第二单元 课题3 第1课时 实验室制取氧气的反应原理 分解反应-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(人教版·新教材)

拔尖特训·化学（人教版）九年级上 课题3制取氧气 第1课时实验室制取氧气的 反应原理分解反应 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基◆ 1.舒青境科技成就我国科学家闵恩泽院士在石油化工催化剂方面有突出贡献，下列关于催化剂的 说法，正确的是 A.催化剂能增加生成物的质量 B.催化剂能改变化学反应速率 C.化学反应前后，催化剂的性质发生了变化D.所有化学反应都需要催化剂 2.[2025淄博临淄期中]下列反应中，属于分解反应的是 A.镁十氧气点楼氧化镁 B.碳酸钙商退氧化钙十二氧化碳 C.氢气十氧气点楼水 D.蜡烛十氧气点感二氧化碳十水 3.[2024枣庄段考]在进行实验室制取和收集氧气的过程中，下列做法中，不正确的是 A.选择装置①或②作为氧气的发生装置 B.选择装置③或④作为氧气的收集装置 C.装置④要等到导管口连续均匀冒出气泡时再收集 D.若将装置①中的长颈漏斗改为分液漏斗，则分液漏斗 (② ③ 下端管口也必须插人液面以下 (第3题图) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.[2025盐城期中]某同学加热一定量的高锰酸钾制取氧气，并绘制如图所示的 0 图像。下列说法中，不正确的是 ) A.Oa段表示升温阶段，反应尚未开始 B.在α点和c点时，二氧化锰的质量相同 a C.b点时，试管中共包含三种固体物质 0加热时间/mn D.d点时，固体物质中无高锰酸钾 (第4题图) 5.[2025泰州海陵段考]在容积为250mL的集气瓶内装入一定量的水（如图），将集气瓶 放入水槽中，用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻 拔尖微课 璃片后，将集气瓶移出水槽并正放在桌上。然后将两根带火星的木条分别伸入两个集 气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。空气中氧气的体积分数约为21%。下列说法 中，错误的是 ( A.能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净 空 空气 氧气 氧气 的氧气 子75mL f100 mL B.能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水 步水 进水 且不与水反应 ① ② (第5题图)》 C.图①实验后，集气瓶内氧气的体积分数约 为30% D.图②实验后，集气瓶内氧气的体积分数约为52.6% 18 第二单元空气和氧气 6.[2025海南期中]化学是一门以实验为基础的学科，如图所示为实验室制取与收集气体的装置图， 据此回答有关问题。 无纺 56 固体时布包 试剂国液体 图试剂 C (第6题图) (1)仪器Ⅱ的名称是 (2)实验室利用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，应选择的发生装置是 (填序号)。 (3)相比于B装置，C装置（用软塑料管自制的气体发生装置）除了装置简单、试剂用量少和取材 环保的优点外，还具有的优点是 (4)若想要收集氧气并测量所得氧气体积，从图中选择合适的装置并正确连接：发生装置导管→ (填序号)。 道三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维 7.*[2025厦门期中]某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液的分解速率 加快。对于此现象，该小组同学进行了如下探究： 【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂？ 【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】(1)请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 结论及解释 ag淀粉 产生的气体是氧气，淀粉 A中无明显现象，B中产生大量能 (填“能”或“不能”)加快过氧化氢 5mL5%的过 使带火星的木条复燃的气体 氧化氢溶液 的分解速率 B Ⅱ.向B中重新加入5mL5%的 ①又产生大量能使带火星的木条 淀粉的 和 过氧化氢溶液，反应停止后过滤、 复燃的气体； 在化学反应前后均没有发生变化 洗涤、干燥、称量滤渣 ②滤渣的质量为ag 【得出结论】(2)淀粉 (填“能”或“不能”)作过氧化氢分解的催化剂 【实验拓展】(3)该小组继续设计实验对比淀粉与二氧化锰的催化效果，均以生成25L氧气为 准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据如表所示 编号 3%的过氧化氢溶液的体积 其他物质的质量 待测数据 Ⅲ 20 mI. 淀粉0.5g W 20 ml 二氧化锰0.5g 上述实验中“待测数据”是指 ,若x>y,则可得出的结论是 (4)某同学认为，过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率，请你设计一个实验方案证明他的猜想： 》“答案与解析”见P9 19[解析〕【实验内容一】这瓶气体中氧气的总体积为 250mL×60%=150mL,氮气的体积约为250mL 150mL=100ml,空气的体积约为100mL-125mL,所以 4 5 原集气瓶中预先装入水的体积约为250mL一125mL= 125mL。【结论二】随着铁丝中含碳量的升高，铁丝燃烧产 生的火星越多，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象可能和 碳的燃烧反应有关。 课题3制取氧气 第1课时实验室制取氧气的反应原理分解反应 1.B催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加生成物 的质量，A错误，B正确；化学反应前后催化剂的质量和化 学性质不变，C错误；不是所有的化学反应都需要催化剂， 如高锰酸钾分解制取氧气，不需要加催化剂，D错误。 2.B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。A中反应符合“多变一”的特征，属于化 合反应。B中反应符合“一变多”的特征，属于分解反应。C 中反应符合“多变一”的特征，属于化合反应。D中反应的 反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应。 3.D实验室可以采用固液不加热发生装置和固体加热发 生装置来制备氧气，所以可以选择①或②作为氧气的发生 装置，A正确；氧气的密度比空气大，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，所以可选③或 ④作为氧气的收集装置，B正确；排水法收集气体时，为了 避免装置内受热逸出的空气被收集，因此需要等到导管口 连续均匀冒出气泡时再收集，C正确：分液漏斗带有活塞开 关，可以通过关闭活塞开关达到密闭状态，因此不需要插 入液面以下，D错误。 4.B高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰 和氧气，加热到一定温度时，高锰酸钾才能分解，因此O 段表示升温阶段，此时反应尚未开始，A正确；a点时反应 开始进行，c点时高锰酸钾恰好完全分解，则在a点和c点 时，二氧化锰的质量不同，B错误；b点时，高锰酸钾没有分 解完全，试管中共包含高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰三种固 体物质，C正确：c点时高锰酸钾恰好完全分解，d点时，固 体物质中无高锰酸钾，D正确。 5.C题图②集气瓶中收集到的氧气中混有部分空气，木 条能复燃，说明能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是 纯净的氧气，A正确；能用排水法收集氧气，是因为氧气不 易溶于水且不与水反应，B正确；空气中氧气的体积分数约 为21%，题图①实验中，集气瓶内开始有75l的水，则有 250mL一75ml=175mL的空气，该部分空气中氧气的体 积为175mL×21%=36.75mL,所以收集完成时氧气的体 积分数约为5m,+3675m×100%=44.7%,C错误： 250mL 题图②实验中，收集完成时集气瓶内氧气的体积分数约为 100mL+(250-100)mLX21%×100%=52.6%,D正确。 250m 6.(1)水槽(2)B(或C)(3)可以控制反应的发生与停 止(4)⑥⑤→⑦ 〔解析)(2)用过氧化氢制取氧气应选择固液常温型发生 装置，即B或C。(3)C装置通过使固体与液体接触与分 离，控制反应的发生与停止。(4)要收集氧气并测量所得 氧气体积，氧气应从盛满水的多功能瓶的短导管通人，长 导管一端连接量筒，排出水的体积即为所得氧气体积。 7.(1)能化学性质质量(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20mL3%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25mL氧气所需的时间 (合理答案均可) C解析)(1)由I中实验向B中加人淀粉后产生大量能使 带火星的木条复燃的气体，说明有氧气生成，淀粉能加快 过氧化氢的分解速率；由Ⅱ中实验步骤和实验现象可知， 向B中重新加入5mL5%的过氧化氢溶液，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，因此可得出结论：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25mL氧气为准，说明待测数据是测定生成 25mL氧气所需的时间，若x>y,说明相同条件下，淀粉催 化过氧化氢溶液分解产生25L氧气所需的时间要多于 二氧化锰，则二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉 好。(4)如果要验证过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速 率，那么只需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，分别加人20mL3%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」 第2课时实验室制取氧气氧气的工业制法 1.C高锰酸钾制氧气时应选择固体加热型发生装置，不 需要用长颈漏斗，且图示检查装置气密性的方法中长颈漏 斗与外界相通，没有形成密闭体系，A错误：用排水法收集 氧气时，当观察到集气瓶口有大气泡向外冒出时，应先在 水面下用玻璃片盖上集气瓶，再将集气瓶移出水面，B错 误：氧气具有助燃性，氧气验满时应将带有火星的木条放 在集气瓶口，若观察到木条复燃，证明氧气已集满，C正确； 氧气的密度比空气大，收集满氧气的集气瓶应瓶口向上放 置于桌面上，且瓶口用玻璃片盖住，D错误。 2.C用排水法收集氧气时，导管口刚冒出气泡就开始收 集，会使收集的氧气中含有原试管内的空气，从而导致制 得的氧气不纯 3.(1)一196℃-183℃(2)熄灭(3)物理 (4)混合物 〔解析)(1)液氧的沸点是一183℃，液氮的沸点是 一196℃，操作1的名称是蒸发，要达到将氮气与氧气分离 的目的，温度应控制的范围为一196℃~一183℃。(2)由 于液氮的沸点低于液氧的沸点，因此氮气首先汽化，氮气 不支持燃烧，如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器 口，那么观察到的现象是木条熄灭。(3)工业制氧气的过 程中没有新物质生成，属于物理变化。(4)储存在蓝色钢 瓶中的“工业液氧”中含有液氧、液态稀有气体等多种物 质，属于混合物。 4.A试管中棉花的作用为防止加热时粉末状物质进入 导管，堵塞导管，直立型装置中试管直立，粉末不易进人 导管中，与冷凝水回流无关，A错误；由表格中收集一瓶 气体所需时间可知，直立型装置比传统型装置效率更高， B正确；用排水法收集氧气，选用直立型装置进行实验，结 束后应先将导管从水槽中移出，以防水槽中的水倒吸，使 试管炸裂，C正确；在传统型装置中，由于部分高锰酸钾粉 末被吹到了试管口，未发生分解，因此反应生成氧气的总 体积小，D正确。 5.D制取干燥的氧气，并测定产生氧气的体积，应该将装 置甲与装置丁连接，A错误：没有二氧化锰时，过氧化氢仍 然能够分解生成水和氧气，只是反应速率慢一些，B错误； 若用装置丙收集氧气，验满的方法是把带有火星的木条放 在集气瓶口，若带有火星的木条复燃，则说明已经收集满， C错误；若用装置丁测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有 的空气对测量结果无影响，则排入量简中的水的体积即为 收集的氧气体积，D正确。 6.()锰酸钾(2)催化作用(3)硫+氧气点然二氧化 硫 吸收二氧化硫，防止空气污染(4)铁十氧气点燃四 氧化三铁能 〔解析)有A~H八种常见物质，D为黑色粉末，E为液体 混合物，通常状况下F为无色液体，反应②前后都有D,则 D为反应的催化剂，反应为过氧化氢在二氧化锰作催化剂 的条件下分解，生成水和氧气，则E为过氧化氢溶液，F为 水，B为氧气，D为二氧化锰；A是暗紫色固体，能生成氧 气和二氧化锰，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰 和氧气，故A为高锰酸钾，C为锰酸钾。(1)由分析可知， C为锰酸钾。(2)D为二氧化锰，反应②为过氧化氢在二 氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，二氧化锰 是反应的催化剂，起催化作用。(3)若反应③火焰呈蓝紫 色，则为硫在氧气中燃烧，硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火 焰，生成二氧化硫，文字表达式为硫十氧气点燃二氧化硫： 二氧化硫有毒，集气瓶底部放水，能吸收二氧化硫，防止 其污染空气。(4)若G是一种金属，H是一种黑色固体， 则该反应为铁在氧气中燃烧生成黑色固体四氧化三铁， 反应的文字表达式是铁+氧气点燃四氧化三铁：实验时集 气瓶底部的水是为了防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶 底，能用细沙代替。 7.(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，若用装置F装满水来收集氧气，则氧气 应该从a端通人。(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