专题4 实验室制氧气拓展提升与催化剂相关考点-2023-2024学年九年级化学实验探究同步培优（通用版）

九年级化学实验探究同步培优专题4实验室制氧气拓展提升与催化剂相关考点姓名：_________班级：_________学号：_________一、实验探究题1．过氧化氢溶液俗称双氧水，常温下是一种无色液体，实验室常用双氧水和二氧化锰制取氧气。查阅资料：将新制的浓度5%的双氧水加热到65℃时就有氧气产生，加热到80℃时就有较多氧气产生。（1）请你写出实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气的文字表达式___________________________。（2）小红按图1装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图2装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图1实验中带火星木条未复燃的原因是___________________________。（3）表是某小组同学探究影响过氧化氢分解速率部分因素的相关实验数据。实验序号过氧化氢溶液的浓度/%过氧化氢溶液的体积/mL温度/℃二氧化锰的用量/g收集氧气的体积/mL反应所需的时间/s①55200.1416.75②15V200.146.04③305350249.21④3055502x表格中的V=_________；从实验_________和_________（填序号）对比可知，过氧化氢分解速率与过氧化氢溶液浓度有关。若x_________49.21（填“>”、“=”或“<"）可知温度越高，过氧化氢分解速率越快。（4）某化学兴趣小组设计如下表所示的对比实验来比较MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果。所用实验装置如图所示。在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的双氧水注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图所示。①实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的可能原因是__________________。②结论：对过氧化氢分解催化效果较好的催化剂是_________。③由氧化铜催化的反应，t1-t2时间段反应速率逐渐变_________（填“快”或“慢”）。原因是_______________________________________________________________。2．某化学兴趣小组在学习氧气的制备时，对二氧化锰作催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？【查阅资料】影响化学反应速率的因素有很多，如：是否使用催化剂、催化剂的种类和质量、温度、气态或液态反应物的浓度、固态反应物的接触面积等。（1）小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的过氧化氢溶液进行实验，记录实验现象如表。温度H2O2%50℃60℃70℃5%无明显气泡无明显气泡极少量气泡10%无明显气泡无明显气泡少量气泡15%无明显气泡少量气泡较多气泡据此可得出：①_________(填“升高”或“降低”)反应物温度可加快过氧化氢的分解。②_________(填“增大”或“减小”)反应物浓度可加快过氧化氢的分解。（2）小组同学们通过下面对照试验，探究氧化铜(CuO不溶于水)对过氧化氢分解的催化作用。填写下表：步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦操作结论试管内产生大量气泡。带火星木条_________。_________g。将固体重新加入盛有5mL15%过氧化氢溶液的试管中，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。氧化铜能够作为过氧化氢分解的催化剂，（3）控制变量法是化学常用的探究方法，在探究不同种类的物质对过氧化氢的催化作用时，可以通过比较：①相同时间内生成氧气的体积，体积越多，催化效果越_________(填“好”或“差”)。②生成同等体积的氧气，所需时间越_________(填“长”或“短”)，催化效果越好。3．小明学习了“催化剂”知识后，对双氧水分解的催化剂的种类进行了如下探究：（1）写出实验室用双氧水和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式：__________________。（2）【提出问题】双氧水分解只能用二氧化锰作为催化剂吗？【猜想与假设】能作为双氧水分解的催化剂的物质不一定只有二氧化锰一种。【设计实验】实验装置如图：（取用10mL5%的双氧水）实验编号温度物质种类（取0.15g）待测数据①20℃/a②20℃FeCl3b③20℃CuSO4c实验前检查该装置气密性的方法是__________________________________________________________。（3）实验编号①的作用是_________；要定量比较反应快慢，可测量相同时间生成气体的_________。（4）通过比较发现，在相同时间内，a<c，小明认为硫酸铜可以做双氧水分解的催化剂，他的观点错误的理由是___________________________。【得出结论】实验结束后，得出FeCl3和CuSO4都可以做双氧水分解的催化剂。（5）小明用压强传感器测加入FeCl3后压强变化情况，曲线上升到最高点后突然下滑，请你分析曲线突然下滑的可能原因：_____________________________________________。（6）请在下面坐标轴中画出实验①③产生氧气含量的示意图（用编号标出曲线的名称）。4．某研究性学习小组对双氧水开展如下研究。（1）图1装置中反应的化学方程式为___________________________。（2）小红同学将MnO2与水泥按一定比例混合，制作成小块状固体，加入图2装置中以方便实验结束回收二氧化锰。其中块状固体应放置在_________处（填“A”或“B”），其中二氧化锰的作用是__________________。（3）小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究。第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验。三组实验的数据和现象见表：第一组第二组第三组集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①收集的O2占容积的体积分数（%）1020304050313335373934带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮请根据实验回答下列问题：①收集的氧气占容积的体积分数最低为_________%时，可使带火星的木条复燃。②本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：_________（填“是”或“否”）。③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图3所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在_________℃。5．化学兴趣小组的同学们用如图1装置制取氧气并进行相关探究。【实验步骤】步骤1：关闭弹簧夹，将纱布袋伸入双氧水中；步骤2：提起纱布袋，打开弹簧夹，挤压氮气袋；步骤3：关闭弹簧夹，将纱布袋伸入双氧水中；步骤4：点燃酒精灯；步骤5：保持酒精灯燃烧，提起纱布袋。（1）【实验分析】在连接好装置后，关闭弹簧夹，将锥形瓶置于冰水中，观察到烧杯中的导管内形成一段液柱，且液面不下降，说明__________________。（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________________________。（3）步骤4中点燃酒精灯一段时间后，观察到的现象是____________________________________。（4）对比步骤_________的现象，得出可燃物燃烧需要温度达到可燃物的着火点；对比步骤4、5的现象，得出可燃物燃烧需要的条件是__________________。（5）【拓展延伸】已知过氧化钠与二氧化碳反应会生成氧气和碳酸钠且反应放出大量的热。如图2所示：在空气中放置时，两团棉花均不燃烧；若将足量二氧化碳倒入烧杯时，可以观察到的现象有：①蜡烛熄灭；②沾有过氧化钠粉末的棉花燃烧；③未沾有过氧化钠粉末的棉花不燃烧。从燃烧条件的角度分析，写出产生现象②的原因_____________________________________________，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式___________________________。6．过氧化氢水溶液俗称双氧水，为无色透明液体，是一种强氧化剂，其化学性质非常活泼，极易分解为氧气和水，无残留毒性。过氧化氢不会对环境造成二次污染，故被称为最清洁的消毒剂。化学项目学习小组探究以H2O2溶液为原料制备O2并验证物质燃烧的条件。实验过程：【配制溶液】（1）用如图所示的整瓶溶液配制溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液，需加水_________g。（2）请写出其在MnO2的催化作用下分解的化学方程式：___________________________。（3）【制取氧气】用甲装置制取氧气①甲装置用MnO2作催化剂，先用黏合剂将MnO2粉末制成团状。团状MnO2应放在______________(选填“试管底部"或“多孔隔板上”)。②打开活塞K，经长颈漏斗问试管中缓慢加入H2O溶液至浸没团状MnO2，立即产生O2，收集完后，(填操作)，反应随后停止。（4）用乙装置制取氧气乙装置用铂丝(可上下抽动)作催化剂。安全管下端浸没于H2O2溶液中，将铂丝插入溶液，立即产生O2.若烧瓶内压强过大，安全管中出现的现象是_________。当出现上述现象时，应采取的措施是___________________________。（5）【探究可燃物燃烧条件】(白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃)。利用所制的氧气进行图丙实验：可观察到铜片上白磷和水中的白磷都发生了燃烧，而红磷未燃烧。白磷燃烧的化学反应方程式为__________________。该实验说明物质燃烧需要的条件是_________(选填字母)。A．可燃物B．温度达到着火点C．需要氧气参与7．实验室制取氧气，可供选择的实验装置如图所示。①写出图中标号的仪器名称：a_________，b_________；②写出用A装置制取氧气的文字表达式：___________________________；B装置中试管口略向下倾斜的原因是____________________________________；若将B、C装置组装在一起制氧气，实验结束，停止加热前要先进行的操作是__________________。③若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选用的发生装置是_________（填字母）。在加试剂之前的操作是__________________④收集较纯净的氧气可选用的装置是_________（填字母）。⑤已知一氧化氮气体的密度比空气略大，难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置_________（填字母）。8．实验小组同学在学习过氧化氢制氧气的实验后，决定研究“影响过氧化氢分解生成氧气快慢的因素”的课题。【猜想假设】反应物的浓度和催化剂的用量会影响过氧化氢分解生成氧气的快慢。【进行实验】实验装置图如下：实验：探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解生成氧气快慢的影响。实验数据记录如下(实验均在室温下进行)：过氧化氢溶液的质量过氧化氢溶液的浓度二氧化锰的质量相同时间内产生氧气的体积/mL1-150.0g1%0.1g91-250.0g2%0.1g161-350.0g4%0.1g31实验2：探究催化剂用量对过氧化氢分解生成氧气快慢的影响。实验数据记录如下(实验均在室温下进行)：过氧化氢溶液的质量过氧化氢溶液的浓度二氧化锰的质量相同时间内产生氧气的体积/mL2-150.0g4%0x12-250.0g4%0.1gx22-350.0g4%0.2gx3【解释与结论】（1）过氧化氢溶液属于_________(填“纯净物”或“混合物”)。（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应的文字表达式为___________________________。（3）实验装置中各导管口的连接顺序为a→_________→d。（4）由实验1可得到的结论是_______________________________________________________________。（5）通过实验2得到“其他条件相同时，二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解生成氧气如越快”的结论，则x1、x2、x3数值大小关系为__________________。（6）【实验拓展】你还想研究的问题是______________________________________________________。9．催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。（1）实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂，反应的化学方程式是__________________；用排水法收集氧气，是因为氧气_________溶于水。（2）FeCl3对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用下图左侧装置进行实验：启动传感器，注入H2O2溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下：①初始时氧气的体积分数不为0，原因是_____________________________________________。②使H2O2分解较快的催化剂是_________（填MnO2或FeCl3)。判断依据是_______________________________________________________________。③用5%H2O2溶液制取氧气，若采用下图所示装置进行实验，上述两种催化剂中较为合适的是__________________。10．某化学兴趣小组进行了“寻找新的催化剂”的如下研究性实验。【提出问题】①二氧化锰常用作氯酸钾和过氧化氢分解的催化剂，其它物质是否也可以用作该反应的催化剂呢？②除了催化剂还有其它因素影响化学反应的速率吗？（1）【查阅资料】研究表明，许多物质对氯酸钾的分解有催化作用，分别用它们作催化剂，氯酸钾开始发生应和反应剧烈时的温度如下表所示：氧化铁氧化铝氧化铜氧化镁开始反应420℃515℃305℃490℃剧烈反应490℃540℃350℃545℃通过分析资料中的数据，实验室用氯酸钾制氧气，如果不用二氧化锰，最好选用上述表格中的某一种物质作为催化剂，写出用该方法制取氧气的符号表达式__________________。（2）【实验探究一】①将3g氯酸钾放在试管中加热。②将3g氯酸钾与1g二氧化锰混合均匀后加热。③将xg氯酸钾与1g氧化铜混合均匀后加热。④从实验③反应后的固体中提取其中的氧化铜，称量，结果为1g。⑤将实验④后得到1g固体和xg氯酸钾混合均匀后加热，现象与实验③相同。【分析实验】a.实验③中x的值应为_________。b.通过实验④可以得出的结论是____________________________________。c.通过实验⑤可以得出的结论是____________________________________。d.实验②③对比的目的是_____________________________________________。【实验结论】氧化铜确实也能做氯酸钾分解的催化剂。（3）【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外，还有其它因素吗？以下是另一实验小组探究影响过氧化氢反应速率部分因素的相关实验数据。实验序号H2O2溶液浓度%H2O2溶液体积/mL温度℃MnO2的用量/g收集氧气的体积/mL反应所需的时间/s①51200.1416.75②151200.146.04③305350249.21④305550210.76a.通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与_________有关：b.通过对比实验③和④，得出结论____________________________________。11．催化剂在化学反应中起着非常重要的作用，某兴趣小组进行如下探究。（1）【探究一】氧化铜能否加快氯酸钾制取氧气的反应速率用如图装置进行实验，实验均以生成25mL气体为准，相关装置和数据见下表：（可能影响实验的因素均已忽略）实验序号KClO3质量催化剂质量待测数据①2.45g/a②2.45g0.5gMnO2b③2.45g0.5gCuOc上述实验中的“待测数据”是____________________________________。（2）若c_________a（填“>”“=”或“<”），通过上述实验可知在某温度下氧化铜能加快氯酸钾制取氧气的反应速率。（3）【探究二】为证明氧化铜是该反应的催化剂，同学们又进行了以下的实验：[查阅资料]氯酸钾和氯化钾均易溶于水。Ⅰ、在实验③反应后的混合物中加足量的水溶解，过滤得到固体，洗涤、干燥并用天平称量，质量为0.5g。Ⅱ、将一定量的CO通入滤出的固体，按下图进行实验：实验装置实验现象实验分析生成了铜澄清石灰水变浑浊产生了二氧化碳玻璃管内的实验现象___________________________，写出瓶内澄清石灰水变浑浊的化学方程式____________________________________。[实验结论]氧化铜能在氯酸钾制取氧气反应中起催化作用。（4）[实验反思]小华同学发现【探究二】（Ⅱ）中的实验装置从环保角度考虑有一个缺陷，改进的方法是___________________________；该实验中点燃酒精灯前，先通CO一段时间的目的是_______________________________________________________________。（5）【探究三】氧化铜与二氧化锰对于过氧化氢的催化效果进行比较。小青同学用图1所示的装置进行了两次实验，在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰，分别将注射器内盛有的双氧水缓慢注入试管中，利用注射器收集氧气，收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。通过对图像2的分析，能得出的结论有：①_______________________________________________________________；②____________________________________。（6）由氧化铜催化的反应，t1-t2时间段反应速率逐渐变慢，原因是________________________________________________________________________。12．某化学兴趣小组阅读课外资料得知，双氧水分解除了二氧化锰作催化剂，还可以用氧化铜等物质作催化剂，于是对氧化铜产生了探究兴趣。【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？实验序号KClO3质量其他物质质量待测数据①1.2g②xCuO0.5g③1.2gMnO20.5g（1）表中x应该是_________；上述实验测量的“待测数据”是_____________________________________。（2）若实验②比实验①的“待测数据”更___________________________(填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。（3）对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到0.5g黑色粉末，这是为了证明氧化铜的_________在反应前后没有改变。（4）【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂。【评价设计】你认为设计实验③和实验②对比的目的是____________________________________；上述实验探究不能证明氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂，其理由是_______________________________________________________________。（5）【实验拓展】大家从课外资料上还获得下列信息：氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是_________。A．二氧化锰可作任何反应的催化剂B．同一个反应可能有多种催化剂C．催化剂一定能加快反应速率D．没有催化剂化学反应不能发生E.对很多工业反应，加入催化剂能起到增加生成物的质量的效果参考答案1．（1）过氧化氢→二氧化锰水+氧气（2）氧气中水蒸气含量较大，氧气不纯（3）5；（4）反应为放热反应；二氧化锰；慢；随着反应进行，过氧化氢浓度减小，反应速率减慢【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢→（2）图1实验中使用加热方法，带火星木条未复燃的原因是得到氧气中水蒸气含量较大，氧气不纯；（3）探究影响过氧化氢分解速率的因素；比较表格可知，实验中过氧化氢溶液体积应该相等，则V=5；实验①和②控制变量为过氧化氢溶液的浓度，对比可知，过氧化氢分解速率与过氧化氢溶液浓度有关；实验③和④控制变量为温度，若x<49.21，可以得出温度越高，过氧化氢分解速率越快的结论；（4）①实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的可能原因是反应为放热反应，装置中温度升高，气体膨胀，压强变大，导致U形管左侧液面下降右侧液面上升；②由图像曲线可知，得到相同体积氧气加入二氧化锰所需时间更短，故过氧化氢分解催化效果较好的催化剂是二氧化锰；③由氧化铜催化的反应，t1-t2时间段相同时间内收集到氧气的体积越来越少，说明反应速率逐渐变慢，原因是随着反应进行，过氧化氢浓度减小，反应速率减慢。2．（1）升高；增大（2）复燃；0.2（3）好；短【解析】（1）①根据实验现象可知，相同浓度的过氧化氢溶液，温度越高，过氧化氢分解越快；②根据实验现象可知，相同温度的过氧化氢溶液，浓度越大，过氧化氢分解越快；（2）分析图示实验方案可知，实验原理是过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，步骤③现象是试管内产生大量气泡，带火星的木条复燃；催化剂在反应前后的质量和化学性质不变，所以步骤⑥，称量后固体质量仍为0.2g；（3）①相同时间内生成氧气的体积，体积越多，催化效果越好；②生成同等体积的氧气，所需时间越短，催化效果越好。3．（1）2（2）关闭分液漏斗活塞，拉动注射器活塞，松手后注射器活塞回到原来的位置，说明气密性良好（3）对照/对比；体积（4）需要验证其质量和化学性质有无改变（5）锥形瓶的瓶塞被气体冲松开或反应停止，温度下降（6）【解析】【解答】（1）双氧水在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成水和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O（2）尽管与气体有关的实验装置各不相同，但对装置气密性检查的原理不外乎两种：一是利用气体受热体积膨胀；二是利用温度一定，一定量气体产生的压力一定的原理。所以实验前检查该装置气密性的方法是：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器活塞，松手后注射器活塞回到原来的位置，说明气密性良好，故填：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器活塞，松手后注射器活塞回到原来的位置，说明气密性良好（合理即可）。（3）实验①中没有加入催化剂，所以实验编号①起到了对照（或对比）作用；要定量比较反应快慢，可测量相同时间生成气体的体积。故填：对照或对比；体积。（4）由催化剂的概念可知，在化学反应中，能改变化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质是催化剂，但该实验并没有验证器质量与化学性质是否改变，所以对此观点不正确，故填：需要验证其质量和化学性质有无改变。（5）压强曲线上升到最高点后突然下滑，说明锥形瓶内气体压强减小。可能是锥形瓶的瓶塞被气体冲松开导致气压减小，还可能是过氧化氢分解过程中会放出热量，反应停止，不再产生气体，温度降低导致气压减小。故填：锥形瓶的瓶塞被气体冲松开或反应停止，温度下降。（6）①无催化剂，③有催化剂，催化剂可使反应速率加快，但不能改变生成物的质量，反应物质量相同，最终产生氧气的质量相等，所以实验①③产生氧气含量的示意图为：。4．（1）2H2O2MnO2__2H2O+O2↑（2）A；催化作用（3【解析】【解答】（1）过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂条件下发生反应生成水、氧气，图1装置中反应的化学方程式为：2H2O2MnO2__2H2（2）图2装置可以控制反应的发生或停止，关闭图2装置中的活塞，气体不能排出，试管内压强变大，液体被压进长颈漏斗中与固体脱离，反应停止，打开活塞，气体排出，试管内压强变小，液体进入试管内与固体接触，反应发生。所以块状固体应放置在A处，其中二氧化锰是该反应的催化剂，作用是催化作用。（3）①由表中数据可知，收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时，可使带火星的木条复燃。②本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠，因为当氧气占容积的体积分数为35%时，就可以使带火星的木条复燃。③若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，则氧气的含量最低为35%，此时对应的温度约为82℃。5．（1）装置气密性良好（2）2（3）木炭燃烧，发出白光，澄清石灰水变浑浊（4）3、4；与氧气接触（5）温度达到了棉花的着火点，且与氧气接触；2N【解析】（1）在连接好装置后，关闭弹簧夹，将锥形瓶置于冰水中，观察到烧杯中的导管内形成一段液柱，且液面不下降，说明装置气密性良好，故填：装置气密性良好；（2）锥形瓶中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以步骤4中点燃酒精灯一段时间后，可观察到木炭在氧气中燃烧，发出白光，澄清石灰水变浑浊，故填：木炭燃烧，发出白光，澄清石灰水变浑浊；（4）步骤3中木炭只与氧气接触，温度未达到着火点，木炭不燃烧；步骤4中木炭与氧气接触，点燃酒精灯加热，温度达到着火点，木炭燃烧，对比步骤3、4的现象，得出可燃物燃烧需要温度达到可燃物的着火点；步骤5中木炭未与氧气接触，温度达到着火点，木炭不燃烧，对比步骤4、5的现象，得出可燃物燃烧需要的条件是与氧气接触，故填：3、4；与氧气接触；（5）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，且反应放出大量的热，反应的化学方程式为2Na2O2+2C6．（1）1000（2）2H2O2（4）液面上升；将催化剂抽离过氧化氢溶液（5）4P+5O2【解析】（1）由图示可知，原过氧化氢溶液中溶质质量分数为30%，溶液质量为500g，若将整瓶溶液配制溶质质量分数为10%的过氧化氢溶液，设需要加水的质量为x，根据溶液稀释前后溶质质量不变列等式为：500g×30%=（500g+x）×10%，解得：x=1000g，即需加水的质量为1000g；（2）过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H（3）①根据甲装置的工作原理，当液体和二氧化锰固体接触时产生氧气，关闭活塞K后，试管内气压增大，将过氧化氢溶液挤压入长颈漏斗，使得过氧化氢溶液和二氧化锰固体分离，从而使反应停止，所以二氧化锰固体应放在多孔隔板上；③打开活塞K时，液体和二氧化锰固体接触时产生氧气，关闭活塞K后，试管内气压增大，将过氧化氢溶液挤压入长颈漏斗，使得过氧化氢溶液和二氧化锰固体分离，从而使反应停止；（4）①当瓶内气压增大时，会将过氧化氢溶液挤压入安全管内，此时可观察到安全管内的液面上升；②当瓶内气压增大时，需要减缓过氧化氢的分解速率，使反应速率降低或停止，所以此时需要将催化剂抽离过氧化氢溶液；（5）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O2点燃7．水槽；试管；过氧化氢→二氧化锰水+氧气；防止冷凝水回流，炸裂试管；先将导管移出水面；【解析】①据图可知仪器a是水槽，b是试管；②A装置属于固液常温型制取气体装置，用A装置可使过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气，文字表达式为：过氧化氢→二氧化锰水B、C装置组装在一起制氧气，实验结束，停止加热前要先进行的操作是先将导管移出水面，防止水倒吸引起试管炸裂；③若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不需加热，故答案为：发生装置A，在加试剂之前要检查装置的气密性，防止装置漏气；④氧气不易溶于水，所以收集较纯净的氧气用排水法，可选用的装置是C；⑤已知一氧化氮气体的密度比空气略大，难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用排水法，选用图中装置C。8．（1）混合物（2）过氧化氢（3）c→b（4）其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，过氧化氢分解生成氧气越快（5）x1＜x2＜x3（6）温度对过氧化氢分解生成氧气快慢是否有影响【解析】【解释与结论】（1）过氧化氢溶液中含有过氧化氢的水，属于混合物；

（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，文字表达式为过氧化氢→二氧化锰水+氧气；

（3）实验中氧气发生装置中产生的氧气进入盛满水的多功能瓶中，将水排到量筒中，从而测出产生氧气的体积，故实验装置中各导管口的连接顺序为a→c→b→d；

（4）有实验1的数据来看，过氧化氢溶液的浓度越大，相同时间内产生氧气的体积越大，说明其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，过氧化氢分解生成氧气越快；

（5）通过实验2得到“其他条件相同时，二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解生成氧气如越快”的结论，则x1、x2、x3数值大小关系为x1＜x【实验拓展】（6）实验1和实验2均是在室温下进行，还可以研究问题是温度对过氧化氢分解生成氧气快慢是否有影响。9．（1）2H（2）装置内含有空气，空气中氧气的体积分数为21%；MnO2；因为二氧化锰作催化剂时，产生等量氧气所需要的时间比FeCl3更短；氯化铁或FeCl3【解析】【解答】（1）实验室用H2O2溶液制取氧气时，H2O2在MnO2作催化剂的条件下反应生成水和氧气，化学反应方程式为2H（2）①空气中氧气的体积分数为21%，装置内含有空气，故开始时传感器测得氧气的体积分数不为0；②由图像可知，当加入过氧化氢溶液后，氧气的体积分数从同一起点到32%的过程中，用MnO2作催化剂所用的时间为9s，而用FeCl3作催化剂所用的时间大于60s，即产生等量氧气，用MnO2比用FeCl3作催化剂所需的时间更少，故使H2O2分解较快的催化剂是MnO2；③图中实验装置采用长颈漏斗添加过氧化氢溶液，加入的过氧化氢会全部与催化剂接触发生反应，为了使反应平缓，应使用催化速度较慢的催化剂，故此时选FeCl3作为催化剂较为合适。10．（1）KClO3→CuOΔKCl+O【解析】（1）通过分析资料中的数据可知，氧化铜开始反应温度和剧烈反应温度都较低，氧化铜催化效果最好，实验室用氯酸钾制氧气，如果不用二氧化锰，最好选用上述表格中的氧化铜作为催化剂，氯酸钾在氧化铜做催化剂条件下加热生成氯化钾和氧气，该反应符号表达式为：KClO（2）该实验的目的是探究催化剂种类对化学反应速率的影响，所以除了催化剂种类不同，其他条件都应相同，氯酸钾的质量为3g，故实验③中x的值应为3；从实验③反应后的固体中提取其中的氧化铜，称量，结果为1g，与反应前质量相等，可以得出的结论是：化学反应前后，氧化铜的质量不变；将实验④后得到1g固体和3g氯酸钾混合均匀后加热，现象与实验③相同，可以得出的结论是：化学反应前后，氧化铜的化学性质不变；实验②③除了催化剂种类不同，其他因素都相同，所以对比的目的是：探究二氧化锰和氧化铜，哪一种催化剂的催化效果好。（3）实验①和实验②除了过氧化氢溶液的浓度不同，其他因素都相同，收集相同体积氧气所需时间不同，所以通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与浓度有关；实验③和实验④，除了温度不同，其他因素都相同，而且温度越高，收集等体积氧气所