3.2 第2课时 过氧化氢制氧气工业制氧气-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(科粤版·新教材)

〔解析)(1)仪器①为试管；仪器②为水槽。(2)高锰酸钾 为固体且反应需要加热，所以应选择B作为发生装置，氧 气不易溶于水且不与水反应，用排水法收集的氧气较为纯 净，故应选E作为收集装置。(3)用装置D收集氧气时，导 管伸至接近集气瓶底部的原因是便于排尽集气瓶中的空 气；验满的方法为将带火星的木条放到集气瓶口，若木条 复燃，则证明氧气已收集满。(4)能用排水法收集氧气的 原因是氧气不易溶于水，且不与水发生反应。(5)设通入 氧气的体积为x,则通人空气的体积为100mL一x。由于 空气中的氧气约占空气体积的，则该瓶气体中氧气的体 x+(100 mL-x) 积分数约为一 100ml -×100%=40%,x= 25ml,通入氧气的体积和通人空气的体积比约为25ml: (100ml-25ml)=1:3。 方法归纳 气体发生装置和收集装置的选择 根据所用反应物的状态和反应条件来选择发生装 置，根据所制备气体的性质（在水中的溶解性、该气体的 密度和空气密度的相对大小、能否与水或空气中的成分 发生化学反应)来选择收集装置。用长颈漏斗时，必须 保证长颈漏斗的下端管口在液面以下，以防产生的气体 从长颈漏斗的下端管口逸出；用分液漏斗时，不需要保 证其下端管口在液面以下，只要关闭分液漏斗的活塞 即可。 第2课时过氧化氢制氧气工业制氧气 1.D过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧 气，高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰 和氧气，不用加催化剂，A错误；实验室用过氧化氢溶液制 氧气不需要加热，用固液常温型发生装置，用高锰酸钾制 氧气需要加热，用固体加热型发生装置，B、C错误：用过氧 化氢溶液制氧气和用高锰酸钾制氧气发生的反应都是分 解反应，D正确。 2.(1)一196~-183℃(2)熄灭(3)物理(4)混 合物 〔解析)(3)工业制氧气过程中没有新物质生成，属于物理 变化。(4)“工业液氧”中含有液态氧气、液态稀有气体等 多种物质，因此属于混合物。 3.B过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，装置内 压强增大，气球缩小，红墨水左移，故选项A正确、选项B 不正确。过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气和水， 文字表达式为过氧化氢二氧化锰水十氧气，故选项C正 确。二氧化锰是催化剂，可加快过氧化氢分解速率，但不 改变产生氧气的质量，故选项D正确。 4.B结合实验和曲线a、b分析，相同时间内曲线a(猪肝 块)的压强变化比曲线b(土豆块)大，说明反应速率更快， 所以两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块，故A错误： 从曲线a、b的变化可以看出，随着反应进行，压强先增大 后减小，说明反应过程中气体受热膨胀，所以过氧化氢分 解的反应是放热反应，故B正确：由图乙可知，30s时加猪 肝块催化的过氧化氢使装置内压强达到最大，说明加猪肝 块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s,故C 错误：30s时曲线α（猪肝块）的压强高于b(土豆块)，仅说 明土豆块催化速率较慢，相同时间内生成的氧气量较少， 放出的热量少，最终两者的压强相同，说明最终生成氧气 的体积相同，说明催化剂只改变化学反应速率，不改变生 成物的质量，故D错误。 5.(1)①铁架台②集气瓶(2)CD氯酸钾 二氧化锰氯化钾十氧气收集前集气瓶中未装满水（或未 加热 等气泡连续均匀冒出就开始收集)(3)可以控制反应速 率HO2 M0H,0+0,未发现大量气泡(4)b 〔解析)(3)A装置的注射器可以控制液体试剂的滴加，从 而控制反应速率；过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条 MnO, 件下反应生成氧气和水，符号表达式为HO。 HOH O2;二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂，可以加快反 应速率，若不加二氧化锰，则会导致过氧化氢几乎不分解， 因此几乎看不到气泡冒出。(4)氧气密度比水小且不易溶 于水，因此应从短导管通入。 6.(1)温度越高，过氧化氢的分解速率越大(2)①② (3)对比步骤⑤⑦可知，氧化铜加快了过氧化氢的分解；反 应后分离出氧化铜，通过称量比较得其质量不变；重复步 骤⑥⑦，氧化铜仍然能加快过氧化氢的分解(4)催化剂 的种类 〔解析)(1)实验③④控制的变量是温度，由题表可知，温 度越高，过氧化氢的分解速率越大。(2)若要说明过氧化 氢的分解速率与其溶液的浓度有关，则需控制的变量是过 氧化氢溶液的浓度，其他变量应该完全相同，观察题表中 数据可知是实验①②。(3)催化剂改变了化学反应的速 率，本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变。 氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂应该要体现三点：对比 步骤⑤⑦可知，氧化铜加快了过氧化氢的分解；反应后分 离出氧化铜，称量，得出其质量不变；重复步骤⑥⑦，氧化铜 仍然能加快过氧化氢的分解。(4)欲比较氧化铜和二氧化 锰对过氧化氢分解速率的影响，应该控制的变量为催化剂 的种类，其他条件完全相同。 方法归纳 某物质是否为某反应催化剂的确定 探究某物质是否为某反应的催化剂，首先要通过实 验验证该物质能否改变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。能改变其他物质的化学反应速率，且其本身 的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质 才是所指反应的催化剂。 专题特训三氧气的性质及制取 1.A鱼、虾等能在水中生存，说明水中溶有一定量的氧 气，但是不能确定溶解量，得不出氧气易溶于水的结论，事 实上氧气不易溶于水。 2.A硫粉燃烧生成有毒的二氧化硫气体，直接排放会污 染空气，装置中的水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空 气，故A错误；通人氧气，可观察到硫粉燃烧发出明亮的蓝 紫色火焰，故B正确；硫在氧气中燃烧，放热，气体受热膨 胀，压强增大，气孔的作用是平衡气压，防止温度过高、压 强过大，胶塞被顶开，故C正确；硫粉在空气中燃烧发出淡 蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，现象不 同的原因是氧气浓度不同，故D正确。 3.D若a处的粉末是木炭粉，加热木炭粉，能看到木炭粉 燃烧，但没有白烟产生，A错误：该实验不能证明二氧化锰 是过氧化氢分解的催化剂，若要证明它是催化剂，还需要 验证二氧化锰的质量和化学性质在化学反应前后不变，B 错误；推人过氧化氢溶液后，无须对准二氧化锰处加热就 能产生氧气，C错误：产生的氧气越多，a处燃烧越剧烈，因 此本实验可以得出氧气浓度越大，燃烧越剧烈的结论，D 正确 4(1)氧气浓度不同(2)不属于(3)红磷十氧气点燃 五氧化二磷(4)D 〔解析)(4)做铁丝在氧气中燃烧实验时，为保护眼睛，应 戴护目镜，故A选项不符合题意；可以用细沙代替集气瓶 底部的水，因为细沙能起到隔热作用，防止高温熔融物溅 落炸裂瓶底，故B选项不符合题意；铁丝在氧气中剧烈燃 烧，火星四射，生成黑色固体，放热，这是铁丝在氧气中燃 烧的典型现象，故C选项不符合题意；铁丝在空气中不能 燃烧，若将集气瓶内氧气换为空气，不能看到相同的现象， 故D选项符合题意 5.C甲瓶中下放线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接 触，促进反应发生，说法正确，故A不符合题意；氧气不易 溶于水，乙瓶中的水能增加氧气的湿度，说法正确，故B不 符合题意；甲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，由于有氧气生成，所以甲瓶内的气压增大， 而乙瓶内的气压也会因为氧气的进入和排出而发生变化， 而不是甲、乙瓶内气压均不变，说法错误，故C符合题意： 氧气不易溶于水，故乙瓶中的水还可以通过观察产生气泡 的速率监测产生氧气的流速，说法正确，故D不符合题意。 6.(1)铁架台(2)高锰酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十氧 气(3)在试管口放一团棉花(4)a(5)生成白色固体 (6)AD(或AF)(7)81.4% 〔解析)(2)实验室现有过氧化氢溶液、高锰酸钾、二氧化 锰，A装置为固体加热型发生装置，则应选用高锰酸钾制 取氧气，其原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸 钾、二氧化锰和氧气。(3)实验结束后发现水槽中的水呈 红色，是因为试管口没有放一团棉花，固体粉末通过导管 进人水槽并溶解在水中，则实验改进意见是在试管口放一 团棉花。(4)若选用F装置采用排空气法收集氧气，由于 氧气密度比空气大，所以气体应从a端导人。(5)镁条燃 烧时，发光、放热、生成白色固体，生成白色固体说明发生了 化学变化。(6)实验室用加热氯化按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 A;氨气密度比空气小，极易溶于水，收集装置选用D或F。 (7)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,用排水法收集的氧气的体积为0.8V一 0.15V=0.65V,故此时集气瓶内气体中氧气的体积分数为 0.2V×21%+0.65y×100%≈81.4%。 0.85V 专题特训四有关催化剂的探究 1.C催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加生成物 的质量，故选项A说法错误。很多化学反应没有催化剂也 能发生，如过氧化氢在常温下也能缓慢分解，故选项B说 法错误。催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，故 选项C说法正确。二氧化锰不是所有反应的催化剂，它只 是某些特定反应（如过氧化氢分解、氯酸钾分解等）的催化 剂，其他物质也可以作催化剂，故选项D说法错误。 2.(1)0.08g(2)无关(3)D 〔解析)(1)从图乙可见，0.04gMnO2作催化剂时生成氧 气速度偏慢；0.12gMO2作催化剂时虽速度更快但试剂 用量明显偏大，不利于节约试剂。综合“反应速率”和“节约 试剂”两方面因素，最佳用量应为0.08g。(2)氧气的最终 产量决定于过氧化氢的实际用量，而与MnO2的用量无 关。(3)由图丁可知，加入二氧化锰时瓶内压强变化比加 入氧化铜时快，说明二氧化锰催化下过氧化氢分解产生氧拔尖特训·化学（科粤版）九年级上 第2课时 过氧化氢制氧气工业制氧气 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基◆ 1.实验室用过氧化氢溶液制氧气和用高锰酸钾制氧气相比较，下列说法中，正确的是 ()》 A.反应都需要使用催化剂 B.反应都不需要加热 C.可以用相同的发生装置 D.基本反应类型都是分解反应 2.「2024朝阳段考]空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图： 氮气 空气 净化洁净的加压液态操作1 除尘空气降温空气 充入氧 气钢瓶 (第2题图) 查阅资料：常温下，液氧的沸点是一183℃，液氮的沸点是一196℃。 (1)操作1的名称是蒸发，要将氮气与氧气分离，温度应控制的范围是 (2)如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器口，观察到的现象是木条 (填“熄 灭”或“燃烧更旺”)。 (3)工业制氧气属于 (填“物理”或“化学”)变化。 (4)储存在蓝色钢瓶中的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能◆ 3.[2025咸阳兴平期中]如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下发生反应。下列有关说法不正 确的是 () A.挤入过氧化氢溶液后，气球缩小，红墨水左移 B.挤入过氧化氢溶液后，气球胀大，红墨水右移 C.该反应的文字表达式为过氧化氢二氧化气氧气十水 D.二氧化锰可以加快过氧化氢的分解，但不改变产生氧气的质量 -·猪肝块 一土豆块 传感器 数据 红墨水 采集器 过氧化氢 过氧化氢 算 101 充气 溶液 稀溶液 机 03065120 气球 催化剂 时间/s 二氧化锰 甲 (第3题图) (第4题图) 4.新势数字化实验兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大 小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10L相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用 传感器测量装置中压强的变化，如图乙中曲线α、b所示。下列说法正确的是 () A.两种催化剂中催化效率更高的是土豆块 B.后期压强减小说明过氧化氢分解是放热反应 C.加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s D.30s时曲线α的压强高于b,说明催化剂可以改变生成物的质量 36 第三单元维持生命的物质——氧气、水 5.[2025乌兰察布校级期中改编]下图是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题： 注射器 第5题图) (1)写出指定仪器的名称：① ,② (2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的方法，制取并收集较纯净的氧气，应选择的装置 组合为 (填字母，A~D中选择)，反应的文字表达式为 若用 该方法收集的氧气中仍混有少量空气，原因可能是 (写出1条即可). (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，与B相比，选用A为发生装置的优点是 ,该反应的符号表达式是 :若制取时忘记加二氧化锰， 看到的现象为 (4)如果用图E所示装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入。 门三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 6.*学习了“二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用”的知识后，某兴趣小组的同学进行了 有关过氧化氢分解反应的再探究。 探究一：影响过氧化氢分解速率的因素有哪些？ 该小组的同学做了四个实验，实验数据如表。 实验序号 ① ② ③ ④ 0.2g氧化铜 带火星 带火星 过氧化氢溶液的浓度/% 5 15 30 的木条 30 的木条 过氧化氢溶液的体积/mL 1 1 5 5 过氧化 过滤 温度/℃ 20 20 35 55 氢溶液泻 二氧化锰的质量/g 0.1 0.1 0 0 ⑤ ⑥ ⑦ 收集氧气的体积/mL 4 重复步骤⑥⑦称量，烘 一固体 反应时间 16s 6s 98 min 20 min (第6题图) (1)对比实验③④，可得出过氧化氢分速率与温度的关系：当过氧化氢溶液的体积和浓度等其 他条件相同时， 0 (2)能说明过氧化氢的分解速率与其浓度有关的实验是 (填实验序号)。 探究二：其他金属氧化物能否起到类似二氧化锰的催化作用？ 该小组的同学用天平称取0.2g氧化铜，用量简量取5L5%的过氧化氢溶液，进行如图实验 (⑤~⑦代表实验操作步骤)。 (3)该小组的同学通过上述实验得出结论：氧化铜可作过氧化氢分解的催化剂，支持该结论的实 验依据是 (4)欲比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响，实验时需要控制的变量为 ●“答案与解析”见P18 37