2.3 氧气的制备 第1课时（导学案）化学新教材沪教版九年级上册

2.3 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 1.通过过氧化氢分解制取氧气的实验探究，认识实验室制取氧气的反应原理，知道催化剂的特点，能区分分解反应，初步掌握气体的检验与收集。 2.通过对比有无二氧化锰的实验现象，基于证据推理二氧化锰在反应中的作用，初步建立实验室制取气体的一般思路，构建证据推理思维模型。 3.感受化学实验在物质制备中的价值，树立规范操作、安全实验的意识，体会化学合成物质在生产生活中的意义。 重点：过氧化氢制氧气的反应原理；催化剂的概念；氧气的检验与收集方法；分解反应的判断。 难点：理解催化剂的内涵；初步形成实验室制取气体的一般思路。 1.工业上一般采用 的方法制取氧气。其原理是利用氮气和氧气的 不同，由于液态氮的沸点比液态氧的沸点 ，所以 首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是 。该变化属于 变化。 2.过氧化氢溶液为 透明液体，在常温下过氧化氢可以分解放出 ，该反应的文字表达式： 。 3.高锰酸钾是一种 的固体，它受热时分解出氧气，同时还生成 和 。该反应的文字表达式： 。 4.在化学反应里能改变其他物质的 ，而本身的 在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作 。 5.由 生成 的反应，叫作分解反应。 6.实验室收集氧气时可用 法（氧气 溶于水）或 法（氧气密度比空气 ）。 （一）课堂导入 【引入】氧气在医疗、登山、气割、航空航天等方面都有重要用途，医疗和工业上需要大量的氧气，这些氧气是如何获取的呢？ 【结论】工业上可通过 等 方法从空气中获得大量氧气；实验室中可利用含 物质（如过氧化氢）在一定条件下发生 来制备氧气。 （二）从空气中分离氧气 1. 分离液态空气法 【想一想】如何将氧气从空气中分离出来？ 【结论】工业上一般采用 法获得氧气：在低温条件下压缩 使其 ，随后控制温度使沸点较低的 先从液态空气中分离出来，剩下的就是沸点较高的 。其流程可表示为：空气→洁净空气→液态空气→（沸点低，-196℃）氮气、（沸点较高，-183℃）液氧。原理是利用氮气和氧气的 不同，该过程 新物质生成，属于 变化。 2. 制取氧气的新方法 【想一想】除了分离液态空气，你还有什么制氧新方法？ 【结论】① ：利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时 不同的性质， 的气体穿透薄膜得到富集， 的气体被截留； ② ：分子筛是具有 结构的材料，有很强的 能力，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳等气体，将未被吸收的 收集起来，经净化处理得到 ，减压时排出所吸附气体后可 使用。 ③新开发的制氧设备 。 【例1】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 【变式1】利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下图为工业制氧气的流程图，关于工业制取氧气的说法正确的是（　　） A．空气中氧气的质量分数约为21% B．上述工艺得到氧气的过程属于化学变化 C．此种方法得到的氧气为纯净物 D．此工艺利用了液氮和液氧的沸点不同 （三）利用化学反应制备氧气 1. 实验室制氧药品的选择 【想一想】哪些物质可以用于化学实验室制取氧气？应如何选择药品？ 【结论】在实验室中，可利用某些含有 的物质在一定条件下发生化学反应来制备氧气，如过氧化氢（H2O2）、高锰酸钾（KMnO4）、氯酸钾（KClO3）等；食盐、甲烷、氨气、二氧化碳等不含氧元素或不能直接制氧的物质不能选用。选择药品时还要考虑 是否简便、速率是否 、是否 等因素。 2. 过氧化氢制取氧气的原理 【想一想】实验室用双氧水制取氧气时，反应原理是什么？ 【结论】双氧水（过氧化氢溶液）的主要成分是过氧化氢，在一定条件下反应能生成水和氧气。文字表达式： 。 3. 实验所需仪器 【想一想】实验室用双氧水制取氧气时需要用到哪些仪器？ 【结论】主要仪器：试管（或锥形瓶）、集气瓶、铁架台、分液漏斗等。 4. 实验装置的选择 【想一想】该如何选择实验装置？过氧化氢应该选择什么类型的发生装置？收集装置的选择依据是什么？氧气可以用哪些方法收集？ 【结论】装置分为发生装置和收集装置。 （1）发生装置选择依据：反应物的 和反应 ；过氧化氢为 ，反应条件需要 ，因此选择 发生装置。 （2）收集装置选择依据：气体的 、 ，以及是否与水或空气发生反应。 ①排水法：氧气 且 ；②向上排空气法：氧气 且 。 图1 实验室制取氧气的装置（排水法收集） 图2 实验室制取氧气的装置（向上排空气法收集） 5. 过氧化氢分解制氧气 【想一想】将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（约 5% 的过氧化氢溶液）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，你观察到的实验现象是什么？该现象说明什么结论？ 【结论】 现象：产生 。结论：过氧化氢在二氧化锰的作用下 。 【想一想】收集以上实验的一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，你观察到的实验现象是什么？该现象说明什么结论？ 【结论】现象：带火星的木条 。结论：氧气具有 ，能使带火星的木条 。 【想一想】待以上实验的气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 【结论】现象：产生 。分析：二氧化锰能 过氧化氢分解的速率。 【想一想】待试管不再产生气泡后，重新加入过氧化氢溶液，重复多次操作，你观察到什么现象？该现象说明二氧化锰的什么性质在反应前后没有变化？ 【结论】 现象：每次加入过氧化氢溶液后都 ，木条 。 结论：二氧化锰的 在反应前后没有发生变化。 【想一想】如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量没有发生变化，该事实说明什么结论？ 【结论】二氧化锰在反应前后 。 【想一想】实验室用双氧水制氧气时，二氧化锰的作用是什么？ 【结论】在过氧化氢分解反应中，二氧化锰只起加速过氧化氢分解的作用（催化作用），反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不变。 6. 分解反应 【想一想】过氧化氢分解等反应有什么共同特征？分解反应和化合反应有什么异同？ 【结论】分解反应：由 生成 的化学反应，特征为“一变多”。它与化合反应（“多变一”）一样，都属于 。 【例2】大多数化工生产都有催化剂的参与，下列关于催化剂的说法正确的是（　　） A．催化剂反应后质量减少 B．催化剂反应后的化学性质改变 C．催化剂可以改变化学反应速率 D．反应前后，催化剂的物理性质不变 【变式2】实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 1．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不正确的是（　　） A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体 2．利用铁酸镍（NiFe2O4）可将航天员呼出的废气转化为航天员需要的气体。在此过程中铁酸镍的质量和化学性质都不发生变化，则铁酸镍是（　　） A．反应物　　B．生成物　　C．催化剂　　D．杂质 3．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．碳＋氧气 二氧化碳 C．甲烷＋氧气 二氧化碳＋水 D．过氧化氢 水＋氧气 4．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5mL 10% 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 一、工业制氧气 1.分离液态空气法：利用氮气、氧气沸点不同（物理变化），氮气沸点低（-196℃）先分离，留下液氧（-183℃）。 2.新方法：气体膜分离技术（渗透速率不同）、分子筛制氧机（强吸附能力）。 二、实验室制氧气 1.药品：过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾等含氧物质。 2.原理：过氧化氢 水＋氧气、 3.收集方法：排水法（不易溶于水）、向上排空气法（密度比空气大）。 三、催化剂和催化作用 1.催化剂定义：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 2.核心特点：一变两不变 （1）一变：改变化学反应速率（可加快、可减慢） （2）两不变：反应前后质量不变、化学性质不变 3.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用 四、分解反应 1.定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 2.核心特点：一变多，表达式：A→ B + C + ··· 3.基本反应类型辨析： （1）分解反应：一变多 （2）化合反应：多变一 考点01 工业制氧气 1．工业制取氧气有多种方法。下面是一种常见的制取氧气的过程，有关分析正确的是（ ） A．操作1满足的条件是加热、加压 B．操作2利用了各物质的熔点不同 C．该方法所用原料廉价、易得 D．物质Y是无色、纯净的液氧 2．工业制氧气有分离液态空气法、膜分离技术、分子筛制氧法（吸附法）等。如图是采用膜分离技术制取氧气的简易流程，该过程根据颗粒大小不同实现氧气制取。下列说法错误的是 A．空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等 B．膜分离技术制取氧气采用的是物理变化 C．分离液态空气法制取氧气的原理是空气各成分的沸点不同 D．氧气能通过膜上的微孔而氮气不能，说明氧气分子的直径更大 3.利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如下： 根据上述示意图判断下列说法错误的是 A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 D．分子筛吸附法制取的氧气的过程类似于过滤操作 4.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”）。 考点02 过氧化氢制取氧气 5 . 某化学兴趣小组利用课余时间探究初中某常见气体的制取方法，并检验该气体的化学性质，其装置如图所示。下列说法不正确的是 A．除了排水法以外，该气体也可以采取向上排空气法收集 B．锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰，用来改变化学反应速率 C．忘记检查装置气密性，可能会导致该气体实际收集的质量偏大 D．将带火星的木条的靠近集气瓶口，如果木条复燃，则该气体已收集满 6．如图所示，过氧化氢（H22）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，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 7.某实验小组设计如题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，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验乙和丙，探究温度对分解速率的影响 C．对比实验乙和丁，探究二氧化锰对分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究浓度和温度对分解速率影响的程度 8．下列关于过氧化氢制取氧气的说法正确的是（ ） A．过氧化氢中含有氧气，加热就能放出氧气 B．二氧化锰是该反应唯一的催化剂 C．二氧化锰加快反应速率，反应前后质量不变 D．不加二氧化锰，过氧化氢无法分解产生氧气 考点03 催化剂 9.下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可作多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂的多少影响生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变 10．取等体积、等浓度的过氧化氢溶液分别加入三个锥形瓶中，将二氧化锰（）、氧化铜（CuO）、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1装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见图2.下列关于催化剂的说法错误的是 A．同一个化学反应可以有多种催化剂 B．催化剂能改变化学反应速率 C．催化剂能增加生成物的质量 D．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO 11.肝脏研磨液中有过氧化氢酶，可以催化过氧化氢分解;FeCl3也是过氧化氢分解的催化剂。用图1装置(气密性良好)对比两者的催化效果，图2是实验过程中装置外壁温度变化曲线。下列实验分析正确的是（ ） A．气球中的气体能使带火星的木条复燃 B．过氧化氢分解的过程中会吸收热量 C．FeCl3组化学反应速率比过氧化氢酶组更平缓 D．反应结束温度恢复室温，FeCI3组的气球更大 考点04 分解反应 12.下列反应中属于分解反应的是 A．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 B．碳+氧气二氧化碳 C．酒精+氧气二氧化碳+水 D．红磷+氧气五氧化二磷 13.《天工开物》中记载有黄铁矿制硫技术，原理是，该反应的基本类型属于（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．其它反应 14．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 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3 氧气的制备 第1课时 利用化学反应制备氧气 1.通过过氧化氢分解制取氧气的实验探究，认识实验室制取氧气的反应原理，知道催化剂的特点，能区分分解反应，初步掌握气体的检验与收集。 2.通过对比有无二氧化锰的实验现象，基于证据推理二氧化锰在反应中的作用，初步建立实验室制取气体的一般思路，构建证据推理思维模型。 3.感受化学实验在物质制备中的价值，树立规范操作、安全实验的意识，体会化学合成物质在生产生活中的意义。 重点：过氧化氢制氧气的反应原理；催化剂的概念；氧气的检验与收集方法；分解反应的判断。 难点：理解催化剂的内涵；初步形成实验室制取气体的一般思路。 1.工业上一般采用分离液态空气的方法制取氧气。其原理是利用氮气和氧气的沸点不同，由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，所以氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液态氧。该变化属于物理变化。 2.过氧化氢溶液为无色透明液体，在常温下过氧化氢可以分解放出氧气，该反应的文字表达式：。 3.高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出氧气，同时还生成锰酸钾和二氧化锰。该反应的文字表达式：。 4.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。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。 5.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。 6.实验室收集氧气时可用排水法（氧气不易溶于水）或向上排空气法（氧气密度比空气大）。 （一）课堂导入 【引入】氧气在医疗、登山、气割、航空航天等方面都有重要用途，医疗和工业上需要大量的氧气，这些氧气是如何获取的呢？ 【结论】工业上可通过分离液态空气等物理方法从空气中获得大量氧气；实验室中可利用含氧物质（如过氧化氢）在一定条件下发生化学反应来制备氧气。 （二）从空气中分离氧气 1. 分离液态空气法 【想一想】如何将氧气从空气中分离出来？ 【结论】工业上一般采用分离液态空气法获得氧气：在低温条件下压缩空气使其液化，随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来，剩下的就是沸点较高的液态氧。其流程可表示为：空气→洁净空气→液态空气→（沸点低，-196℃）氮气、（沸点较高，-183℃）液氧。原理是利用氮气和氧气的沸点不同，该过程没有新物质生成，属于物理变化。 2. 制取氧气的新方法 【想一想】除了分离液态空气，你还有什么制氧新方法？ 【结论】①气体膜分离技术：利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质，渗透速率大的气体穿透薄膜得到富集，渗透速率小的气体被截留； ②分子筛制氧机：分子筛是具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳等气体，将未被吸收的氧气收集起来，经净化处理得到高纯度氧气，减压时排出所吸附气体后可循环使用。 ③新开发的制氧设备能耗低、无污染、装置简单、占用空间小。 【例1】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 【解析】A、液氮的沸点（-196℃）比液氧的沸点（-183℃）低，A错误。 B、分离液态空气利用沸点不同，没有新物质生成，属于物理变化，B正确。 C、沸点低的物质先蒸发，最先从液态空气中蒸发出来的是氮气，C错误。 D、空气中含有稀有气体等，得到的“液态氧”中可能混有稀有气体，不是纯净物，D错误。 故选B。 【变式1】利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下图为工业制氧气的流程图，关于工业制取氧气的说法正确的是（　　） A．空气中氧气的质量分数约为21% B．上述工艺得到氧气的过程属于化学变化 C．此种方法得到的氧气为纯净物 D．此工艺利用了液氮和液氧的沸点不同 【答案】D 【解析】A、空气中氧气的体积分数约为21%（不是质量分数），A错误。 B、分离液态空气没有新物质生成，属于物理变化，B错误。 C、所得氧气中可能混有稀有气体等，不是纯净物，C错误。 D、此工艺利用液氮与液氧沸点不同将二者分离，D正确。 故选D。 （三）利用化学反应制备氧气 1. 实验室制氧药品的选择 【想一想】哪些物质可以用于化学实验室制取氧气？应如何选择药品？ 【结论】在实验室中，可利用某些含有氧元素的物质在一定条件下发生化学反应来制备氧气，如过氧化氢（H2O2）、高锰酸钾（KMnO4）、氯酸钾（KClO3）等；食盐、甲烷、氨气、二氧化碳等不含氧元素或不能直接制氧的物质不能选用。选择药品时还要考虑反应条件是否简便、速率是否适中、是否便于操作和安全等因素。 2. 过氧化氢制取氧气的原理 【想一想】实验室用双氧水制取氧气时，反应原理是什么？ 【结论】双氧水（过氧化氢溶液）的主要成分是过氧化氢，在一定条件下反应能生成水和氧气。文字表达式：过氧化氢水 + 氧气。 3. 实验所需仪器 【想一想】实验室用双氧水制取氧气时需要用到哪些仪器？ 【结论】主要仪器：试管（或锥形瓶）、集气瓶、铁架台、分液漏斗等。 4. 实验装置的选择 【想一想】该如何选择实验装置？过氧化氢应该选择什么类型的发生装置？收集装置的选择依据是什么？氧气可以用哪些方法收集？ 【结论】装置分为发生装置和收集装置。 （1）发生装置选择依据：反应物的状态和反应条件；过氧化氢为液体，反应条件需要一定条件，因此选择固液常温型发生装置。 （2）收集装置选择依据：气体的溶解性、密度，以及是否与水或空气发生反应。 ①排水法：氧气不易溶于水且不与水反应；②向上排空气法：氧气密度比空气大且不与空气反应。 图1 实验室制取氧气的装置（排水法收集） 图2 实验室制取氧气的装置（向上排空气法收集） 5. 过氧化氢分解制氧气 【想一想】将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（约 5% 的过氧化氢溶液）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，你观察到的实验现象是什么？该现象说明什么结论？ 【结论】 现象：产生大量气泡。 结论：过氧化氢在二氧化锰的作用下迅速分解。 【想一想】收集以上实验的一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，你观察到的实验现象是什么？该现象说明什么结论？ 【结论】现象：带火星的木条复燃。 结论：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。 【想一想】待以上实验的气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 【结论】现象：产生大量气泡。 分析：二氧化锰能继续加快过氧化氢分解的速率。 【想一想】待试管不再产生气泡后，重新加入过氧化氢溶液，重复多次操作，你观察到什么现象？该现象说明二氧化锰的什么性质在反应前后没有变化？ 【结论】 现象：每次加入过氧化氢溶液后都重新产生大量气泡，木条都能复燃。 结论：二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生变化。 【想一想】如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量没有发生变化，该事实说明什么结论？ 【结论】二氧化锰在反应前后质量不变。 【想一想】实验室用双氧水制氧气时，二氧化锰的作用是什么？ 【结论】在过氧化氢分解反应中，二氧化锰只起加速过氧化氢分解的作用（催化作用），反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不变。 6. 分解反应 【想一想】过氧化氢分解等反应有什么共同特征？分解反应和化合反应有什么异同？ 【结论】分解反应：由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，特征为“一变多”。它与化合反应（“多变一”）一样，都属于基本反应类型。 【例2】大多数化工生产都有催化剂的参与，下列关于催化剂的说法正确的是（　　） A．催化剂反应后质量减少 B．催化剂反应后的化学性质改变 C．催化剂可以改变化学反应速率 D．反应前后，催化剂的物理性质不变 【答案】C 【解析】A、催化剂反应前后质量不变，A错误。 B、 催化剂反应前后化学性质不变，B错误。 C、 催化剂能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，C正确。 D、催化剂反应前后物理性质可能改变，D错误。故选C。 【变式2】实验室用过氧化氢分解制取氧气时，往往加入二氧化锰，以下说法正确的是（　　） A．如果不加入MnO2，过氧化氢就不会分解产生氧气 B．在过氧化氢分解反应中，MnO2加快了化学反应速率 C．加入MnO2后制取的氧气质量增大 D．MnO2只能做过氧化氢分解的催化剂 【答案】B 【解析】A、不加MnO2时过氧化氢也能分解，只是速率较慢，A错误。 B、MnO2在过氧化氢分解反应中起催化作用，加快反应速率，B正确。 C、催化剂不改变生成物的质量，C错误。 D、MnO2也可作其他反应的催化剂，D错误。故选B。 1．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不正确的是（　　） A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体 【答案】A 【解析】A、分离液态空气利用沸点不同分离物质，没有新物质生成，属于物理变化，“有新物质氧气生成”的说法错误，A符合题意。 B、该过程利用了氮气和氧气沸点不同，B正确。 C、氮气沸点较低（-196℃），先蒸发出来，先被收集到，C正确。 D、空气中含稀有气体等成分，得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体，D正确。 故选A。 2．利用铁酸镍（NiFe2O4）可将航天员呼出的废气转化为航天员需要的气体。在此过程中铁酸镍的质量和化学性质都不发生变化，则铁酸镍是（　　） A．反应物　　B．生成物　　C．催化剂　　D．杂质 【答案】C 【解析】反应中铁酸镍的质量和化学性质都不发生变化，符合催化剂“一变、二不变”中“二不变”的特点，说明铁酸镍是该反应的催化剂，故选C。 3．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．碳＋氧气 二氧化碳 C．甲烷＋氧气 二氧化碳＋水 D．过氧化氢 水＋氧气 【答案】C 【解析】A、碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，是一种物质生成两种物质，属于分解反应，A不符合。 B、碳和氧气点燃生成二氧化碳，是两种物质生成一种物质，属于化合反应，B不符合。 C、甲烷与氧气点燃生成二氧化碳和水两种物质，既不是“一变多”也不是“多变一”，不属于分解反应也不属于化合反应（属于氧化反应），C符合题意。 D、过氧化氢分解生成水和氧气，属于分解反应，D不符合。故选C。 4．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5mL 10% 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）氧气的浓度　（2）木条复燃；质量；土豆　（3）BC 【解析】（1）木炭在氧气中比在空气中燃烧更剧烈，说明反应物的浓度会影响化学反应速率。（2）加入MnO2后过氧化氢迅速分解产生氧气，带火星的木条复燃；催化剂的特点是“一变、二不变”，反应前后MnO2的质量和化学性质不变；对比表中数据，②（2g土豆）收集7.0mL气体用时180s最短，③只收集了5.1mL气体，故催化效果最好的物质是土豆。（3）B（把煤块粉碎）、C（把汽油喷成雾状）都是通过增大反应物接触面积来加快反应速率，方法相同；A是通过降低温度减慢反应速率，方法不同。故选BC。 一、工业制氧气 1.分离液态空气法：利用氮气、氧气沸点不同（物理变化），氮气沸点低（-196℃）先分离，留下液氧（-183℃）。 2.新方法：气体膜分离技术（渗透速率不同）、分子筛制氧机（强吸附能力）。 二、实验室制氧气 1.药品：过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾等含氧物质。 2.原理：过氧化氢 水＋氧气、 3.收集方法：排水法（不易溶于水）、向上排空气法（密度比空气大）。 三、催化剂和催化作用 1.催化剂定义：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 2.核心特点：一变两不变 （1）一变：改变化学反应速率（可加快、可减慢） （2）两不变：反应前后质量不变、化学性质不变 3.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用 四、分解反应 1.定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 2.核心特点：一变多，表达式：A→ B + C + ··· 3.基本反应类型辨析： （1）分解反应：一变多 （2）化合反应：多变一 考点01 工业制氧气 1．工业制取氧气有多种方法。下面是一种常见的制取氧气的过程，有关分析正确的是（ ） A．操作1满足的条件是加热、加压 B．操作2利用了各物质的熔点不同 C．该方法所用原料廉价、易得 D．物质Y是无色、纯净的液氧 【答案】C 【解析】A、操作1是将空气液化，使空气液化的方法是降温、加压，不是加热、加压，该选项错误； B、操作2是分离液态空气，利用的是液态氮和液态氧的沸点不同（液氮沸点低，先蒸发），不是熔点，该选项错误； C、工业制氧的原料是空气，空气来源广泛、廉价易得，该选项正确； D、分离液态空气得到的氧气中还含有少量稀有气体等其他成分，是混合物，不是纯净物，该选项错误。 故选C。 2．工业制氧气有分离液态空气法、膜分离技术、分子筛制氧法（吸附法）等。如图是采用膜分离技术制取氧气的简易流程，该过程根据颗粒大小不同实现氧气制取。下列说法错误的是 A．空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等 B．膜分离技术制取氧气采用的是物理变化 C．分离液态空气法制取氧气的原理是空气各成分的沸点不同 D．氧气能通过膜上的微孔而氮气不能，说明氧气分子的直径更大 【答案】D 【解析】A、空气预处理一般为空气除尘、除水蒸气等操作，故A选项不符合题意； B、膜分离技术制取氧气，只是根据颗粒大小不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，故B选项不符合题意； C、分离液态空气法制取氧气的原理是：利用液氮和液氧的沸点不同，将其分离，液氮沸点低，蒸发过程中，氮气先分离出来，故C选项不符合题意； D、氧气能通过膜上的微孔而氮气不能，说明分子直径氮气大于氧气，故D选项符合题意。 故选D。 3.利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离。在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，可以使分子筛重复使用，部分过程的示意图如下： 根据上述示意图判断下列说法错误的是 A．变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体 B．变压吸附法制取的氧气中含有二氧化碳 C．分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关 D．分子筛吸附法制取的氧气的过程类似于过滤操作 【答案】B 【解析】A、空气中含有稀有气体，且稀有气体不能被除去，所以变压吸附法制取的氧气中含有稀有气体，故A项正确； B、空气中含有二氧化碳，但是二氧化碳能被氧化铝除去，所以变压吸附法制取的氧气中不含有二氧化碳，故B项错误； C、在吸附塔中，通过加压与减压的交替循环，使分子筛重复使用，所以分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体压强有关，故C项正确； D、分子筛吸附法制取的氧气是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异将二者进行分离，类似于过滤操作，故D项正确。 故选B。 4.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 【解析】（1）步骤②中，首先蒸发出的是氮气，说明氮气的沸点比氧气的沸点低。 （2）由图示知，储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体、二氧化碳等，属于混合物。 （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。 考点02 过氧化氢制取氧气 5 . 某化学兴趣小组利用课余时间探究初中某常见气体的制取方法，并检验该气体的化学性质，其装置如图所示。下列说法不正确的是 A．除了排水法以外，该气体也可以采取向上排空气法收集 B．锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰，用来改变化学反应速率 C．忘记检查装置气密性，可能会导致该气体实际收集的质量偏大 D．将带火星的木条的靠近集气瓶口，如果木条复燃，则该气体已收集满 【答案】C 【分析】过氧化氢溶液分解生成水和氧气。 【解析】A、氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法或向上排空气法收集，故说法正确； B、在过氧化氢制取氧气的实验中，锥形瓶内的黑色粉末是二氧化锰，二氧化锰是该反应的催化剂，可以加快过氧化氢的分解速率，故说法正确； C、忘记检查装置气密性，可能会导致装置漏气，使该气体实际收集的质量偏小，故说法错误； D、氧气具有助燃性，将带火星的木条的靠近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满，故说法正确。 故选C。 6．如图所示，过氧化氢（H22）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，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 【解析】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，气体增多，使得集气瓶内压强增大，大于外界大气压，因此可观察到气球缩小，红墨水左移，故选：D。 7.某实验小组设计如题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，探究浓度对分解速率的影响 B．对比实验乙和丙，探究温度对分解速率的影响 C．对比实验乙和丁，探究二氧化锰对分解速率的影响 D．对比实验甲、丙和丁，探究浓度和温度对分解速率影响的程度 【答案】D 【解析】A.实验甲和乙中除过氧化氢浓度不同，其他条件相同，符合单一变量原则，正确。 B.实验乙和丙，除温度不同，其他条件相同，符合单一变量原则，正确。 C.实验乙和丁，除二氧化锰质量不同外，其他条件相同，符合单一变量原则，正确。 D.实验甲和丙，温度和过氧化氢浓度均不同；丙和丁温度和二氧化锰质量均不同，不符合单一变量原则，错误。 8．下列关于过氧化氢制取氧气的说法正确的是（ ） A．过氧化氢中含有氧气，加热就能放出氧气 B．二氧化锰是该反应唯一的催化剂 C．二氧化锰加快反应速率，反应前后质量不变 D．不加二氧化锰，过氧化氢无法分解产生氧气 【答案】D 【解析】A 错误，过氧化氢只含氧元素，不含氧气；B 错误，氧化铜、氧化铁也可作催化剂；D 错误，不加催化剂过氧化氢缓慢分解。 考点03 催化剂 9.下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可作多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂的多少影响生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变 【答案】C 【解析】A.同一物质可作为多个反应的催化剂，例如二氧化锰可作过氧化氢分解、氯酸钾受热分解反应的催化剂，正确； B.同一反应可有多种不同的催化剂，例如过氧化氢分解反应的催化剂可选择二氧化锰、硫酸铜、红砖粉等，正确； C.催化剂仅改变化学反应速率，不会影响生成物的质量，错误； D.正确。 10．取等体积、等浓度的过氧化氢溶液分别加入三个锥形瓶中，将二氧化锰（）、氧化铜（CuO）、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1装置进行实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线，见图2.下列关于催化剂的说法错误的是 A．同一个化学反应可以有多种催化剂 B．催化剂能改变化学反应速率 C．催化剂能增加生成物的质量 D．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO 【答案】C 【解析】A.从实验中使用MnO2、CuO、Fe2O3都能催化过氧化氢分解可以看出，同一个化学反应可以有多种催化剂，正确； B.催化剂的定义就是能改变化学反应速率，这里的改变包括加快和减慢，正确； C.催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，因为化学反应前后物质的质量遵循质量守恒定律，错误； D.观察图 2 曲线，使用CuO作为催化剂时，曲线上升较为平缓，说明反应速率适中，即催化效果较好、反应温和 ，正确； 11.肝脏研磨液中有过氧化氢酶，可以催化过氧化氢分解;FeCl3也是过氧化氢分解的催化剂。用图1装置(气密性良好)对比两者的催化效果，图2是实验过程中装置外壁温度变化曲线。下列实验分析正确的是（ ） A．气球中的气体能使带火星的木条复燃 B．过氧化氢分解的过程中会吸收热量 C．FeCl3组化学反应速率比过氧化氢酶组更平缓 D．反应结束温度恢复室温，FeCI3组的气球更大 【答案】A 【解析】A、过氧化氢分解生成水和氧气，气球中的气体是氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，该选项正确； B、从图 2 可以看出，两组实验过程中装置外壁温度都升高，说明过氧化氢分解的过程中会放出热量，而不是吸收热量，该选项错误； C、根据图 2 曲线，过氧化氢酶组温度变化相对较平缓，说明反应速率相对较慢，即过氧化氢酶组化学反应速率比FeCl3组更平缓 ，该选项错误； D、两组实验中过氧化氢溶液的体积和浓度相同，催化剂不能改变氧气的最终产量，最终生成氧气的量相同，所以反应结束温度恢复室温后，两个气球大小应相同，该选项错误。 故选A。 考点04 分解反应 12.下列反应中属于分解反应的是 A．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 B．碳+氧气二氧化碳 C．酒精+氧气二氧化碳+水 D．红磷+氧气五氧化二磷 【答案】A 【分析】分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质。 【解析】A. 该反应由一种物质生成三种物质，属于分解反应。 B. 该反应由两种物质生成一种物质，不属于分解反应。 C. 该反应由两种物质生成两种物质，不属于分解反应。 D. 该反应由两种物质生成一种物质，不属于分解反应。 13.《天工开物》中记载有黄铁矿制硫技术，原理是，该反应的基本类型属于（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．其它反应 【答案】B 【解析】A、化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，该反应的基本反应类型不属于化合反应，故A错误； B、分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，该反应是一种物质生成两种物质，基本反应类型属于分解反应，故B正确； C、置换反应是由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的基本反应类型不属于置换反应，故C错误； D、该反应是一种物质生成两种物质，基本反应类型属于分解反应，故D错误； 故选B。 14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 【答案】C 【解析】A.该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意； B.该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意； C.反应物为甲烷、氧气2种，生成物为二氧化碳、水2种，既不符合“多变一”也不符合“一变多”，既不属于化合反应也不属于分解反应，符合题意； D.该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $