压过大，注射器液体压不进去，所以要快速推注射器； （4）由图像可知，相同时间内用二氧化锰作催化剂的反应收集的氧气体积较大，所以可以作为依据； （5）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为； （6）U形管右侧液面上升，说明装置内气压增大，因此该反应是放热反应； （7）①由于装置内含有空气，空气中氧气的体积分数约为21%，所以初始时氧气的体积分数不为0； ②由图像可知，产生相同体积的氧气，用二氧化锰做催化剂所需要的时间更少，所以使过氧化氢分解较快的催化剂是二氧化锰。 核心素养 1.【答案】(1)质量和化学性质都不变 (2) 快速放出气泡 1 三 (3) 能 氧化铁的化学性质没有改变 (4)D (5)乙 【详解】（1）催化剂在反应前后质量及化学性质都不变。 （2）由⑦中现象可推出③中现象为溶液中快速放出气泡，带火星木条复燃。 综合步骤③⑦可知氧化铁是反应催化剂，所以反应前后质量不变，步骤⑥测得结果为1g。 氧化铁是催化剂，猜想三成立。 （3）对比①③可知氧化铁可加快反应速率。 要验证氧化铁是催化剂需要验证氧化铁反应前后质量及化学性质都不变，步骤⑥验证了反应前后氧化铁质量不变；步骤⑦是验证氧化铁化学性质没有改变。 （4）A.加入氧化铁后立即产生氧气，错误。 B.随着过氧化氢的分解，过氧化氢的质量是逐渐减小的，不会先增加再减少，错误。 C.氧化铁是催化剂，化学反应前后氧化铁的质量不变，错误。 D.过氧化氢溶液中本身就有水，过氧化氢分解也生成了水，当过氧化氢完全反应后，水的质量就不再增加，正确。 （5）已知过氧化氢酶在37℃左右催化效率最高，对比可知乙曲线符合此特征。 2.【答案】(1) bcda (2)通过控制滴加液体的速度，来控制反应速率 (3) 从长颈漏斗向装置内加水，将锥形瓶中存留的氧气压入集气瓶，排出集气瓶中剩余的水即可集满氧气 (4)观察氧气的输出速率 (5) 热水会加速过碳酸钠分解，使装置内压强过大，易发生危险 过碳酸钠 (6) 【详解】（1）装置B是固液不加热型，是过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气。 操作步骤：检查装置气密性（b）→ 装二氧化锰（c）→ 加过氧化氢（d）→ 收集气体（a），顺序为：b→c→d→a。 （2）装置C比A多了分液漏斗，优点是：可以控制液体滴加速度，从而控制反应速率，获得平稳的氧气流。 （3）略。 （4）加湿仓除了湿润氧气外，还可以观察氧气的输出速率（通过气泡产生的快慢判断）。 （5）略。 过氧化氢受热分解速率加快，热水会导致反应过快，不便于使用；根据说明书，补充供氧只需要加A剂，说明A是反应物，为过碳酸钠，B剂是催化剂二氧化锰，只需加一次。 （6）略。 $