制取氧气-分解过氧化氢、加热氯酸钾制取氧气 （解析版）初二升初三化学衔接自学课

第12讲制取氧气——分解过氧化氢、加热氯酸钾制取氧气【学习目标】1.通过探究二氧化锰对过氧化氢分解的作用，体验探究实验的一般过程；学习控制变量的实验方法，综合分析实验现象并归纳产生结论的科学方法。2.初步学习利用控制变量的思想设计对比实验来探究物质的性质。3.通过认识二氧化锰在过氧化氢分解过程中表现的性质特点来构建催化剂的概念；通过比较已掌握的化学反应的文字表达式的异同点，归纳构建分解反应的概念。【基础知识】1.分解过氧化氢制取氧气①实验原理：过氧化氢水+氧气②药品：二氧化锰（黑色粉末，难溶于水）二氧化锰（黑色粉末，难溶于水）过氧化氢溶液（无色液体）过氧化氢溶液（无色液体））也可以红砖粉末或新鲜猪肝替代二氧化锰③实验装置图④实验步骤：查--装---收---检验---验满⑤验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。⑥注意事项（1）要将长颈漏斗下端管口伸入液面以下：防止气体逸出。（2）收集气体时，导管伸入到集气瓶底部：有利于排尽空气。（3）导管露出橡皮塞少许：利于气体排出。2.探究分解过氧化氢中二氧化锰的作用纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气，但分解速度极其慢。【提出问题】二氧化锰在反应中起什么作用？【做出猜想】过氧化氢自身反应，放出氧气，二氧化锰只是加速了反应进行。【设计实验】【实验验证】实验编号现象分析①②带火星的木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。③④加入二氧化锰后，带火星的木条复燃二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。⑤⑥重新加入过氧化氢溶液，带火星的木条复燃。氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。实验结束后将上述实验最后溶液中的二氧化锰过滤，烘干，称量质量，发现质量与实验相等。【得出结论】二氧化锰能加快过氧化氢制氧气的速率，其本身未见变化。3.催化剂与催化作用①催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。②催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。③判断某种物质是不是反应的催化剂，需要从哪些方面来设计实验进行探究呢？4.加热氯酸钾制取氧气5.分解反应分析下面三个制取氧气的反应，它们有什么共同的特征？与化合反应相比，有什么不同?分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。【考点剖析】考点一：分解过氧化氢中二氧化锰的作用例1.实验室常用过氧化氢溶液制取氧气，下列说法错误的是（）A.实验前应先检查装置气密性 B.MnO2在反应前后质量和性质不变C.收集氧气可用向上排空气法 D.将带火星的木条置于集气瓶口，木条复燃，证明氧气已收集满【答案】B【解析】A.实验前应首先检查装置的气密性，以免装置漏气浪费药品，所以选项正确；B.MnO2是催化剂，在反应前后，其本身的质量和化学性质都没有发生变化，物理性质可能改变，所以选项错误；C.氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，所以选项正确；D.氧气具有助燃性，氧气的验证方法是将带火星的木条置于集气瓶口，如果木条复燃则证明氧气已满，所以选项正确。故选B。考点二：催化剂与催化作用例2.

下列关于催化剂的说法正确的是A.催化剂必定加快反应速率B.反应前后催化剂的性质一定不会发生改变C.在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂D.用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加【答案】C【解析】A.催化剂在化学反应中改变了化学反应速率，可能加快反应速率，也可能是减慢化学反应速率，故A错误；B.催化剂在化学反应中只改变化学反应速率，自身质量和化学性质不变，但是物理性质可能发生变化，故B错误；C.在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂，故C正确；D.催化剂只是改变了反应速率，不影响生成物的质量，故D错误；故选C。考点三：分解反应与合化反应例3.下列反应的表达式及基本反应类型书写均正确的是（）A.实验室用氯酸钾制氧气:分解反应B.硫在空气中燃烧：氧化反应C.铁丝在氧气中燃烧：化合反应D.过氧化氢分解制氧气：分解反应【答案】C【解析】A.氯酸钾制氧气的符号表达式为，反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，故A不符合题意；B.该反应的符号表达式书写正确，反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应，氧化反应不属于基本反应类型，故B不符合题意；C.该反应的符号表达式书写正确，反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应，故C符合题意；D.过氧化氢分解制氧气的符号表达式为，反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，故D不符合题意。故选C。考点四：制取气体的一般思路例4.实验室制取某些气体的装置如图，下列说法错误的是

A.装置①和④组合可以用于高锰酸钾制取氧气B.装置②和⑤组合可以用于过氧化氢溶液制取氧气C.装置①和③组合可以用于氯酸钾制取氧气D.装置②可以随时添加液体药品【答案】A【解析】A.实验室制取氧气可用加热高锰酸钾的方法，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故选项A错误；B.过氧化氢溶液制取氧气，用固液常温型发生装置，应选②；氧气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氧气，故选项B正确；C.氯酸钾制取氧气，属于固体加热型，应选用的发生装置是①；氧气密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故选项C正确；D.装置②中的长颈漏斗可以随时添加液体药品，故选项D正确；故选：A。【过关检测】1.实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰作催化剂，下列关于二氧化锰说法中正确的是（）A.没有二氧化锰，过氧化氢溶液无法分解B.二氧化锰能加快过氧化氢溶液的分解速率C.加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量D.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂【答案】B【解析】A.二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，能够加快过氧化氢分解的速率，没有二氧化锰，过氧化氢分解的速率慢一些，选项错误；B.二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，能加快过氧化氢溶液的分解速率，选项正确；C.二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，只能加快过氧化氢溶液的分解速率，不改变反应中过氧化氢与氧气的质量关系，选项错误；D.二氧化锰不只能作过氧化氢分解的催化剂，还能够作其它反应的催化剂、反应物或生成物，选项错误。故选B。2.如图所示，用酵母粉催化分解双氧水进行氧气的制取和检验的家庭小实验，下列说法正确的是（）A.触摸瓶身明显发烫，说明该反应放热B.塑料瓶膨胀，只是因为反应产生气体C.将燃着木条伸入瓶内检验有氧气生成D.加入酵母粉会使生成氧气的质量增多【答案】A【解析】A.瓶身明显发烫，说明该反应放热，故A正确；B.塑料瓶膨胀可能是反应产生气体，也有可能是塑料瓶受热膨胀，故B错误；C.检查有无氧气生成，应该用带火星的木条伸入瓶内，而不是用燃着的木条，故C错误；D.在该反应中酵母粉是催化剂，根据催化剂的定义可知，酵母粉与生成氧气质量多少无关，只起催化作用，故D错误；故选A。3.已知下列四个反应在一定条件下都能发生，其中属于分解反应的是（）A.氧化汞汞+氧气 B.石灰石+盐酸氯化钙+二氧化碳+水C.酒精+氧气水+二氧化碳 D.木炭+氧气二氧化碳【答案】A【解析】A.氧化汞汞+氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确；B.石灰石+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水，该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，故选项错误；C.酒精+氧气水+二氧化碳，该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，故选项错误；D.木炭+氧气二氧化碳，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误。故选A。4.下列有关气体的制取装置或实验操作，错误的是（）A.制取氧气的发生装置 B.收集氧气C.检验氧气是否已满 D.检查装置气密性【答案】B【解析】A.根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料制取氧气，属于固液体常温下的反应，正确；B.氧气的密度比空气大，会先聚集在集气瓶的底部，从左侧导管进入，错误；C.检验氧气是否收集满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口，木条复燃满了，正确；D.检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管，观察是否有气泡冒出，如有气泡冒出，则气密性良好，正确。故选B。5.实验室制取某些气体的装置如下图。下列说法不正确的是（）A.为了防止漏气，使用装置②时，长颈漏斗下端需伸入液面以下B.用装置组合①④或②③均可以制取氧气C.用装置③收集氧气时，一般用带火星的木条来验满D.用装置组合⑥⑤组合可以制取氢气，还可以控制反应的发生与停止【答案】C【解析】A.用长颈漏斗向锥形瓶中加入液体时，长颈漏斗的下端要没入液面，防止气体从长颈漏斗直接溢出，正确；B.用高锰酸钾制取氧气可以选①④组合，用过氧化氢制取氧气可以选择②③或②④，正确；C.用排水法收集氧气时，当瓶口有气泡冒出时说明已满，一般不用带火星的木条来验满，错误；D.制取氢气的装置用固液不加热型装置，收集用向下排空气法收集，故D正确。故选C。6.用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析不正确的是（）A.用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下B.乙实验中A处带火星木条不复燃，C处带火星木条复燃C.乙实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂D.丙为该实验的图像【答案】D【解析】A.用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下，形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出，不符合题意；B.乙实验中，常温下，过氧化氢的分解速率很慢，故A处带火星木条不复燃，加入二氧化锰，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，故C处带火星木条复燃，不符合题意；C.乙实验中，加入二氧化锰后，带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，要想证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需验证化学反应前后，二氧化锰的质量和化学性质不变，不符合题意；D.过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，故过氧化氢的质量应逐渐减小至零，符合题意。故选D。7.在过氧化氢溶液的分解反应中，二氧化锰能作催化剂。某化学兴趣小组对此开展了进一步的探究。[提出问题]在过氧化氢溶液的分解反应中，除了二氧化锰，是否有其他物质也能作催化剂？[查阅资料]在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂。为了证明氧化铜也能作为分解过氧化氢的催化剂，该小组用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：有关该实验的下列说法，正确的是（）I、步骤①和③中带火星的木条都复燃。II、步骤②中产生大量气泡。III、对比步骤②和③可说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。IV、步骤④的操作是将反应后的氧化铜进行过滤、洗净。V、步骤⑥中称得固体质量为0.2g。VI、去掉步骤⑦也能达到实验目的。A.I、II、IV、V B.II、III、V、VIC.II、IV、V D.III、IV、VI【答案】C【解析】I、步骤①中过氧化氢常温时产生氧气的很少，木条不会复燃，步骤③中加入了氧化铜会催化过氧化氢迅速分解产生氧气，则带火星的木条复燃；错误；II、步骤②中加入了氧化铜会催化过氧化氢迅速分解产生氧气，产生大量气泡；正确；III、步骤②中加入了氧化铜迅速产生了氧气，步骤③中可以观察到木条复燃；步骤①中过氧化氢常温时产生氧气的很少，木条不会复燃；则对比步骤①和③则可说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率；错误；IV、氧化铜难溶于水，则步骤④的操作是将反应后的氧化铜进行过滤、洗净，得到氧化铜；正确；V、催化剂反应前后本身的质量不变，则步骤⑥中称得固体氧化铜的质量为0.2g和刚开始加入的质量相等；正确；VI、催化剂反应前后的化学性质不变，则去掉步骤⑦验证氧化铜的化学性质不变，就不能达到实验目的；错误；故选C。8.催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂，当今约有90%以上的工业过程