人教版九年级化学同步备课 2.3.2 制取氧气（2）【课后作业】（解析版）

答案与解析见末尾1．催化剂是影响化学变化的因素之一。下列有关于催化剂说法正确的是A．催化剂只能加快化学反应速率B．催化剂可以增加产物的质量C．在化学反应前后催化剂性质不发生改变D．在化学反应前后催化剂质量不发生改变2．2021年10月6日，德国科学家BenjaminLise和美国科学家DavidW。C．MacMillan因“在不对称有机催化方面的发展”，被授予2021年诺贝尔化学奖。下列有关催化剂的叙述正确的是A．二氧化锰是所有反应的催化剂B．加入二氧化锰能使过氧化氢分解放出的氧气总量增加C．要使过氧化氢分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则反应就不能发生D．催化剂能改变化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都不变3．下列有关催化剂的说法正确的是A．催化剂必定加快反应速率 B．过氧化氢分解的反应中加入催化剂可使氧气质量增加C．没有催化剂就不能进行化学反应 D．催化剂在反应前后质量不变4．小强在用氯酸钾制取氧气时，误把高锰酸钾当作二氧化锰加入了。下列对该实验的分析不正确的是A．生成氧气的速率加快了 B．产生的氧气质量增加了C．反应中高锰酸钾起催化作用 D．最后得到的固体是混合物5．实验室加热氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，二氧化锰的质量和化学性质在反应前后都不变。则二氧化锰在该反应中是A．反应物 B．生成物 C．消毒剂 D．催化剂6．某兴趣小组对KC1O3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图所示的装置完成表中的实验。结合数据分析，下列有关说法错误的是编号KCIO3质量/g催化剂催化剂质量/g收集50mLO2所需时间/s实验15一一171实验25MnO20.549实验35KCI0.5154A．实验1的目的是作对照实验B．由实验1和实验3，可知KCI在该反应中具有催化作用C．MnO2在该反应中的催化效果比KCl的好D．用MnO2作催化剂能够增加氧气的产量7．实验室用一定质量的过氧化氢和二氧化锰混合物制氧气，反应前后二氧化锰的质量A．变小 B．变大 C．不变 D．不能确定8．因此将CO2转化为O2，不仅有科学意义也有重要的实用价值。据科学文献报道，NiFe2O4在一定条件下既能促进CO2分解又可重复使用。NiFe2O4在此反应中是A．粘合剂 B．制冷剂 C．防腐剂 D．催化剂9．用浓度和质量都相等的a、b两份过氧化氢溶液（含质量相等）分别制取氧气，a中加入少量二氧化锰，b中不加。当a、b均完全反应后，测得生成氧气的质量与反应时间关系如下图所示，其中正确的是A． B． C． D．10．下列不属于化合反应，属于氧化反应的是A． B．C． D．11．下列表示的是化合反应的是A．碳酸钙氧化钙+二氧化碳 B．石蜡+氧气二氧化碳+水C．过氧化氢水+氧气 D．镁+氧气氧化镁12．下列有关“一定”和“不一定”的说法中不正确的是A．化学反应前后质量不变的物质一定是催化剂B．氧化反应不一定是化合反应C．物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应D．氧化反应不一定有明显现象13．下列有关催化剂的说法正确的是A．催化剂在化学反应前后的质量和物理性质不改变B．催化剂只能加快化学反应的速率C．二氧化锰只能作催化剂D．同一个化学反应可以有多种催化剂14．下列对催化剂的描述，正确的是A．任何反应都需要催化剂 B．催化剂在反应前后本身的性质不变但质量会变化C．催化剂可以增加生成物的质量 D．某些化学反应可以有多种催化剂15．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。利用太阳能进行热化学硫碘循环法分解水的反应过程主要涉及如下三步反应：①SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI②2HI→H2+I2③2H2SO4→2SO2+O2+2H2O(1)反应①中保持I2过量，产物溶液分为两层：含低浓度I2的硫酸层和高浓度I2的HI层。已知碘盐的溶解性与盐酸盐类似，鉴别两层溶液的化学方法是__________。(2)在上述循环过程中，可以看做水分解的催化剂的物质是________。(3)从理论上讲，使用热化学硫碘循环法，1molH2O能制氢气_____mol。(4)相比电解法，该热化学循环制氢的优点有_______（任写一点）。16．某小组对H2O2溶液制取氧气进行了如下探究：（探究一）：探究不同催化剂对H2O2分解快慢的影响。该小组采用如图1所示装置进行实验，实验选用下表中的催化剂与H2O2溶液反应，在C框中连接导管和量筒，并测量相关数据，经计算后的数据如下表：催化剂种类气体产生速率（mL/s）二氧化锰3.5氧化铜4.5活性炭5.8(1)H2O2溶液制取氧气的反应方程式是_____，为精确测定排出水的体积，C框内应选用的装置为_____（选填“C1”或“C2”）。(2)实验中，可以通过测定_____（选填字母）进行探究。A．相同时间产生氧气的体积B．产生相同体积氧气所需时间C．产生氧气的总质量D．产生氧气的总体积(3)从实验数据可知：相同条件上表中催化剂的催化效果最好的是_____。（探究二）：探究H2O2溶液浓度对分解速率的影响按如图2装置进行实验：水浴温度控制在18℃，在250mL三颈瓶中加入MnO2均为0.5g，在恒压漏斗中加入不同浓度的H2O2溶液各5mL分别进行实验。数字传感器数据绘制图像如图3、图4所示。(4)由图3知道：过氧化氢分解时会有热量_____（选填“放出”或“吸收”）。(5)由图4知道：H2O2溶液分解反应速率与_____有关，以10%H2O2溶液为例，约30s后三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是_____。17．写出下列反应的文字表达式：(1)铁丝在氧气中燃烧___________；(2)甲烷燃烧生成水和二氧化碳___________；(3)过氧化氢制氧气___________；(4)氯酸钾受热分解___________；(5)镁带在空气中燃烧___________；(6)上述反应中，属于化合反应的是______，属于分解反应的是______，属于氧化反应的是______。【填序号】18．小佳阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜、氧化铁等物质作催化剂。于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些？【设计实验】小佳以相同的反应时间（60秒）为标准，设计了下列几组实验。序号KClO3其它物质的质量温度收集氧气的体积反应时间①3.0g无300℃V160s②3.0g氧化铜0.8g300℃V260s③3.0g二氧化锰0.8g300℃V360s④3.0g二氧化锰_____g350℃V460s(1)若V1___________V2（填“>”、“=”、“<”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后氧化铜的___________和___________不变。(2)你认为小佳设计实验③和实验②对比的目的是___________。(3)实验④中二氧化锰的质量为___________g，若V3<V4，则化学反应快慢与温度的关系是___________。(4)请写出实验室中氯酸钾制取氧气反应的文字表达式___________。19．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。【提出问题】二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用量对反应速率是否有影响？【设计实验】(1)实验装置如图1所示，该发生装置中使用分液漏斗的优点是___________。【实验记录】采用不同量二氧化锰粉末做催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中：过氧化氢溶液的体积（mL）过氧化氢溶液的浓度MnO2的质量（g）测量数据（mL）Ⅰ305%0.1Ⅱ305%0.2Ⅲ305%0.3【实验分析】(2)该反应的符号表达式是___________。(3)上述实验应该测定的“待测数据（mL）”可能是___________。(4)本实验中，测定“待测数据”的装置（图1中方框内）应从图2中选择___________（填序号）装置。(5)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据”更___________（填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快。【实验反思】(6)除了上述因素会影响过氧化氢的反应速率外，___________（写一种）也会影响过氧化氢的分解反应速率。20．O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：(1)KMnO4分解法：该反应的化学方程式为___________。(2)H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________。(3)可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质。21．化学研究小组在开展了“过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”之后，又进行了“寻找新的催化剂”的探究实验。【提出问题1】寻找“氧化铁能否用于过氧化氢溶液分解的催化剂”的证据？如果能，它的催化效果如何？【实验设计1】实验现象I、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液于A、B两支试管中，向A中加入a克氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中伸入带火星的木条，观察现象，A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管中无明显现象Ⅱ、将“实验I”中A试管的剩余物质分离，将所得固体进行洗涤、干燥、称量所得固体质量为a克Ⅲ、将“实验IⅡ”得到的固体放入盛有5毫升5%的过氧化氢溶液的试管中，向试管中伸入带火星的木条有气泡冒出，带火星的木条复燃IV、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入a克氧化铁粉末，向D试管中加入a克二氧化锰粉末【实验结论】(1)A中产生的气体是______。(2)氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂，寻找该结论的证据主要是设计了实验______（选填I、Ⅱ、I或IV）展开的。【实验评价】(3)设计实验Ⅲ的目的是_____。【资料信息】过氧化氢分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作为催化剂【提出问题2】氧化铜（黑色粉末）是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰效果更好？【设计实验2】某同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。实验序号氯酸钾质量其他物质质量待测数据①1.2克X②1.2克氧化铜0.5克Y③m二氧化锰0.5克Z(4)写出氯酸钾在二氧化锰的催化作用下发生反应的符号表达式：_________。(5)上述实验应测量的“待测数据”是指________。(6)若实验②比实验①的“待测数据”更_________（填“大”、“小”、“不确定”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，表中“m”的数值应该为_______。(7)将实验②反应后的固体经过过滤、洗涤、干燥处理后，称量得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入_____（简述操作）。【评价设计】(8)你认为该小组同学设计实验③和实验②对比的目的是_______。参考答案与解析1．D【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，包括加快和减慢。错误。B、催化剂不会改变产物的质量，错误。C、在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变，但物理性质可能发生改变，错误。D、在化学反应前后催化剂质量不发生改变，正确。故选D。2．D【解析】A、二氧化锰只是某些反应的催化剂，并不是所有反应的催化剂，说法不正确；B、催化剂能改变化学反应速率，加入二氧化锰能使氢酸钾加热分解的速率加快，但放出的氧气总量不变，说法不正确；C、过氧化氢能分解产生氧气，只是比较慢，加入二氧化锰其分解速率会加快，说法不正确；D、催化制的特点是能改变化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都不变，说法正确。故选D。3．D【解析】A.催化剂改变反应速率，可以加快也有些是减慢反应速率，故A不正确；

B.过氧化氢分解的反应中加入催化剂不可使氧气质量增加，只能加快反应速率，故B不正确；C.化学反应并不一定需要催化剂，如高锰酸钾加热就可以发生反应，故C不正确；D.催化剂在反应前后质量不变，故D正确。故选：D。4．C【解析】A、高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成的二氧化锰可以做氯酸钾在加热条件下反应的催化剂，生成氧气的速率加快了，说法正确；B、用氯酸钾制取氧气时，误把高锰酸钾当作二氧化锰加入，高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，生成氧气的质量增加，说法正确；C、反应中高锰酸钾不起催化作用，高锰酸钾加热生成的二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，说法错误；D、高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾和氧气，剩余固体：锰酸钾、二氧化锰和氯化钾，最后得到的固体是混合物，说法正确；答案：C。5．D【解析】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做催化剂。实验室加热氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，二氧化锰的质量和化学性质在反应前后都不变，说明二氧化锰不是反应物和生成物，应是催化剂，D项正确。故选D。6．D【解析】本题考查通过控制变量实验法探究不同催化剂对化学反应速度的影响；A、实验1未加任何催化剂与实验2、3形成对照，故正确；B、对比实验1、3可知，加入KCl后收集到50ml氧气的时间明显变短，说明KCI在该反应中具有催化作用，故正确；C、对比实验2、3可知，加入MnO2收集到50ml氧气的时间明显比加入KCI变短，说明MnO2在该反应中的催化效果比KCl的好，故正确；D、MnO2作为催化剂在化学反应中只起到加快化学反应速率的作用，不能增加氧气的产量，故错误；【点睛】对比分析图标中的数据是解题的关键；7．C【解析】在实验室用一定质量的过氧化氢和二氧化锰混合物制氧气的反应中，二氧化锰作为催化剂，起催化作用，在反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不会发生变化。故答案选C。8．D【解析】NiFe2O4在一定条件下既能促进CO2分解又可重复使用，说明NiFezO4是将二氧化碳转化为氧气，而没有和二氧化碳反应，故NiFe2O4不是反应物，NiFezO4起到催化剂的作用，是催化剂。A．NiFe2O4在该过程中作催化剂，不是粘合剂,故选项错误;B.．NiFe2O4在该过程中作催化剂，不是制冷剂，故选项错误；C.．NiFe2O4在该过程中作催化剂，不是防腐剂,故选项错误;D.．NiFe2O4在该过程中作催化剂，故选项正确。故选：D。9．C【解析】浓度、质量都相等的两份过氧化氢溶液完全反应后，生成氧气的质量相等，二氧化锰是过氧化氢分解反应中的催化剂，催化剂只改变反应速率，而不改变生成物的质量和种类；a中加入少量二氧化锰，反应速率快，故选C。10．C【解析】化合反应：两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，其特点可总结为“多变一”；物质与氧发生的化学反应是氧化反应；据此进行分析判断。A、木炭和氧气燃烧生成二氧化碳，有氧气参加反应，且是两种物质生成一种物质，属于化合反应，故选项错误；B、铝和氧气燃烧生成氧化铝，有氧气参加反应，且是两种物质生成一种物质，属于化合反应，故选项错误；C、石蜡和氧气点燃生成水和二氧化碳，有氧气参加反应，属于氧化反应，但是是由两种物质生成另外两种物质，不属于化合反应，故选项正确；D、氧化汞点燃分解生成汞和氧气，是由一种物质生成两种物质，属于分解反应，故选项错误。故选：C。11．D【解析】A、碳酸钙受热生成氧化钙和二氧化碳，一种物质变成多种物质，属于分解反应，选项A不符合题意；B、石蜡和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，化合物与单质反应生成两种化合物，不属于四大基本反应类型，选项B不符合题意；C、双氧水在二氧化锰作用下生成水和氧气，一种物质变成两种物质，属于分解反应，选项C不符合题意；D、镁和氧气反应生成氧化镁，两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，选项D符合题意。故选：D。12．A【解析】A、催化剂能改变化学反应速率，且化学反应前后，其质量和化学性质不变，化学反应前后，质量不变的物质不一定是催化剂，还可能是不参与反应的杂质，符合题意；B、氧化反应不一定是化合反应，如甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，是物质与氧气的反应，属于氧化反应，但是生成物有两种，不属于化合反应，不符合题意；C、物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应，不符合题意；D、氧化反应不一定有明显现象，如缓慢氧化，不符合题意。故选A。13．D【解析】A.由催化剂的概念可知，化学反应前后催化剂的质量和化学性质均不改变，错误；B.有的催化剂能够加快反应速率，有的催化剂能够减慢反应速率，错误；C.二氧化锰既可以作催化剂，也可以作反应物和生成物，错误；D.同一个化学反应可以有多种催化剂，例如氧化铜、氧化铁和二氧化锰都可以用作过氧化氢分解的催化剂，正确；故选D。14．D【解析】A、并不是所有的化学反应都需要催化剂，如铁生锈作用，不需要使用催化剂，故选项说法错误。B、催化剂在反应前后本身的质量不变，故选项说法错误。C、催化剂可以改变反应的速率，可能是加快也可能是减慢，不能增加或减少生成物的质量，故选项说法错误。D、某些化学反应可以有多种催化剂，二氧化锰、硫酸铜溶液、红砖粉末等对过氧化氢的分解也具有催化作用，故选项说法正确。故选D。【点睛】催化剂可以改变反应的速率，可能是加快也可能是减慢，不能增加或减少生成物的质量。15．(1)加硝酸银生成沉淀，说明是高浓度I2的HI层(2)I2、SO2(3)1(4)利用太阳能，能耗少，污染小（合理即可）【解析】(1)碘盐的溶解性与盐酸盐类似，所以碘化银是沉淀，HI和硝酸银生成沉淀，加硝酸银生成沉淀，说明是高浓度I2的HI层，故填：加硝酸银生成沉淀，说明是高浓度I2的HI层。(2)二氧化硫和碘单质，既是反应物又是生成物，反应前后质量和化学性质没变，可以看做水分解的催化剂，故填：I2、SO2。(3)1molH2O分子中含有2mol氢原子，可以生成1mol氢气，故填：1。(4)相比电解法，该热化学循环制氢的优点有节省电能或利用太阳能，能耗少，污染小，故填：利用太阳能，能耗少，污染小（合理即可）。16．(1)

C1(2)AB(3)活性炭(4)放热(5)浓度

反应停止，不再产生气体，温度降低【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：，为精确测定排出水的体积，C框内应选用的装置为C1，是因为该装置导管口在量筒上部；(2)A.相同时间产生氧气的体积越大，说明反应速率越快；B.产生相同体积氧气所需时间越短，说明反应速率越快；C.产生氧气的总质量，不能比较反应速率快慢；D.产生氧气的总体积，不能比较反应速率快慢，故选：AB；(3)从实验数据可知：相同条件上表中催化剂的催化效果最好的是活性炭，是因为利用活性炭作催化剂时，反应速率最快；(4)由图3知道：过氧化氢分解时会有热量放出，是因为随着反应进行，温度升高；(5)由图4知道：相同时间内过氧化氢浓度越高生成气体越多，可知H2O2溶液分解反应速率与浓度有关，以10%H2O2溶液为例，约30s后三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是反应停止，不再产生气体，温度降低。17．(1)(2)(3)(4)(5)(6)

（1）（5）（3）（4）

（1）（2）（5）【解析】根据反应物、生成物、反应条件可以书写反应的文字表达式，再根据反应特征确定反应类型。(1)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式：(2)甲烷在氧气中燃烧生成水和二氧化碳，反应的文字表达式：(3)过氧化氢溶液和二氧化锰混合生成水和氧气，反应条件为二氧化锰做催化剂，反应的文字表达式：(4)氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：(5)镁带在空气中燃烧：是镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，反应的文字表达式为：(6)反应（1）（5）是符合“多变一”的特征，均属于化合反应，反应（3）（4）符合“一变多”的特征，属于分解反应；氧化反应指的是物质与氧发生的化学反应，依据定义可知反应（1）（2）（5）均属于氧化反应。【点睛】本题难度不大，考查学生根据反应原理书写文字表达式、判定反应类型的能力，掌握文字表达式的书写方法即可正确解答本题。18．(1)

<

质量

化学性质(2)比较氧化铜和二氧化锰催化效果(3)0.8

温度越高，反应速度越快(4)氯酸钾氯化钾+氧气【解析】(1)实验①是没有加入其他物质作催化剂，而实验②是加入了氧化铜作为催化剂，若V1＜V2，说明加入氧化铜后，相同时间收集到氧气的体积变多，反应速率变快，进而说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。根据催化剂的定义，若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后氧化铜的质量和化学性质不变，故填：<；质量；化学性质。(2)实验③和实验②对比，其他条件相同，只是催化剂物质种类不同，所以该实验的目的是比较氧化铜和二氧化锰催化效果，故填：比较氧化铜和二氧化锰催化效果。(3)根据控制变量的条件，实验④中二氧化锰的质量应与实验③中的二氧化锰质量相同，故为0.8g，实验③的温度为300℃，而实验④的温度为350℃，若V3＜V4，则化学反应快慢与温度的关系是：温度越高反应越快，故填：0.8；温度越高，反应速度越快。(4)氯酸钾在二氧化锰催化作用下，生成氯化钾和氧气，故填：氯酸钾氯化钾+氧气。19．(1)可以控制反应的速率(2)(3)相同时间内收集的氧气体积(4)C(5)小(6)过氧化氢溶液的浓度等（合理即可）【解析】(1)分液漏斗可以控制液体的滴加速率进而控制反应速率，装置中使用分液漏斗的优点是：可以控制反应的速率；(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧