2.3 制取氧气 第2课时(培优分层作业)化学新教材人教版九年级上册
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
聚焦催化剂和分解反应核心知识点,通过基础辨析、实验分析、综合探究三层设计,实现从概念理解到科学探究能力的递进,适配新授课知识巩固与素养培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|催化剂概念、分解反应判断|以选择形式考查催化剂“两不变”性质及分解反应特征,如第6、7题直接辨析催化剂定义|
|能力提升|催化效果对比、实验现象分析|结合图像(如压强变化曲线)和实验装置,分析不同催化剂作用效果,如第2、8题通过气压数据比较催化效率|
|综合探究|实验设计与变量控制|设置多步探究题(如第13题),涉及催化剂验证、反应速率影响因素(浓度、温度),融入跨学科实践情境(如简易供氧器)|
内容正文:
课题3 制取氧气
第2课时 催化剂和分解反应
1.(24-25九年级上·江西九江·月考)向一定量的过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰,反应过程中相关量Y与反应时间的关系如图所示,则Y可能是
A. 水的质量 B. 过氧化氢的质量 C. 二氧化锰的质量 D. 产生氧气的质量
2.(25-26九年级上·陕西渭南·期中)兴趣小组探究二氧化锰和绿豆面对过氧化氢分解的催化效果。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触,记录瓶内气体压强的变化,如图所示。下列说法不正确的是
A. 化学反应前后二氧化锰和绿豆面的质量和化学性质均不变
B. 该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好
C. 没有催化剂,过氧化氢也会分解
D. 反应结束后二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多
3.(25-26九年级上·山西怀仁·质检)兴趣小组做“大象牙膏”实验:向试管中分别加入过氧化氢溶液、发泡剂催化剂,会观察到大量泡沫喷涌而出,下列说法正确的是
A. 产生的泡沫是二氧化碳 B. 反应前后发泡剂催化剂质量减小
C. 该反应属于分解反应 D. 过氧化氢没有催化剂就不会分解
4.(24-25九年级·期中)下列反应属于分解反应的是
A. 氧化汞汞+氧气 B. 酒精+氧气二氧化碳+水
C. 红磷+氧气五氧化二磷 D. 石蜡+氧气二氧化碳+水
5.(25-26九年级上·海南儋州·期中)如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量氧气的实验装置,打开活塞,下列现象正确的是
A. 气球胀大,红墨水左移 B. 气球缩小,红墨水右移
C. 气球胀大,红墨水右移 D. 气球缩小,红墨水左移
6.下列有关催化剂说法正确的是
A. 不使用催化剂,化学反应无法发生 B. 催化剂反应前后质量和性质没有变化
C. 用催化剂将水变成汽油,解决能源紧缺问题 D. 催化剂能改变其它物质的反应速率
7.(24-25九年级上·湖南衡阳·期中)下列有关催化剂的说法正确的是
A. 二氧化锰是所有化学反应的催化剂
B. 加入二氧化锰催化剂,过氧化氢生成的氧气增加
C. 过氧化氢中不加二氧化锰,化学反应不能发生
D. 催化剂在反应前后化学性质和质量不变
8.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)某小组同学在做过氧化氢分解制氧气的实验时,误把黑色的氧化铜粉末当作二氧化锰加入到过氧化氢溶液中,发现也有大量气泡产生。为了探究氧化铜是否是该反应的催化剂,该小组同学称量发现反应前后氧化铜质量不变,并运用数字化实验装置测得过氧化氢溶液在两种不同催化剂下产生氧气时,装置内压强的变化(如图所示),下列说法不正确的是
A. 该小组应增加探究实验证明反应前后氧化铜化学性质不变
B. 比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,除控制催化剂质量外还需控制其他变量
C. 比较曲线①②,不能判断二氧化锰和氧化铜对过氧化氢溶液分解的催化效果
D. 由曲线①推测,60s时压强瞬间回落,可能是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出
9.(25-26九年级上·陕西西安·期末)某兴趣小组使用数字化实验探究催化剂的催化效果。分别使用20 mL浓度为5%的过氧化氢溶液与0.5 g二氧化锰、0.5 g淀粉,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。下列说法错误的是
A. 对比分析坐标图中的b、d两点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关
B. 由于上述两个反应的速率不同,故完全反应后两个装置内生成气体的质量也不同
C. 实验过程中淀粉和二氧化锰的质量均未发生改变
D. 对于同一个化学反应,催化剂的种类可以有多种
10.(25-26九年级上·重庆·月考)氧烛(如图)是一种常用于潜艇中的化学氧源,主要成分 NaClO₃(在有催化剂和一定温度的条件下可以分解产生氧气),同时还含有适量的催化剂、镁粉(与氧气发生燃烧反应生成氧化镁,提供 NaClO₃反应所需的热量)等。下列有关氧烛的说法不正确的是
A. 启动装置的作用是引燃镁粉
B. 氧烛中涉及的基本反应类型只有分解反应
C. 镁粉过少会使反应无法持续进行,过多将减小产氧量
D. 氧烛储运过程中应避免接触火源
11.(24-25九年级上·福建三明·期中)为进一步认识过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用,实践小组开展如下实验。
【实验1】认识二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。
(1)写出C中所示实验的现象是 (写一条)。
(2)为验证二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂,需要获得的两项数据是反应前二氧化锰的质量和 。
(3)实验结束后,倒掉反应后试管中的液体,在剩余固体中重新加入过氧化氢溶液,若有大量气泡产生,则说明 。
(4)写出过氧化氢在二氧化锰作用下制取氧气的文字表达式 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【实验2】化学魔术“大象牙膏”实验,引起了某化学小组的兴趣。
(5)实验中,先后加入某种催化剂、过氧化氢溶液与发泡剂,容器中涌出了柱状泡沫。这种泡沫 (填“能”或“不能”)用于灭火。
(6)实验过程中,小组同学发现容器非常烫手,说明该反应 (填“放热”或“吸热”)。
(7)过氧化氢溶液具有腐蚀性。实验过程中需采取措的安全措施是 (写1条)。
12.(24-25九年级上·黑龙江·期中)如图是教材探究二氧化锰对过氧化氢溶液的分解反应是否具有催化作用的实验装置图。请回答下列问题。
(1)甲图中带火星木条不复燃,丙图的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星木条 。
(2)待反应结束没有明显现象时继续加入过氧化氢溶液,并用带火星木条检验,反复多次都看到了明显的现象,可以证明 ,如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量,实验后把二氧化锰过滤干燥,再称量,发现二氧化锰的质量 (填“有”或“没有”)改变,可以证明二氧化锰是催化剂。
(3)不断加入过氧化氢溶液,反应过程各物质质量的变化如图所示,表示物质的化学符号是 。
(4)写出乙实验中反应的符号表达式 。
13.(25-26九年级上·吉林延边州珲春·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,经检查装置的气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
有少量气泡产生
常温时过氧化氢溶液分解速率较慢。
②向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5 g氯化铁,然后伸入带火星的木条
试管内有 产生,木条复燃
氯化铁 (填“能”、“不能”)加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和 不变。经实验证明,氯化铁能做过氧化氢分解的催化剂,写出此反应的符号或者文字表达式 。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据,用集气瓶收集30 ml气体:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
收集30ml氧气所用的时间/m
1
二氧化锰
0.1
10
2%
3.7
2
0.1
20
2%
1.6
3
0.3
20
5%
4.2
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.3
5
碘化钾
0.3
20
5%
2
(3)由实验1和2对比得出结论是 。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有 , 。(填两种即可)。
1.(25-26九年级上·河北衡水·联考)化学学习小组开展跨学科实践活动,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器。下列有关该供氧器制氧原理的说法正确的是
A. 右瓶产生气泡的速度可以判断氧气的纯度
B. 加入越多,产生氧气越多
C. 氧气可以用作高能燃料
D. 使用30%的溶液可能导致反应过于剧烈
2.(25-26九年级上·江苏镇江·学情自测)下图是氯酸钾和二氧化锰制取O2的反应机理。下列说法中正确的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ都是分解反应
B. 反应过程中MnO2需要不断添加
C. 不使用MnO2,生成的O2会减少
D. 总反应符号表达式:
3.(九年级上·江西赣州·期末)为比较二氧化锰与氧化铜的催化效率,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。下列说法错误的是
A. 初始时压强不为0,原因是瓶内有空气
B. 实验过程中反应物浓度逐渐减少,反应剧烈程度逐渐减弱
C. 可通过对比图2中的b、d或a、c点来比较两种催化剂的催化效率
D. 该反应中氧化铜的催化效率比二氧化锰高
4.(25-26九年级上·云南·期末)福州大学团队研发的铜锚定碳纳米球催化剂(Cu—NC—3)可实现臭氧对广谱水体污染物的高效降解。以广谱水体污染物中的草酸(OA)和苯甲酸(BA)为研究对象,实验测得[TOC]t/[TOC]0(在特定反应时间点t时,剩余的总有机碳浓度与初始总有机碳浓度的比值)如图所示,下列说法不正确的
A. 单独使用臭氧对水体污染物有降解作用
B. 该催化剂对草酸的降解效果比苯甲酸好
C. 该催化剂对苯甲酸的降解效果影响更大
D. 反应后,该催化剂的质量和化学性质不变
5.(25-26九年级上·山东德州·期末)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A. 在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
B. 在盛有一定量过氧化氢溶液的烧杯中加入二氧化锰
C. 加热一定量高锰酸钾固体
D. 加热高锰酸钾固体至质量不再减轻
6.(25-26九年级上·河南焦作·月考)如图是实验室用过氧化氢制取氧气的实验,实验步骤如图所示,下列说法正确的是
A. 试管①中带有火星的木条不复燃,说明不加二氧化锰,过氧化氢不分解
B. 试管③中带有火星的木条复燃,说明过氧化氢与二氧化锰发生了反应
C. 将试管③中剩余固体分离、洗净、干燥,质量与试管②中加入二氧化锰的质量相等
D. 该反应中二氧化锰是催化剂,加入二氧化锰比不加二氧化锰产生氧气的量要多
7.(22-23九年级上·河南洛阳·期中)利用过氧化氢制取氧气是初中化学的重点探究内容。
(1)如图是化学兴趣小组在课外设计的“趣味实验”,他们将过氧化氢溶液滴加在瓶中,结果发现气球 (变大、变小,不变),红墨水 (左移、右移、不动)。
(2)他们研究影响过氧化氢分解速率的因素,记录如下:
实验次数
1
2
3
4
过氧化氢溶液的浓度
1%
5%
10%
15%
二氧化锰质量
0.2克
m
0.2克
0.2克
气泡产生的速率
+
++
+++
++++
该实验探究的问题是过氧化氢分解的速率与 的关系,其中m等于 克,一名同学认为该实验不能说明二氧化锰起到了催化剂的作用,你觉得他的理由是 。后来老师和同学们共同实验验证了二氧化锰具有催化作用,那么下列图像能大致反映实际情况的是 (填符号),发生反应的文字表达式为 。
A、 B.
C. D.
(3)后来同学们发现氧化铜也有和二氧化锰类似的催化作用,又设计了如下实验:常温下,在两瓶相同质量的二氧化锰和氧化铜中滴人相同浓度等量的过氧化氢,测量各收集一瓶相同体积的氧气所需要的时间,二氧化锰的用时t1,氧化铜的用时t2。
①本实验中采用的气体收集方法最好是 ;
②若采用上图制氧气,过氧化氢盛放在分液漏斗中的优点是 ;
③若t12,则说明 的催化效果更好。
8.某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验:
探究一:以下是该小组探究影响H2O2溶液反应速率部分因素的相关实验数据:
实验序号
H2O2溶液浓度%
H2O2溶液体积/mL
温度/℃
MnO2的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
0
2
49.21
④
30
5
55
0
2
10.76
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气,通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是: 。
(2)通过上述实验 (填“能”或“不能”)说明使用MnO2可以加快H2O2溶液反应速率。
探究二:学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后,某同学想:氧化铜(CuO)能否起到类似二氧化锰的作用呢?进行了如下探究。
猜想:Ⅰ.CuO参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅱ.CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅲ.CuO是反应的催化剂,反应前后______不变。
(3)补全猜想Ⅲ. CuO是反应的催化剂,反应前后______不变。
A. 质量 B. 性质 C. 化学性质 D. 物理性质
实验:用天平称量0.2gCuO,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:(注意:过滤即为将固体和液体的混合物分离的操作)
(4)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
剧烈反应,产生大量气泡,带火星的木条复燃。
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。
(5)步骤①的目的
(6)查阅资料知氧化铁、硫酸铜、猪肝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______(填字母)。
A. 用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
B. 一种物质无法对多个反应都起催化作用
C. 同一化学反应可以有多种催化剂
D. 催化剂能使生成氧气的质量增加
1.(2024·江苏苏州·中考真题)某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是
A. 对比实验甲和乙,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. 对比实验甲和丙,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
2.(2026·江苏扬州·中考真题)能与有机物反应,从而去除水样中的。为研究不同固体催化剂、对该反应中去除率的影响,进行如图-1所示的三组实验。相同时间后,测得实验结果如图-2所示。
已知:的去除率;、不与反应。
下列有关与的反应及上述实验的结论合理的是
A. M对该反应无催化效果
B. 实验①与实验②,有机物X被去除的原理相同
C. 上述实验条件下,与相比,催化该反应的效果更好
D. 其他条件相同时,与相比,改变温度对催化该反应的影响更大
3.(2025·江苏扬州·中考真题)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A. 设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B. 实验①说明:20℃,在0~3h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C. 比较实验①、②可知,在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利
D. 实验③中2h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
4.(2025·江西·中考真题)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 。
实验编号
催化剂
收集气体体积
收集气体所用时间
①
2g氧化铁
7.0mL
560s
②
2g土豆
7.0mL
180s
③
2g生姜
5.1mL
180s
(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
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课题3 制取氧气
第2课时 催化剂和分解反应
1.D
2.D
3.C
4.A
5.D
6.D
7.D
8.C
9.B
10.B
11.(1)带火星的木条复燃 (2)化学性质不变 (3)化学反应前后二氧化锰的化学性质不变 (4)① ② 分解反应 (5)不能 (6)放热 (7)戴手套、护目镜等(合理即可)
12.(1)复燃 (2)① 二氧化锰的化学性质没有改变 ② 没有 (3)H2O (4)
13.(1)① 木条不复燃 ② 大量气泡 ③ 能 (2)① 化学性质 ② ## (3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快 (4)① 催化剂的种类##催化剂的质量 ② 过氧化氢的浓度
1.D
2.D
3.D
4.C
5.A
6.C
7.(1)① 变小 ② 左移 (2)① 过氧化氢溶液的浓度 ② 0.2 ③ 没有与无二氧化锰时进行对比 ④ C ⑤ 过氧化氢水+氧气 (3)① 排水法 ② 可以控制反应的速率 ③ 二氧化锰##MnO2
8.(1)① 反应物的浓度 ② 相同条件下,温度越高,反应速率越快 (2)能 (3)AC (4)① 固体质量仍为0.2g ② 气泡,带火星的木条复燃 (5)与③对比实验,检验加入CuO后,H2O2分解速度是否改变 (6)C
1.B
2.C
3.D
4.(1)反应物的浓度(或氧气的浓度) (2)① 木条复燃 ② 质量 ③ 土豆 (3)BC
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课题3 制取氧气
第2课时 催化剂和分解反应
1.(24-25九年级上·江西九江·月考)向一定量的过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰,反应过程中相关量Y与反应时间的关系如图所示,则Y可能是
A. 水的质量 B. 过氧化氢的质量 C. 二氧化锰的质量 D. 产生氧气的质量
【答案】D
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,过氧化氢溶液中本身含有水,水的质量不是从0开始增加,随着反应的进行,又不断生成水,则水的质量不断增大,至反应完全,水的质量不再发生变化,故错误;
B、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,随着反应的进行,过氧化氢的质量不断减小,至反应完全,过氧化氢的质量减小至0,故错误;
C、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂,质量保持不变,故错误;
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,随着反应的进行,氧气的质量从0开始不断增大,至反应完全,氧气的质量不变,故正确;
故选D。
2.(25-26九年级上·陕西渭南·期中)兴趣小组探究二氧化锰和绿豆面对过氧化氢分解的催化效果。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触,记录瓶内气体压强的变化,如图所示。下列说法不正确的是
A. 化学反应前后二氧化锰和绿豆面的质量和化学性质均不变
B. 该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好
C. 没有催化剂,过氧化氢也会分解
D. 反应结束后二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多
【答案】D
【详解】A、催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变,二氧化锰和绿豆面在此反应中作催化剂,因此化学反应前后它们的质量和化学性质均不变,说法正确。
B、由压强变化曲线可知,使用二氧化锰时压强变化更快,说明二氧化锰的催化效果比绿豆面好,说法正确。
C、过氧化氢在常温下也会缓慢分解,没有催化剂时也能分解,说法正确。
D、催化剂只改变反应速率,不改变生成物的质量,因此反应结束后二氧化锰和绿豆面催化产生的氧气质量相等,说法错误。
故选D。
3.(25-26九年级上·山西怀仁·质检)兴趣小组做“大象牙膏”实验:向试管中分别加入过氧化氢溶液、发泡剂催化剂,会观察到大量泡沫喷涌而出,下列说法正确的是
A. 产生的泡沫是二氧化碳 B. 反应前后发泡剂催化剂质量减小
C. 该反应属于分解反应 D. 过氧化氢没有催化剂就不会分解
【答案】C
【分析】“大象牙膏”实验的原理是过氧化氢在发泡剂催化剂的催化作用下分解生成氧气和水,氧气带着泡沫冲出试管,类似“牙膏”状。
【详解】A、产生的泡沫中主要物质是氧气,不是二氧化碳,故错误;
B、催化剂能改变反应的速率,其质量和化学性质在化学反应前后不变,故错误;
C、该反应的反应物是过氧化氢,生成物是水和氧气,符合“一变多”的特征,属于分解反应,故正确;
D、过氧化氢没有催化剂也能分解,只是分解速率比较缓慢,故错误。
故选C。
4.(24-25九年级·期中)下列反应属于分解反应的是
A. 氧化汞汞+氧气 B. 酒精+氧气二氧化碳+水
C. 红磷+氧气五氧化二磷 D. 石蜡+氧气二氧化碳+水
【答案】A
【详解】A、该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,故选项正确;
B、该反应是物质与氧气的反应,属于氧化反应,但是生成物有两种,不属于化合反应,故选项错误;
C、该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选项错误;
D、该反应是物质与氧气的反应,属于氧化反应,但是生成物有两种,不属于化合反应,故选项错误。
故选A。
5.(25-26九年级上·海南儋州·期中)如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量氧气的实验装置,打开活塞,下列现象正确的是
A. 气球胀大,红墨水左移 B. 气球缩小,红墨水右移
C. 气球胀大,红墨水右移 D. 气球缩小,红墨水左移
【答案】D
【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下,迅速分解放出大量氧气,集气瓶中压强增大,充气气球体积缩小,气球内气体压强也增大,红墨水向左移,D项正确。
故选D。
6.下列有关催化剂说法正确的是
A. 不使用催化剂,化学反应无法发生 B. 催化剂反应前后质量和性质没有变化
C. 用催化剂将水变成汽油,解决能源紧缺问题 D. 催化剂能改变其它物质的反应速率
【答案】D
【详解】A、催化剂只能够改变化学反应速率.不影响反应是否发生.故选项说法错误;
B、催化剂反应前后质量和化学性质没有变化,但物理性质可能发生改变.故选项说法错误;
C、由催化剂的定义可知,催化剂只能改变化学反应速率,不能将水变成汽油.故选项说法错误;
D、由催化剂的定义可知,催化剂能改变化学反应速率.故选项说法正确;
故选:D。
7.(24-25九年级上·湖南衡阳·期中)下列有关催化剂的说法正确的是
A. 二氧化锰是所有化学反应的催化剂
B. 加入二氧化锰催化剂,过氧化氢生成的氧气增加
C. 过氧化氢中不加二氧化锰,化学反应不能发生
D. 催化剂在反应前后化学性质和质量不变
【答案】D
【分析】在化学反应里,能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质叫做催化剂。催化剂只能改变化学反应速率,与生成物的多少无关;一个反应可以有多种催化剂,一种物质也可以催化多个反应,但不能催化所有的化学反应;催化剂只与反应速率有关,与该反应是否发生无关。
【详解】A.二氧化锰可以用作过氧化氢和氯酸钾分解的催化剂,但是对于其他化学反应不一定能起到催化作用,如实验室用浓硫酸催化草酸制备一氧化碳,但二氧化锰就不能做该反应的催化剂,故A选项错误;
B.催化剂可改变化学反应速率,但不能改变生成物的质量,最终产生氧气的质量不变,故B选项错误;
C.过氧化氢中不加二氧化锰,化学反应也能发生,只是反应的速率较慢,故C选项错误;
D.催化剂在反应前后化学性质和质量不变,故D 选项正确;
故选D 。
8.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)某小组同学在做过氧化氢分解制氧气的实验时,误把黑色的氧化铜粉末当作二氧化锰加入到过氧化氢溶液中,发现也有大量气泡产生。为了探究氧化铜是否是该反应的催化剂,该小组同学称量发现反应前后氧化铜质量不变,并运用数字化实验装置测得过氧化氢溶液在两种不同催化剂下产生氧气时,装置内压强的变化(如图所示),下列说法不正确的是
A. 该小组应增加探究实验证明反应前后氧化铜化学性质不变
B. 比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,除控制催化剂质量外还需控制其他变量
C. 比较曲线①②,不能判断二氧化锰和氧化铜对过氧化氢溶液分解的催化效果
D. 由曲线①推测,60s时压强瞬间回落,可能是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出
【答案】C
【详解】A、催化剂的特点是 “一变两不变”,即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不变。该小组仅称量发现反应前后氧化铜质量不变,还应增加探究实验证明反应前后氧化铜化学性质不变,才能确定氧化铜是该反应的催化剂,选项说法正确,不符合题意。
B、比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,除控制催化剂质量外,还需控制过氧化氢溶液的浓度、体积等其他变量,保证只有催化剂这一个变量不同,这样才能准确比较催化效果,选项说法正确,不符合题意。
C、比较曲线①②,曲线斜率不同,说明在相同时间内产生氧气的速率不同,能判断二氧化锰和氧化铜对过氧化氢溶液分解的催化效果,选项说法不正确,符合题意。
D、由曲线①推测,60s 时压强瞬间回落,可能是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出,使装置内压强瞬间减小,选项说法正确,不符合题意。
故选C。
9.(25-26九年级上·陕西西安·期末)某兴趣小组使用数字化实验探究催化剂的催化效果。分别使用20 mL浓度为5%的过氧化氢溶液与0.5 g二氧化锰、0.5 g淀粉,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。下列说法错误的是
A. 对比分析坐标图中的b、d两点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关
B. 由于上述两个反应的速率不同,故完全反应后两个装置内生成气体的质量也不同
C. 实验过程中淀粉和二氧化锰的质量均未发生改变
D. 对于同一个化学反应,催化剂的种类可以有多种
【答案】B
【详解】A、过氧化氢分解生成水、氧气,装置内气压越高,说明产生的氧气越多,b、d点反应的时间相同,气压不同,对比b、d点可知化学反应速率与催化剂的种类有关,故选项说法正确;
B、催化剂能改变化学反应速率,但不能增加产物的最终质量。上述两个反应化学反应速率不同,但完全反应后产生的氧气质量相等,故选项说法错误;
C、催化剂的质量在化学反应前后不变,淀粉和二氧化锰是该反应的催化剂,所以实验过程中淀粉和二氧化锰的质量均未发生改变,故选项说法正确;
D、对于同一个化学反应,催化剂的种类可以有多种,故选项说法正确;
故选:B。
10.(25-26九年级上·重庆·月考)氧烛(如图)是一种常用于潜艇中的化学氧源,主要成分 NaClO₃(在有催化剂和一定温度的条件下可以分解产生氧气),同时还含有适量的催化剂、镁粉(与氧气发生燃烧反应生成氧化镁,提供 NaClO₃反应所需的热量)等。下列有关氧烛的说法不正确的是
A. 启动装置的作用是引燃镁粉
B. 氧烛中涉及的基本反应类型只有分解反应
C. 镁粉过少会使反应无法持续进行,过多将减小产氧量
D. 氧烛储运过程中应避免接触火源
【答案】B
【详解】A、根据题目信息,镁粉与氧气反应生成氧化镁,提供反应所需的热量,因此启动装置的作用是引燃镁粉,故A正确;
B、NaClO3在有催化剂和一定温度的条件下可以分解产生氧气,该反应符合“一变多”,属于分解反应;镁粉与氧气反应生成氧化镁,该反应符合“多变一”,属于化合反应,因此氧烛中涉及的基本反应类型不只有分解反应,故B错误;
C、镁粉过少,产生的热量较少,会使反应无法持续进行;镁粉燃烧会消耗氧气,镁粉过多,将减小产氧量,故C正确;
D、氧烛储运过程中应避免接触火源,遇到明火镁可能会发生燃烧,故D正确。
故选:B。
11.(24-25九年级上·福建三明·期中)为进一步认识过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用,实践小组开展如下实验。
【实验1】认识二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。
(1)写出C中所示实验的现象是 (写一条)。
(2)为验证二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂,需要获得的两项数据是反应前二氧化锰的质量和 。
(3)实验结束后,倒掉反应后试管中的液体,在剩余固体中重新加入过氧化氢溶液,若有大量气泡产生,则说明 。
(4)写出过氧化氢在二氧化锰作用下制取氧气的文字表达式 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【实验2】化学魔术“大象牙膏”实验,引起了某化学小组的兴趣。
(5)实验中,先后加入某种催化剂、过氧化氢溶液与发泡剂,容器中涌出了柱状泡沫。这种泡沫 (填“能”或“不能”)用于灭火。
(6)实验过程中,小组同学发现容器非常烫手,说明该反应 (填“放热”或“吸热”)。
(7)过氧化氢溶液具有腐蚀性。实验过程中需采取措的安全措施是 (写1条)。
【答案】(1)带火星的木条复燃 (2)化学性质不变 (3)化学反应前后二氧化锰的化学性质不变 (4)① ② 分解反应 (5)不能 (6)放热 (7)戴手套、护目镜等(合理即可)
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,氧气具有助燃性,故C中所示实验的现象是:带火星的木条复燃;
(2)催化剂能改变化学反应速率,化学反应前后其质量和化学性质不变,上述实验中,加入二氧化锰前,带火星的木条不复燃,加入二氧化锰后,带火星的木条复燃,说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,为验证二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要获得的两项数据是反应前二氧化锰的质量和化学性质不变;
(3)实验结束后,倒掉反应后试管中的液体,在剩余固体中重新加入过氧化氢溶液,若有大量气泡产生,则说明化学反应前后二氧化锰的化学性质不变;
(4)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的文字表达式为:;
该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(5)过氧化氢分解生成氧气,这种泡沫中含氧气,氧气具有助燃性,故这种泡沫不能用于灭火;
(6)实验过程中,小组同学发现容器非常烫手,说明该反应放热;
(7)过氧化氢溶液具有腐蚀性。故实验过程中需戴手套、护目镜等。
12.(24-25九年级上·黑龙江·期中)如图是教材探究二氧化锰对过氧化氢溶液的分解反应是否具有催化作用的实验装置图。请回答下列问题。
(1)甲图中带火星木条不复燃,丙图的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星木条 。
(2)待反应结束没有明显现象时继续加入过氧化氢溶液,并用带火星木条检验,反复多次都看到了明显的现象,可以证明 ,如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量,实验后把二氧化锰过滤干燥,再称量,发现二氧化锰的质量 (填“有”或“没有”)改变,可以证明二氧化锰是催化剂。
(3)不断加入过氧化氢溶液,反应过程各物质质量的变化如图所示,表示物质的化学符号是 。
(4)写出乙实验中反应的符号表达式 。
【答案】(1)复燃 (2)① 二氧化锰的化学性质没有改变 ② 没有 (3)H2O (4)
【详解】(1)甲图中只加入过氧化氢溶液,在没有催化剂的条件下,过氧化氢分解非常缓慢,可观察到有很少的气泡产生,带火星木条不复燃;二氧化锰能加快过氧化氢分解速率,很快产生氧气,所以丙图的实验现象是溶液中产生大量气泡,带火星木条复燃;
(2)由于不断加入过氧化氢溶液,并用带火星木条检验,反复多次都看到了明显的现象,说明二氧化锰的化学性质没有改变;如果在实验前用精密天平称量二氧化锰的质量,实验后把二氧化锰过滤干燥,再称量,发现二氧化锰的质量没有改变,可以证明二氧化锰是催化剂;
(3)据图可知,质量保持不变的c是二氧化锰;b在加入过氧化氢溶液时,质量从0开始逐渐增加,说明b是氧气;过氧化氢溶液中有水,且反应又会生成水,a一开始就有一定质量,也是逐渐增加,说明是H2O;
(4)乙实验中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:。
13.(25-26九年级上·吉林延边州珲春·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,经检查装置的气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
有少量气泡产生
常温时过氧化氢溶液分解速率较慢。
②向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5 g氯化铁,然后伸入带火星的木条
试管内有 产生,木条复燃
氯化铁 (填“能”、“不能”)加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和 不变。经实验证明,氯化铁能做过氧化氢分解的催化剂,写出此反应的符号或者文字表达式 。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据,用集气瓶收集30 ml气体:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
收集30ml氧气所用的时间/m
1
二氧化锰
0.1
10
2%
3.7
2
0.1
20
2%
1.6
3
0.3
20
5%
4.2
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.3
5
碘化钾
0.3
20
5%
2
(3)由实验1和2对比得出结论是 。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有 , 。(填两种即可)。
【答案】(1)① 木条不复燃 ② 大量气泡 ③ 能 (2)① 化学性质 ② ## (3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快 (4)① 催化剂的种类##催化剂的质量 ② 过氧化氢的浓度
【详解】(1)向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条有少量的气泡产生,木条无明显变化,说明常温时,过氧化氢溶液分解速率较慢;过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气,氧气能使带火星的木条复燃。
向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5g氯化铁,然后伸入带火星的木条试管内有气泡产生,木条复燃氯化铁能加快过氧化氢的分解速率。
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和化学性质不变。经实验证明,氯化铁能做过氧化氢分解的催化剂,此反应的符号或文字表达式是:或。
(3) 实验1和2中,温度不同,其它因素相同,且温度越高,曲线斜率越大,说明相同条件下,温度越高,过氧化氢的分解速率越快。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有催化剂种类、催化剂的质量、过氧化氢浓度等。
1.(25-26九年级上·河北衡水·联考)化学学习小组开展跨学科实践活动,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器。下列有关该供氧器制氧原理的说法正确的是
A. 右瓶产生气泡的速度可以判断氧气的纯度
B. 加入越多,产生氧气越多
C. 氧气可以用作高能燃料
D. 使用30%的溶液可能导致反应过于剧烈
【答案】D
【详解】A、气泡产生的速度反映的是过氧化氢分解的速率,也就是氧气的产生速率,和氧气的纯度没有关联,错误。
B、MnO2是该反应的催化剂,催化剂只能改变反应速率,不会改变生成物的质量,因此无论加入多少MnO2,氧气的产量只由过氧化氢的量决定,错误。
C、氧气具有助燃性,能够支持燃烧,但本身不能燃烧,因此不能作为燃料使用,错误。
D、过氧化氢溶液的浓度越高,分解反应的速率就越快,30%的过氧化氢溶液浓度远高于实验常用的5%,会让反应变得过于剧烈,存在安全隐患,正确。
故选D。
2.(25-26九年级上·江苏镇江·学情自测)下图是氯酸钾和二氧化锰制取O2的反应机理。下列说法中正确的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ都是分解反应
B. 反应过程中MnO2需要不断添加
C. 不使用MnO2,生成的O2会减少
D. 总反应符号表达式:
【答案】D
【详解】A、反应Ⅰ为二氧化锰和氯酸钾两种物质反应生成多种物质,不属于分解反应,该项错误;
B、二氧化锰是总反应的催化剂,虽然反应Ⅰ消耗二氧化锰,但反应Ⅱ能生成二氧化锰,反应过程中二氧化锰不需要添加,该项错误;
C、二氧化锰是总反应的催化剂,只改变反应速率,不影响生成氧气的量,该项错误;
D、总反应是氯酸钾在加热和有二氧化锰的催化作用下分解产生氯化钾和氧气,符号表达式为,该项正确;
故选D。
3.(九年级上·江西赣州·期末)为比较二氧化锰与氧化铜的催化效率,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。下列说法错误的是
A. 初始时压强不为0,原因是瓶内有空气
B. 实验过程中反应物浓度逐渐减少,反应剧烈程度逐渐减弱
C. 可通过对比图2中的b、d或a、c点来比较两种催化剂的催化效率
D. 该反应中氧化铜的催化效率比二氧化锰高
【答案】D
【详解】A、瓶内有空气,则初始时压强不为0,该选项说法正确;
B、反应过程中过氧化氢溶液的浓度减小,则反应速率会减弱,该选项说法正确;
C、比较两种催化剂的催化效果时,可比较相同时间收集气体的多少(即对比b、d),也可比较收集等体积的气体所需时间长短(即对比a、c),该选项说法正确;
D、由图2可知,加入二氧化锰的实验中,单位时间内气压上升更快(即曲线斜率更大),则说明该反应更快,故二氧化锰的催化效率比氧化铜高,该选项说法错误;
故选D。
4.(25-26九年级上·云南·期末)福州大学团队研发的铜锚定碳纳米球催化剂(Cu—NC—3)可实现臭氧对广谱水体污染物的高效降解。以广谱水体污染物中的草酸(OA)和苯甲酸(BA)为研究对象,实验测得[TOC]t/[TOC]0(在特定反应时间点t时,剩余的总有机碳浓度与初始总有机碳浓度的比值)如图所示,下列说法不正确的
A. 单独使用臭氧对水体污染物有降解作用
B. 该催化剂对草酸的降解效果比苯甲酸好
C. 该催化剂对苯甲酸的降解效果影响更大
D. 反应后,该催化剂的质量和化学性质不变
【答案】C
【详解】A、从图中 “”“” 曲线可知:单独使用臭氧时,剩余总有机碳与初始值的比值下降,说明总有机碳减少,即臭氧对水体污染物有降解作用。A 说法正确,不符合题意;
B、对比曲线和,在相同时间内,草酸(OA)的值更低,说明在催化剂作用下,草酸的降解效果比苯甲酸好。B说法正确,不符合题意;
C、对比 “”(单独臭氧降解草酸)和 “”(加催化剂降解草酸):加催化剂后,剩余总有机碳与初始值的比值下降更明显;对比 “”(单独臭氧降解苯甲酸)和 “”(加催化剂降解苯甲酸):加催化剂后,总有机碳与初始值的比值下降幅度小于草酸的情况。C 说法不正确,符合题意;
D、催化剂的定义是 “能改变反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不变”,因此该催化剂反应后质量和化学性质不变。D 说法正确,不符合题意;
故选C。
5.(25-26九年级上·山东德州·期末)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A. 在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
B. 在盛有一定量过氧化氢溶液的烧杯中加入二氧化锰
C. 加热一定量高锰酸钾固体
D. 加热高锰酸钾固体至质量不再减轻
【答案】A
【详解】A、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,在盛有一定量二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液,过氧化氢不断分解产生氧气,随着过氧化氢溶液加入,氧气质量不断增加,该图像能正确反映变化关系;
B、在盛有一定量过氧化氢溶液中加入二氧化锰,过氧化氢分解产生氧气, 但过氧化氢溶液量一定,反应结束后氧气质量不再增加,而不是随着二氧化锰质量增加氧气一直增加,该图像不能正确反映变化关系;
C、加热一定量高锰酸钾固体,高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,二氧化锰是生成物,其质量开始为0,反应开始后逐渐增加,反应结束后不再变化,该图像不能正确反映变化关系;
D、加热高锰酸钾固体至质量不再减轻,高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,剩余固体质量会减少,但不会减少至0(剩余锰酸钾和二氧化锰),该图像不能正确反映变化关系。
故选A。
6.(25-26九年级上·河南焦作·月考)如图是实验室用过氧化氢制取氧气的实验,实验步骤如图所示,下列说法正确的是
A. 试管①中带有火星的木条不复燃,说明不加二氧化锰,过氧化氢不分解
B. 试管③中带有火星的木条复燃,说明过氧化氢与二氧化锰发生了反应
C. 将试管③中剩余固体分离、洗净、干燥,质量与试管②中加入二氧化锰的质量相等
D. 该反应中二氧化锰是催化剂,加入二氧化锰比不加二氧化锰产生氧气的量要多
【答案】C
【详解】A、试管①中带有火星的木条不复燃,是因为不加二氧化锰,过氧化氢的分解速率很慢,产生的氧气很少,不加二氧化锰,过氧化氢也能分解,不符合题意;
B、试管③中带有火星的木条复燃,是因为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成了水和氧气,氧气具有助燃性,在该反应中,二氧化锰是催化剂,过氧化氢与二氧化锰没有发生反应,不符合题意;
C、在该反应中,二氧化锰是催化剂,化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变,则试管③中剩余固体与试管②中固体均是二氧化锰,且质量相等,符合题意;
D、该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,故加入二氧化锰与不加二氧化锰产生氧气的量相同,不符合题意。
故选C。
7.(22-23九年级上·河南洛阳·期中)利用过氧化氢制取氧气是初中化学的重点探究内容。
(1)如图是化学兴趣小组在课外设计的“趣味实验”,他们将过氧化氢溶液滴加在瓶中,结果发现气球 (变大、变小,不变),红墨水 (左移、右移、不动)。
(2)他们研究影响过氧化氢分解速率的因素,记录如下:
实验次数
1
2
3
4
过氧化氢溶液的浓度
1%
5%
10%
15%
二氧化锰质量
0.2克
m
0.2克
0.2克
气泡产生的速率
+
++
+++
++++
该实验探究的问题是过氧化氢分解的速率与 的关系,其中m等于 克,一名同学认为该实验不能说明二氧化锰起到了催化剂的作用,你觉得他的理由是 。后来老师和同学们共同实验验证了二氧化锰具有催化作用,那么下列图像能大致反映实际情况的是 (填符号),发生反应的文字表达式为 。
A、 B.
C. D.
(3)后来同学们发现氧化铜也有和二氧化锰类似的催化作用,又设计了如下实验:常温下,在两瓶相同质量的二氧化锰和氧化铜中滴人相同浓度等量的过氧化氢,测量各收集一瓶相同体积的氧气所需要的时间,二氧化锰的用时t1,氧化铜的用时t2。
①本实验中采用的气体收集方法最好是 ;
②若采用上图制氧气,过氧化氢盛放在分液漏斗中的优点是 ;
③若t12,则说明 的催化效果更好。
【答案】(1)① 变小 ② 左移 (2)① 过氧化氢溶液的浓度 ② 0.2 ③ 没有与无二氧化锰时进行对比 ④ C ⑤ 过氧化氢水+氧气 (3)① 排水法 ② 可以控制反应的速率 ③ 二氧化锰##MnO2
【详解】(1)将过氧化氢溶液滴加在瓶中,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,造成装置内的压强增大,大于外界大气压,所以观察到充气气球变小,红墨水向左移动;
(2)该实验探究的问题是:过氧化氢分解的速率与过氧化氢溶液浓度的关系;为了进行对比,其中m应该等于0.2g;根据表中数据可知,要想证明二氧化锰起到了催化剂的作用,还需要测定在没有二氧化锰的情况下,过氧化氢分解的速率,故该实验方案错误;
两份相同的双氧水,分别在有、无二氧化锰的情况下发生分解反应,加二氧化锰的双氧水分解速率快,但双氧水放出氧气的质量与有无催化剂无关,生成的氧气的质量相等,故选C;
过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用生成水和氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢水+氧气;
(3)①因为实验要通过测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间,来比较反应速率,排水法收集一瓶气体,便于观察何时收集满,所以上述实验中最好选择排水法收集氧气;
②通过调节分液漏斗上的开关,可以控制液体滴加的速率,从而可以控制反应的速率;
③若t12,证明加入二氧化锰时,收集一瓶气体需要时间短,说明二氧化锰催化效果比红砖粉好。
8.某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验:
探究一:以下是该小组探究影响H2O2溶液反应速率部分因素的相关实验数据:
实验序号
H2O2溶液浓度%
H2O2溶液体积/mL
温度/℃
MnO2的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
0
2
49.21
④
30
5
55
0
2
10.76
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气,通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是: 。
(2)通过上述实验 (填“能”或“不能”)说明使用MnO2可以加快H2O2溶液反应速率。
探究二:学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后,某同学想:氧化铜(CuO)能否起到类似二氧化锰的作用呢?进行了如下探究。
猜想:Ⅰ.CuO参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅱ.CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅲ.CuO是反应的催化剂,反应前后______不变。
(3)补全猜想Ⅲ. CuO是反应的催化剂,反应前后______不变。
A. 质量 B. 性质 C. 化学性质 D. 物理性质
实验:用天平称量0.2gCuO,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:(注意:过滤即为将固体和液体的混合物分离的操作)
(4)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
剧烈反应,产生大量气泡,带火星的木条复燃。
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。
(5)步骤①的目的
(6)查阅资料知氧化铁、硫酸铜、猪肝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______(填字母)。
A. 用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
B. 一种物质无法对多个反应都起催化作用
C. 同一化学反应可以有多种催化剂
D. 催化剂能使生成氧气的质量增加
【答案】(1)① 反应物的浓度 ② 相同条件下,温度越高,反应速率越快 (2)能 (3)AC (4)① 固体质量仍为0.2g ② 气泡,带火星的木条复燃 (5)与③对比实验,检验加入CuO后,H2O2分解速度是否改变 (6)C
【详解】(1)由表格数据可知:反应物浓度越大,反应越快;温度越高,反应速率越大。
(2)通过上述实验,二氧化锰能加快过氧化氢溶液反应速率。
(3)催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,故选AC。
(4)①、催化剂在化学反应前后质量不变,步骤⑥的结果是质量不变。
②、由于氧化铜的化学性质没有发生改变,重复进行实验,依然可以促进过氧化氢生成氧气的反应,故步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生,带火星的木条复燃。
(5)步骤①的目的是与步骤③作对比,比较加入氧化铜前后,过氧化氢分解速率变化情况。
(6)A、催化剂的物质可以是其他反应的反应物或生成物,故选项错误;
B、一种物质可以多个反应都起催化作用,比如二氧化锰与过氧化氢和氯酸钾,故选项错误;
C、同一化学反应可以有多种催化剂,影响反应速率,故选项正确;
D、催化剂只能改变化学反应速率,而不能增加生成氧气的质量,故选项错误。
故选C。
1.(2024·江苏苏州·中考真题)某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是
A. 对比实验甲和乙,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. 对比实验甲和丙,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】B
【详解】A、根据控制变量法,甲和乙的变量是过氧化氢的浓度,则对比实验甲和乙,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响,故说法正确;
B、实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰,变量不唯一,则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响,故说法错误;
C、甲和丙的变量是温度不同,丙的温度高,反应速率快,则对比实验甲和丙,探究温度对H2O2分解速率的影响,故说法正确;
D、根据C项的分析,对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响,对比实验甲、丁,变量是二氧化锰,则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响,故说法正确。
故选B。
2.(2026·江苏扬州·中考真题)能与有机物反应,从而去除水样中的。为研究不同固体催化剂、对该反应中去除率的影响,进行如图-1所示的三组实验。相同时间后,测得实验结果如图-2所示。
已知:的去除率;、不与反应。
下列有关与的反应及上述实验的结论合理的是
A. M对该反应无催化效果
B. 实验①与实验②,有机物X被去除的原理相同
C. 上述实验条件下,与相比,催化该反应的效果更好
D. 其他条件相同时,与相比,改变温度对催化该反应的影响更大
【答案】C
【详解】A. 对比M组的实验①(未加)和实验②(加),实验②的X去除率明显更高,说明M对反应有催化效果,错误。
B. 实验①未加,且已知M、N不与X反应,X少量去除是催化剂的吸附作用(物理变化);实验②是与X发生化学反应去除X,二者原理不同,错误。
C. 相同实验条件下(如同为实验②的pH=3、加,或同为实验③的pH=9、加),N对应的X去除率均远高于M,说明N的催化效果更好,正确。
D. 实验②和③同时改变了pH和温度两个变量,无法判断温度改变对两种催化剂的影响差异,错误。
3.(2025·江苏扬州·中考真题)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A. 设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B. 实验①说明:20℃,在0~3h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C. 比较实验①、②可知,在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利
D. 实验③中2h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
【答案】D
【详解】A、保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,变量为温度,则目的是探究温度对该催化反应的影响,故A不符合题意;
B、由图可知,20℃,在0~3h内,H2O2的产量随着时间的增加,说明该催化反应持续进行,故B不符合题意;
C、由图可知,0~3h内,40℃的H2O2产量始终高于20℃,说明在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利,故C不符合题意;
D、实验③(60℃)在2h后H2O2产量不再增加,不能说明生成的H2O2开始分解,可能是高温下催化剂活性降低或失活,导致反应速率显著下降,故D符合题意。
故选D。
4.(2025·江西·中考真题)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 。
实验编号
催化剂
收集气体体积
收集气体所用时间
①
2g氧化铁
7.0mL
560s
②
2g土豆
7.0mL
180s
③
2g生姜
5.1mL
180s
(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)① 木条复燃 ② 质量 ③ 土豆 (3)BC
【详解】(1)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)MnO2可加快H2O2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MnO2的质量和化学性质不变,则MnO2是H2O2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 。
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