内容正文:
2.3.2 分解过氧化氢制氧气 催化剂 专项练习
考点梳理:本课题核心考点分为两大模块。一是分解过氧化氢制氧气,该反应常温下即可进行,无需加热,反应原理为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,是实验室制取氧气最简便、环保的方法;二是催化剂的核心特性,即“一变二不变”,能改变化学反应速率,反应前后自身的质量和化学性质保持不变,物理性质可能改变,且催化剂不决定反应能否发生、不增加生成物质量。同时区分纯净物与混合物反应体系,掌握实验操作要点与反应类型(分解反应)。
一、单项选择题(每题4分,共40分)
1. 实验室分解过氧化氢制取氧气的必备条件是()
A. 加热 B. 二氧化锰催化剂 C. 通电 D. 高温高压
2. 催化剂的“一变二不变”中,“不变”的是()
A. 质量和物理性质 B. 体积和化学性质
C. 质量和化学性质 D. 状态和反应速率
3. 过氧化氢分解制取氧气的反应类型是()
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 氧化反应 D. 缓慢氧化
4. 下列关于二氧化锰的说法正确的是()
A. 二氧化锰只能作催化剂 B. 二氧化锰参与反应被消耗
C. 反应后二氧化锰可以回收重复使用 D. 二氧化锰能增加氧气产量
5. 常温下,不加二氧化锰,过氧化氢发生的变化是()
A. 不分解 B. 缓慢分解 C. 快速分解 D. 立即停止
6. 用过氧化氢制氧气的优点不包括()
A. 无需加热,操作安全 B. 生成物只有水和氧气,无污染
C. 反应速率可控 D. 产生氧气纯度为100%
7. 下列关于催化剂的应用说法错误的是()
A. 催化剂可加快或减慢反应速率 B. 同一反应可选用不同催化剂
C. 催化剂能决定反应是否发生 D. 催化剂不改变生成物质量
8. 过氧化氢溶液属于()
A. 纯净物 B. 混合物 C. 单质 D. 化合物
9. 检验过氧化氢分解产生的气体是氧气的方法是()
A. 观察气体颜色 B. 伸入带火星的木条,木条复燃
C. 闻气体气味 D. 倒入澄清石灰水振荡
10. 下列反应中,依托催化剂常温进行的是()
A. 过氧化氢制氧气 B. 高锰酸钾制氧气
C. 氯酸钾制氧气 D. 木炭燃烧
二、填空题(每空3分,共36分)
11. 分解过氧化氢制取氧气的反应条件是________,反应生成物为________和氧气。
12. 催化剂的核心特征是________化学反应速率,反应前后自身质量和________不变。
13. 该实验中二氧化锰是________,过氧化氢是________,反应无需加热,节能环保。
14. 过氧化氢分解的文字表达式为________________________,基本反应类型为________。
15. 不加催化剂时,过氧化氢分解速率________,加入二氧化锰后,分解速率________。
三、简答题(共24分)
16. 简述分解过氧化氢制氧气实验中,二氧化锰可以重复使用的原因。(12分)
17. 结合催化剂特性,说明为什么催化剂不能增加氧气的生成质量。(12分)
参考答案及解析
1.B 解析:过氧化氢常温分解极慢,制取氧气需二氧化锰作催化剂加快反应速率,无需加热。
2.C 解析:催化剂“二不变”指反应前后质量、化学性质不变,物理性质可能改变。
3.B 解析:过氧化氢一种物质生成水和氧气两种物质,符合“一变多”的分解反应特征。
4.C 解析:二氧化锰反应前后性质和质量不变,可回收重复使用,不消耗、不增产氧气。
5.B 解析:无催化剂时,过氧化氢会缓慢分解,只是速率极慢,无法快速收集氧气。
6.D 解析:过氧化氢制取的氧气含有少量水蒸气,无法达到100%纯度。
7.C 解析:催化剂只能改变反应速率,不能决定反应能否发生。
8.B 解析:过氧化氢溶液中含有过氧化氢和水,属于混合物。
9.B 解析:氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,是检验氧气的专属方法。
10.A 解析:过氧化氢制氧气常温、需催化剂,其余反应均需要加热条件。
11. 二氧化锰催化;水 12. 改变;化学性质 13. 催化剂;反应物
14. 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气;分解反应 15. 缓慢;加快
16. 二氧化锰是该反应的催化剂,在过氧化氢分解的化学反应中,仅起到加快反应速率的作用,本身不参与化学反应,反应前后自身的质量和化学性质均没有发生改变,因此过滤干燥后可以重复用于催化过氧化氢分解实验。
17. 化学反应中,生成物的质量由反应物的质量决定。催化剂仅改变反应速率,不参与反应、不消耗反应物,也不会生成新物质,无法改变反应物的分解总量,因此只能加快产氧速度,不能增加氧气的生成质量。
总字数:1234
人教版(新教材)化学九年级上册
2.3.2分解过氧化氢制氧气 催化剂
授课教师: .
班 级: 9年级( )班 .
时 间: .
2026/9/17
学子如同向日葵向往暖阳,满心热爱渴求知识。在书页间汲取力量,于思索中追逐光亮,不惧学习路上的磨砺,心怀憧憬奋力向上,向着理想不断成长。
第二单元 空气和氧气
学习目标
了解化学反应需要一定的条件,知道催化剂对化学反应的重要作用。通过对比分析、归纳认识分解反应
学习从物质变化、反应条件、反应现象等视角认识化学反应,初步形成认识化学反应的系统思维意识。
设计并完成家庭制氧实验,掌握实验操作规范,培养观察、记录及问题解决能力。
上节课我们学习了实验室用高锰酸钾制取氧气,请大家写出高锰酸钾制氧气的文字表达式。
高锰酸钾
KMnO4
锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
K2MnO4 MnO2 O2
加热
实验室除了可以用加热高锰酸钾制取氧气之外,还可以用什么方法制取氧气呢?
探究新知
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2 H2O O2
过氧化氢分解制取氧气的原理:
实验药品
过氧化氢溶液
液体
反应物?
反应条件?
黑色固体
探究新知
在使用过氧化氢溶液制取氧气时,通常加入少量二氧化锰,这是为什么呢?
步骤1
过氧化氢溶液
带火星的木条
现象:木条不复燃。
氧气含量低
资料:过氧化氢在一般情况下会缓慢分解成水和氧气,但分解速度极慢。
探究新知
二氧化锰
带火星的木条
现象:木条不复燃。
资料:一般情况下,二氧化锰不能分解产生氧气。
二氧化锰不放出氧气
步骤2
探究新知
步骤3
二氧化锰
过氧化氢溶液
带火星的木条
现象:有大量气泡产生,木条复燃。
氧气含量高
分析:在二氧化锰存在的情况下,过氧化氢分解速率加快,产生了大量的氧气。
探究新知
步骤4
二氧化锰
重新加入过氧化氢溶液
带火星的木条
现象:有大量气泡产生,木条复燃。
分析:在多次重复加入过氧化氢溶液后,实验现象均一致,说明氧气是过氧化氢产生的,二氧化锰只起加快产生氧气的作用。
探究新知
实验:过氧化氢分解制氧气
探究新知
编号 现象 分析
(1)
(2)
(3)
结论
小木条不复燃
大量气泡产生,木条复燃
又有大量气泡产生,木条复燃
常温下过氧化氢分解很慢
二氧化锰加速了过氧化氢分解
氧气是过氧化氢产生的,二氧化锰的化学性质在反应前后不变
二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,反应前后二氧化锰本身未见变化
归纳总结
探究新知
通过对“过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用”的探究,说说科学探究的一般思路是什么呢?
明确探究目的
设计实验方案
实施实验
获取证据
分析推理
形成结论
探究新知
在化学反应里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叫作催化剂。
1.催化剂的概念
探究新知
①“一变”:改变其他物质的化学反应速率。
②“二不变”:本身的质量和化学性质都没有改变。
2.催化剂的特点
3.催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。
温馨提醒:
1.改变化学反应速率可以是加快,也可以是减慢。
2.一种物质可能作多个反应的催化剂。
3.一个反应可能有多种催化剂。
探究新知
分析下面两个制取氧气的反应,它们有什么共同的特征?与化合反应相比,有什么不同?
高锰酸钾
锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
过氧化氢
水 + 氧气
二氧化锰
探究新知
1. 在高锰酸钾制氧气实验中,一定不需要用到的仪器是 ( )
A. 酒精灯 B. 试管 C. 漏斗 D. 集气瓶
C
返回
【点拨】
实验室用高锰酸钾制氧气,发生装置需要用到试管、铁架台、酒精灯、带导管的单孔塞,收集氧气时需要集气瓶。无需用漏斗。
举一反三
15
D
2. 实验室收集氧气,既可以用向上排空气法,又可以用排水法,原因是 ( )
①氧气不易溶于水 ②氧气易溶于水
③氧气的密度比空气的大
④氧气的密度比空气的小
A. ① ④ B. ② ④ C. ② ③ D. ① ③
举一反三
16
【点拨】
氧气的密度比空气的大,可以用向上排空气法收集;氧气不易溶于水,可以用排水法收集。
【点规律】
气体的收集方法与气体的密度和溶解性等有关:(1) 难溶于水的气体可用排水法收集;(2)不与水反应、密度比空气大的气体可用向上排空气法收集;(3)不与水反应、密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。
返回
举一反三
17
1.分解反应的概念
AB → A + B (一变多)
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫作分解反应。
高锰酸钾
锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
过氧化氢
水 + 氧气
二氧化锰
探究新知
反应类型 化合反应 分解反应
定义
形式
参加反应的
物质种类
生成物质的
种类
2.化合反应和分解反应的区别
由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
A + B → AB(多变一)
AB → A + B (一变多)
两种或两种以上
一种
一种
两种或两种以上
探究新知
C
3. [2024·常州] 下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中, 正确的是 ( )
举一反三
20
【点拨】
取用粉末状试剂,试管平放,用药匙或纸槽把试剂送到试管底部,然后使试管直立起来,A 错误;加热固体时,为防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,试管口应略向下倾斜,B 错误;氧气的密度比空气的大,应用向上排空气法收集,C 正确;检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,D 错误。
返回
举一反三
21
D
4. [2024·盐城] 在实验《氧气的实验室制取与性质》中,本实验以高锰酸钾为原料,并采用排水法收集。从视频中看到的下列实验操作不规范的是 ( )
A. 查气密性:先将导管伸入水中,再用双手紧握试管外壁
B. 固定装置:将试管口略向下倾斜,固定在铁架台上
C. 加热试剂:先让试管底部均匀受热,再对高锰酸钾所在部位加热
D. 收集气体:导管口刚有气泡冒出就开始收集气体
举一反三
22
【点拨】
用排水法收集氧气时,导管中刚排出的主要是装置内的空气,应等到导管口的气泡连续、均匀冒出时才能收集,D 错误。
返回
举一反三
23
C
5. 有关实验室制取氧气,下列说法错误的是( )
A. 装置①可用于高锰酸钾制取氧气
B. 装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气
C. 装置③可用于收集氧气
D. 装置④可用于收集氧气
举一反三
24
【点拨】
实验室用高锰酸钾制取氧气应选用固体加热型发生装置,A 正确;用过氧化氢制取氧气应选用固液常温型发生装置,B 正确;氧气的密度比空气的大,不能用向下排空气法收集,C 错误;氧气不易溶于水,可用排水法收集,D 正确。
返回
举一反三
25
6. 化学是一门以实验为基础的科学。实验室制取氧气常用到下列装置,请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:①_________,② _________ 。
(2)实验室用装置A 制取氧气,其反应的文字表达式为____________________________________。可以选择装置D 收集氧气的原因是________________________。
锥形瓶
水槽
高锰酸钾——→锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气
加热
氧气的密度比空气的大
举一反三
26
(3)实验室制取气体时,选择装置B 作为发生装置的依据是________________________________________________。
(4)实验时,装置B 中长颈漏斗下端管口要伸入液面以下,目的是__________________________________________。
(5)实验室检验氧气的方法是__________________________ ________________________________________________。
反应物是固体和液体,反应不需要加热
防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则证明是氧气
举一反三
27
7. 工业上制取氧气常见的方法有“深冷法”和“变压吸附法”。
(1)“深冷法”(图甲)是先将空气液化,再利用液氮和液氧的 ________不同将其汽化分离。
(2)将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口,观察到的现象是__________________,观察到该
现象的原因是_____________________
_________________________________
_________________________________。
沸点
燃着的木条熄灭
液氮先从液态空气中蒸发出来,氮气不能燃烧,一般也不支持燃烧
举一反三
28
(3)“变压吸附法”(如图乙)是利用分子筛吸
附氮气和氧气能力的差异,通过增压与
减压的交替循环,实现氮气和氧气的分离。
①变压吸附法制取的氧气是____________
(填“混合物或“纯净物”)。
②分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的_______有关。分子筛________(填“可以”或“不可以”)重复使用。
(4)工业上采用分离液态空气的方法制氧气的优点是________________________。
混合物
压强
可以
原料易得,成本低
举一反三
29
8. 某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”,如图1 所示,该制氧机通过A、B 两种物质产生氧气,其中A 是过碳酸钠白色固体,B 是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2) 加水溶解会分解生成Na2CO3 和H2O2。
举一反三
30
用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰, 反应仓内有黑色粉末翻腾, 变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中H2O2生成氧气的符号表达式是_________________, 过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外, 还可以起到的作用是__________(填字母)。
A. 可以通过气泡观察氧气生成的速率
B. 降低氧气温度
C. 加快氧气的生成
H2O2——→H2O+O2
MnO2
A、B
举一反三
31
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是________________ __________________________________________________。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气, 从图2 中可选用的气体发生装置是_______(填字母,下同), 收集装置是___________。
在导管口放一根带火星的木条,若木条复燃,则证明导出的气体为氧气
B
C 或E
举一反三
32
分解过氧化氢制氧气
催化剂和催化剂作用
催化剂的概念
催化剂的特点
催化作用
分解反应
AB → A + B (一变多)
探究二氧化锰的作用
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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