第2章 专题特训三 有关催化剂的探究&专题特训四 氧气的性质及制取-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(沪教版·新教材)

拔尖特训·化学（沪教版）九年级上 专题特训三 有关催化剂的探究 1.[「2024苏州]某实验小组设计如图所示的实验对过氧化氢的分解进行探究。下列说法中，不正确 的是 () 10.1g MnO, oa 5mL 5mL 5mL 30%H02 10%H0 10%H0 溶液 冒洛液 溶液 溶液 多 乙 的 入 (第1题图) 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.[2025石家庄段考]某小组开展了“探究催化剂的奥秘”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。下列说法中，正确的是 (填字母)。 A.不加入催化剂，化学反应就无法发生 B.在化学反应前后，催化剂的质量、化学性质不发生改变 C.催化剂只能加快化学反应的速率 任务二：探究催化剂 查阅资料知道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0.2g氧化 铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行图甲所示的实验。 (2)填写表格： 步骤①现象 步骤③现象 步骤⑥结果 实验结论 试管中有大量气泡产生，带火星氧化铜的质量为 氧化铜是过氧化氢分解反应的催 无明显现象 的木条 化剂 (3)步骤⑦的实验目的是 传感器 带火星 采集信息 0.2gCu0>带火星 形成图像 b 的木条 的木条、 重复 10mL5% 过氧化 实验 过氧化氢 氢溶液、 > 过滤固烘干称重②③ ① ② ③ ④体⑤ ⑥ ① 溶液 0 时间/s 1g催化剂 甲 丙 (第2题图) 任务三：探究不同催化剂的催化效果 分别取10L5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜，按图乙所示的装置进行实验，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丙所示。 (4)对比图丙中的 (填字母)点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (5)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽然反应速率不同，但完全反应后两个 装置内压强相同的原因是 0 20 >“答案与解析”见P10 第2章空气与水资源 专题特训四 氧气的性质及制取 雪百画 类型一氧气的性质 1.[2025中卫期中]下列说法中，错误的是 ( A.鱼类能在水中生活，证明通常状况下氧气易溶于水 B.氧气能供给呼吸，所以可用于潜水 C.通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体 D.自然界中发生的燃烧、动植物的呼吸、金属的锈蚀都是氧化反应 2.[2025徐州邳州期中]纳米铁粉在激光手电照射下可以在空气中燃烧，装置如图所示。下列说法 中，不正确的是 () A.纳米铁粉和氧气的反应属于化合反应 B.水可防止生成物溅落炸裂瓶底 C.纳米铁粉燃烧发生缓慢氧化 D.可观察到气球先变大后又变小 80 60 隔板 02 气球 40 数据处 20 纳米 理软件 传感器 屏 铁粉 0 50100150 激光手电 倾倒室 时间/s 水香 甲 (第2题图) (第3题图) 3.某兴趣小组的同学用图甲所示的装置探究氧气的性质，将透明的实验盒中间用隔板 分成两部分，将氧气(O2)倒入倾倒室，一段时间后提起隔板，得到倾倒室内氧气的浓 度变化情况如图乙所示。下列通过装置和数据获得的信息中，错误的是 () A.空气中氧气的浓度大约为20% B.MN段曲线快速上升，说明氧气密度比空气大 C.实验中“提起隔板'”操作对应时间点约在第25sD.NP段蜡烛燃烧越来越微弱，最后在P点熄灭 4.氧气与某些物质反应的转化关系如图所示（部分反应条件已略去）。 x (1)写出物质的名称：X ;Z ①+硫 五氧 +红磷 二氧化 (2)写出反应④的文字表达式： 化二磷 气碳和水 ,该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化反应。 ③+铁 (Z) (3)反应③的基本反应类型为 (填“化合”或“分解”) (第4题图) 反应。 (4)由图可知，氧气的化学性质比较 (填“活泼”或“不活泼”)。 ■应豆■ 类型二氧气的制取■■■ 5.一名同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，其中部分物质质量 随时间的变化如图所示。下列关于该过程的说法，正确的是 个物质的质量/g A.b曲线代表高锰酸钾的质量变化 B.c曲线代表氧气的质量变化 C.t3min时剩余固体物质有四种 0t1t2 专时间/min D.t3min时生成氧气的质量达到最大值 (第5题图) 21 拔尖特训·化学（沪教版）九年级上 6.[2025南通段考]某兴趣小组用30%过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法中，不正确的是() 用纱布 30%过氧 30%过0 包裹的 化氢溶液个 盖30%过 带火星 氧化氢宁 滋带火星 用纱布 氧化氢 二氧化 30%过 包裹的 溶液 锰粉末 的木条 溶液 的木条 氧化氢 二氧化 冷 冰水 溶液琶锰粉末 永 共存物 反应剧烈 反应平缓 乙 丙 (第6题图)》 A.由图甲、乙对比可知，甲中木条未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气的浓度 B.图乙中冰水共存物的作用是将水蒸气冷凝 C.图丙、丁对比可知，温度会影响化学反应速率 D.图甲、丁对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率 7.[2025郑州质检]某兴趣小组根据下列装置进行实验，请回答下列问题： 140 ￥130 压强 0.08gMn0, ① 120 0.06gMn0 传感器 0.03gMn0 3% 110 过氧化氢火 溶液( 10010203040506070 二氧化锰 反应时间S 丙 (第7题图)》 (1)请写出图甲中仪器①的名称： (2)在实验室用高锰酸钾制取一瓶比较纯净的氧气时，应选择的装置组合是 ;该装置需 要改进的地方是 反应的文字表达式为 用排水法收集氧气的适宜时刻是 ;实验结束后发现试管破裂，原因可能是 (写出一个即可)。 (3)在实验室用过氧化氢制取氧气时，用装置C作为发生装置相比于装置B的优点是 。 若用装置E收集氧气，检验氧气已收集满的方法是 。 装置E还可代替装置F,步骤如下：①将集气瓶正放；②瓶中注 满水；③氧气从导管口 (填“a”或“b”)通入。 (4)某化学小组在学习氧气的实验室制法时，发现过氧化氢溶液在分解过程的反应速率与多个因 素有关，该小组进行如下探究。 ①探究催化剂的用量对过氧化氢分解速率的影响：装置乙中产生氧气的量利用压强传感器测出 (在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计)。写出装置乙中发生反 应的文字表达式： 。 如图丙所示为不同质量的二氧化锰与相同体 积的3%过氧化氢溶液混合的实验结果，从图丙中可以看出 ②影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂用量、溶液浓度外，请你再列举出影响化学反应速率的 一个因素： 22 >“答案与解析”见P106.(1)①铁架台②水槽③集气瓶(2)Aa (3)BD(或BE;或BF)(4)BC(或BF)(5)81.4% 〔解析)(1)题图甲中标号仪器的名称：①为铁架台；②为 水槽；③为集气瓶。(2)发生装置是由反应物状态和是否 需要加热决定的。过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件 下常温分解，故选固液常温型发生装置A:氧气密度比水的 小且不易溶于水，若用F装置装满水来收集氧气，则氧气 应该从a端通入。(3)加热高锰酸钾制取氧气要用固体加 热型发生装置，故选B:氧气密度比空气的大且不易溶于 水，收集装置可选D、E或F。(4)实验室用加热氯化铵和 氢氧化钙两种固体混合物的方法来制备氨气，发生装置选 用固体加热型装置B;氨气密度比空气的小，极易溶于水， 收集装置选用C或F。(5)设集气瓶的容积为V,开始时 集气瓶中装有占集气瓶容积80%的水，此时集气瓶中装有 占集气瓶容积20%的空气，则其中含有空气的体积为 0.2V,含有水的体积为0.8V;用排水法收集氧气后，集气 瓶中仍留有占集气瓶容积15%的水，现有水的体积为 0.15V,则此时其中含有的气体总体积为0.85V,排水收集 到的氧气的体积为0.65V,故此时气体中氧气的体积分数 为0.2VX216+0.65X100%≈81.4%。 0.85V 7.(1)能质量化学性质(2)能(3)生成25mL氧 气所需的时间二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比 淀粉好(4)取两支试管，分别加入20L3%的过氧化氢 溶液、20mL5%的过氧化氢溶液，再分别加入0.5g二氧 化锰，测量并记录反应生成25L氧气所需的时间（合理 答案均可) 〔解析)(1)向B中加入淀粉后产生大量能使带火星的木 条复燃的气体，而A中无明显现象，说明B中能较快产生 氧气，则淀粉能加快过氧化氢的分解速率：向B中重新加 入5mL5%过氧化氢溶液，又产生大量能使带火星的木条 复燃的气体，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣的质 量为αg,说明化学反应前后淀粉的化学性质和质量都不 变。(2)由(1)中分析可得出结论：淀粉能作过氧化氢分解 的催化剂。(3)该实验是对比淀粉与二氧化锰的催化效 果，均以生成25L氧气为准，说明待测数据是测定生成 25L氧气所需的时间，若x>y,说明相同条件下，淀粉催 化过氧化氢分解产生25mL氧气所需的时间要多于二氧 化锰，侧二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好 (4)若要验证过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率，那 么只需控制过氧化氢的浓度不同，其他的条件均相同，所 以可以取两支试管，分别加入20mL3%的过氧化氢溶液、 20mL5%的过氧化氢溶液，再分别加人0.5g二氧化锰， 测量并记录反应生成25ml氧气所需的时间。 方法归纳 某物质是否为某反应催化剂的确定 探究某种物质是否为某反应的催化剂，首先要通过 实验证明该物质能否增大（或减小）该反应的化学反应 速率，其次要分别通过实验验证反应前后该物质的质量 和化学性质有无改变。能增大（或减小）其他物质的化 学反应速率，且其本身质量和化学性质在化学反应前后 都没有改变的物质才是该反应的催化剂。 专题特训三有关催化剂的探究 1.B实验甲和乙中除了过氧化氢溶液的浓度不同外，其 他条件均相同，可探究H2O,溶液浓度对HO2分解速率 的影响，A说法正确。实验乙和丁中二氧化锰的量不同，过 氧化氢溶液的浓度也不同，不能进行对比，B说法错误。实 验甲和丙中除了温度不同外，其他条件均相同，可探究温 度对HO2分解速率的影响，C说法正确。对比实验甲和 丁，可探究MnO2对HO2分解速率的影响；对比实验甲 和丙，可探究温度对H2O2分解速率的影响，D说法正确。 2.(1)B(2)复燃0.2g(3)证明反应前后氧化铜的 化学性质不变(4)a、c(或b、d)(5)催化剂能改变反应 速率，但不能改变生成物质量，则最终生成氧气的质量相 同，体积相同 〔解析)(2)氧气能使带火星的木条复燃，则步骤③中可观 察到带火星的木条复燃。结论为氧化铜是过氧化氢分解 反应的催化剂，反应前后氧化铜的质量不变，则步骤⑥中， 氧化铜的质量仍为0.2g。(3)将烘干后的氧化铜再加入 过氧化氢溶液中，可证明反应前后氧化铜的化学性质不 变。(4)若想比较催化剂种类能影响反应速率，既可比较 产生等体积的氧气所需时间长短，也可比较相同时间内产 生氧气的体积多少，则可比较a、c点或b、d点。(5)催化 剂能改变反应速率，但不能改变生成物的质量，则最终生 成氧气的质量相同，体积相同，故完全反应后两个装置内 压强相同。 专题特训四氧气的性质及制取 1.A鱼类能在水中生活，只能说明水中溶解有一定量的 氧气，但实际上氧气不易溶于水，A错误；氧气能供给呼吸， 而潜水过程中人体需要氧气来维持呼吸，所以氧气可用于 潜水，B正确；将氧气通过低温加压可变为液氧，液氧为淡 蓝色，C正确：氧化反应是物质与氧发生的化学反应，自然 界中发生的燃烧是物质与氧气发生的剧烈氧化反应，动植 物的呼吸、金属的锈蚀是物质与氧气发生的缓慢氧化反 应，它们都属于氧化反应，D正确 2.C纳米铁粉和氧气反应生成四氧化三铁，该反应是由 两种物质生成一种物质，属于化合反应，A正确。铁燃烧 时放出大量的热，温度较高，锥形瓶中的水可防止生成的 高温熔化物溅落炸裂瓶底，B正确。纳米铁粉燃烧是剧烈 的氧化反应，而缓慢氧化是进行得很慢，甚至不容易被察 觉的氧化反应，所以纳米铁粉燃烧不是缓慢氧化，C错误。 纳米铁粉燃烧放热，使装置内气体受热膨胀，气球变大：反 应结后，温度降低，且氧气被消耗，装置内压强减小，气 球又变小，所以可观察到气球先变大后又变小，D正确。 3.D由图乙中氧气浓度的变化可知，空气中氧气的浓度 大约为20%，A正确；将氧气倒入倾倒室，一段时间后提起 隔板，MN段曲线快速上升，说明氧气密度比空气大，B正 确；25s后氧气的浓度急速下降，因此实验中“提起隔板” 操作对应时间点约在第25s,C正确；VP段氧气的浓度 逐渐喊小，蜡烛燃烧得越来越弱，最后P点时装置内氧气 的浓度与空气中氧气的浓度接近，因此蜡烛能维持正常 燃烧，D错误。 4.(①)二氧化硫四氧化三铁(2)磷十氧气点燃五氧化 二磷属于(3)化合(4)活泼 〔解析)(1)硫和氧气在点燃条件下反应生成的X是二氧 化硫；铁和氧气在点燃条件下反应生成的Z是四氧化三 铁。(2)反应④为红磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧 化二磷，该反应的文字表达式为磷十氧气点攀五氧化二磷， 该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应。(3)反 应③为铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁，该反 应是两种物质反应生成一种物质，符合“多变一”的特点， 属于化合反应。(4)由图可知氧气可以与多种物质发生反 应，所以说氧气的化学性质比较活泼。 5.D氯酸钾与高锰酸钾的混合物加热时，高锰酸钾首先 分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，然后在达到一定温度时， 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解为氯化钾和氧气。 由分析可知，a曲线代表高锰酸钾的质量变化，b曲线代表 氯酸钾的质量变化，A错误；t1min时高锰酸钾开始分解生 成氧气，t2min时氯酸钾开始分解生成氯化钾，c曲线代表 氯化钾的质量变化，B错误；t3min时氯酸钾和高锰酸钾均 完全分解，剩余固体物质有氯化钾、二氧化锰和锰酸钾三 种，C错误；t3min时氯酸钾和高锰酸钾均完全分解，生成 氧气的质量达到最大值，D正确。 6.D在图甲和图乙实验中，唯一的不同点是图乙中用冰 水共存物对气体进行了冷却，由图甲实验中木条未复燃， 而图乙中的木条复燃对比可知，甲中木条未复燃是因为加 热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，A说法正确；由 以上分析可知，图乙中冰水共存物的作用是将水蒸气冷 凝，B说法正确；图丙、丁中唯一的不同点是图丁中将反应 容器放人冷水中，温度低，反应速率平缓，图丙是在常温下， 反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，C说 法正确；图甲、丁中反应物的温度不同，无法证明加人催化 剂会影响化学反应速率，D说法错误。 7.(1)长颈漏斗(2)AF在试管口放一团棉花高锰 酸钾加热锰酸钾+二氧化锰十氧气导管口有连续均匀的 气泡冒出时没有预热就直接对固体部位加热（合理答案 均可)(3)可以控制反应速率将带火星的木条放在导 管口b处，若木条复燃，说明氧气已收集满b(4)①过 氧化氢二氧化锰水十氧气加人二氧化锰的质量越大，过 氧化氢分解速率越快②温度（合理答案均可） 〔解析)(2)实验室用高锰酸钾制取一瓶比较纯净的氧气， 该反应的反应物是固体，反应条件是加热：用排水法收集 的氧气较纯净，故可选用的装置组合是AF,装置A需要改 进的地方是应在试管口放一团棉花，目的是防止加热时固 体粉末随气流进人导管。高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、 二氧化锰和氧气。用排水法收集氧气时不能看到气泡就 收集，应等到导管口有连续、均匀的气泡放出时才能收集。 在实验过程中试管炸裂可能是没有预热就直接对固体部 位加热或加热时试管外壁有水等。(3)装置C可控制过氧 化氢溶液的滴加速率，从而控制反应速率，这是装置C的 优点。氧气的密度比空气大，若用装置E收集氧气，气体 应从导管口通入，空气从b口排出，氧气具有助燃性，检 验氧气收集满的方法为将带火星的木条放在导管口b处， 若木条复燃，说明氧气已收集满。因为氧气不易溶于水，装 置E可代替装置F,将集气瓶正放，并在瓶内注满水，氧气 从导管口b通入，将水从导管口a排出。(4)①装置乙中 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气；从图丙 中可以看出在其他实验条件相同的情况下，加入二氧化锰 的质量越大，过氧化氢分解速率越快。②影响过氧化氢分 解速率的因素除催化剂用量、溶液浓度外，还有试剂的接 触面积、温度等。 第4节水的组成和净化 第1课时水的组成 1.D氢气燃烧是指氢气与氧气在点燃条件下反应生成 水，根据化学反应前后元素种类不变，可得出水由氢元素 和氧元素组成，D不正确。 2.(1)直流正负(2)氧气带火星的小木条氢气 1:2氢元素和氧元素水通电氢气+氧气（③）氧气在 水中的溶解性比氢气强（或氧气与电极材料反应被消耗等