课题3 制取氧气（第2课时）（分层作业）-九年级化学上册同步高效课堂（人教版2024）（解析版）

第第页课题3制取氧气第2课时分解过氧化氢制取氧气分解反应【基础达标】1.实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取较纯净的氧气，从如图中选取的装置最佳组合是（）A．①③B．②④C．②③D.．①⑤【答案】C【解析】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取较纯净的氧气，发生装置为固液不加热型，选②。要求收集的氧气较纯净，则收集装置选③。故选C。2．（2024·邵阳一模）下列有关催化剂的说法正确的是（）A．催化剂只能加快反应速率B．一种物质可以作为多个化学反应的催化剂C．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变D．用过氧化氢溶液制氧气时，加入催化剂可以使生成氧气的质量增加【答案】B【解析】A、催化剂能够改变化学反应速率，既可加快反应速率，也可以减慢反应速率，错误；B、一种物质可以作为多个化学反应的催化剂，例如二氧化锰在过氧化氢分解和氯酸钾分解中都可以作催化剂，正确；C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变，物理性质可能改变，错误；D、用过氧化氢溶液制氧气时，加入催化剂只能改变化学反应速率，不能使生成氧气的质量增加，错误。故选B。3．（2024·阳泉一模改编）小明在实验课上用过氧化氢溶液制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（）A．反应不能发生 B．产生氧气的速率慢C．放出氧气的总量少 D．收集的氧气纯度低【答案】B【解析】A、用过氧化氢溶液制取氧气时，不加入二氧化锰也能放出氧气，故选项错误；B、用过氧化氢溶液制取氧气时，不加二氧化锰，没有催化剂，反应速度会很慢，所以放出氧气的速度就很慢，故选项正确；C、催化剂对生成物的质量没有影响，放出氧气的质量不变，故选项错误；D、催化剂能改变化学反应速率，对过氧化氢溶液制取氧气，放出氧气的速率会变慢，二氧化锰是固体，对生成氧气的纯度无影响，故选项错误。故选B。4.铁酸镍在一定条件下既能促进二氧化碳分解又可重复使用，则铁酸镍在此反应中是（）A．黏合剂 B．制冷剂 C．防腐剂 D．催化剂【答案】D【解析】由题意可知，铁酸镍促进了反应的发生，但反应前后的质量和化学性质都不变，符合催化剂的定义，属于催化剂。故选D。5．（2024·云南一模）实验室利用过氧化氢制取氧气时，二氧化锰(MnO2)作催化剂，起催化作用，下列关于催化剂的说法中，正确的是（）A．加入催化剂可以增加生成物的产量B．化学反应前后催化剂的质量和性质不变C．不使用催化剂就不能发生化学反应D．加入催化剂后会改变化学反应的速率【答案】D【解析】A、催化剂能够改变化学反应速率，但是不会增加生成物的质量，故A不符合题意；B、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，要指明是化学性质，故B不符合题意；C、不使用催化剂物质也能发生化学反应，如过氧化氢不加入催化剂在常温下也能分解，只是反应较慢，故C不符合题意；D、催化剂会改变化学反应的速率，故D符合题意。故选D。6.下列有关实验室制取氧气的说法正确的是（）A．一定要用到催化剂B．只能用向上排空气法收集C．装药品前必须检查装置的气密性D．组装发生装置时一定用到酒精灯【答案】C【解析】A、实验室利用氯酸钾或过氧化氢溶液制取氧气时需要使用催化剂，但利用高锰酸钾制取氧气时不需要使用催化剂，A错误；B、氧气密度大于空气且难溶于水，可用向上排空气法或排水法收集氧气，B错误；C、制取气体时，装药品前必须检查装置的气密性，C正确；D、使用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气时，需要用酒精灯加热，但使用过氧化氢溶液制取氧气不需要用到酒精灯，D错误。故选C。7.下列变化属于分解反应的是（）A.铁丝+氧气EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(点燃),→)四氧化三铁B.高锰酸钾EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(加热),→)锰酸钾+二氧化锰+氧气C.甲烷+氧气EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(点燃),→)二氧化碳+水D.一氧化碳+氧化铜EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(点燃),→)二氧化碳+铜【答案】B【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，符合题意的为B，故选B。8．（2024·长治模拟）同学们在实验室用下图装置制取氧气并验证了氧气的性质，有关该实验的说法正确的是（）A．制氧原理是过氧化氢水+氧气B．燃着的小木条伸入集气瓶验满C．铁丝燃烧时可观察到火星四射D．此实验过程中不存在安全隐患【答案】C【解析】A、由图示可知，制取氧气的发生装置为固液常温型，确定制取氧气的原理是过氧化氢水+氧气，说法错误；B、向上排空气法收集氧气验满时，应将带火星的木条伸到集气瓶口，说法错误；C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，可观察到火星四射，说法正确；D、该实验中集气瓶底部应留一些水或铺细沙，以防止反应生成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶底，此实验过程中集气瓶底部未加水、铺细沙存在安全隐患，说法错误。故选C。9.实验室里现有高锰酸钾、二氧化锰、双氧水及以下仪器：(1)图中仪器①的名称是。仪器④的优点是。(2)利用上述仪器和药品可以制取并收集O2（氧气），若选择的仪器是①③④⑤（填序号）；则应选用的药品是；反应的文字表达式为；检验氧气的方法是。(3)若补充一种仪器（填仪器的名称），再利用上述仪器和氯酸钾还可以制取氧气。(4)实验室制取氧气一般有六个步骤：①检查装置的气密性②按要求装配好仪器③向分液漏斗中注入双氧水④向反应容器中放入二氧化锰⑤用带火星的木条靠近集气瓶口验满⑥收集气体，则正确的操作顺序是（填数字序号）。【答案】(1)锥形瓶可以控制液体的滴加速率，可以防止气体从分液漏斗中逸出(2)双氧水和二氧化锰过氧化氢水+氧气将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明为氧气(3)酒精灯(4)②①④③⑥⑤【解析】（1）图中仪器①的名称是锥形瓶，仪器④分液漏斗的优点是可以控制液体的滴加速率，可以防止气体从分液漏斗中逸出；（2）利用上述仪器和药品可以制取并收集O2，若选择的仪器是①③④⑤，该装置是固液常温型装置，适用于双氧水和二氧化锰制取氧气，则应选用的药品是双氧水和二氧化锰，双氧水在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明为氧气；（3）用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，反应需要加热，则补充的一种仪器是酒精灯；（4）实验室制取氧气的步骤为②按要求装配好仪器，①检查装置的气密性，④向反应容器中放入二氧化锰，③向分液漏斗中注入双氧水，⑥收集气体，⑤用带火星的木条靠近集气瓶口验满，则正确的操作顺序是②①④③⑥⑤。10．（2024·山西）探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”。(1)实验原理：图2中发生反应的文字表达式为。(2)实验现象：图1中带火星木条不复燃。图3中的现象为。(3)实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率。【问题与思考】(4)研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂、它在反应前后的化学性质有无变化？(5)常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是什么？【答案】(1)过氧化氢水+氧气(2)带火星的木条复燃(3)加快(4)无变化(5)常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃【解析】（1）图2中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，发生反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气；（2）图1中没有加入二氧化锰，带火星木条不复燃。图3中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，氧气具有助燃性，现象为带火星的木条复燃；（3）说明二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快；（4）二氧化锰是该反应的催化剂，它在反应前后的化学性质不变；（5）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率缓慢产生氧气量很少，不足以使带火星的木条复燃。11．（2024·重庆二模）氧气在生产、生活有重要作用，兴趣小组对氧气的制取展开了研究。(1)工业制氧工业上利用O2（氧气）与N2（氮气）的不同，分离液态空气制氧。(2)实验室制氧①仪器M的名称是。②实验中为调控速率，获取平稳气流，可选用的发生装置是。(3)制氧机制氧某品牌的“便携式制氧机”工作原理如图F，将过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）和二氧化锰加入反应仓的水中，第一步过碳酸钠先分解为碳酸钠和过氧化氢，第二步过氧化氢继续分解产生氧气，其文字表达式为_________________。若用装置E模拟加湿过滤仓，图中的“O2通道”相当于装置E中的__________（填“a”或“b”）导管。【答案】(1)沸点(2)长颈漏斗C(3)过氧化氢水+氧气a【解析】（1）工业上利用空气各成分沸点不同，分离液态空气制取氧气。故填：沸点。（2）①根据图象，仪器M是长颈漏斗；②装置C中使用分液漏斗，可以通过控制分液漏斗开关的旋钮对液体滴加速度进行控制，从而控制反应速率，故填：C。（3）过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水和氧气，文字表达式为过氧化氢水+氧气；氧气从液体中产生，沿通道流出，所以图中的“O2通道”相当于装置E中的a导管。【能力提升】12.下列有关实验室制取氧气的说法错误的是（）A．用向下排空气法收集一瓶氧气B．将带火星的木条伸入集气瓶口，检验是否集满C．高锰酸钾和过氧化氢制取氧气都是分解反应D．实验结束时，要先把导气管从水槽中取出，后熄灭酒精灯【答案】A【解析】A、氧气密度比空气略大，应用向上排空气法收集氧气，符合题意；B、氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意；C、高锰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，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，这两个反应均符合“一变多”的特点，均属于分解反应，不符合题意；D、实验结束时，要先把导气管从水槽中取出，后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意。故选A。13.下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（）A．镁+氧气氧化镁 B．氧化汞汞+氧气C．水氢气+氧气 D．蜡烛+氧气二氧化碳+水【答案】D【解析】A、该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应，选项错误；B、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，选项错误；C、该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应，选项错误；D、该反应的反应物和生成物均是两种，不符合“一变多”、“多变一”的形式，不属于分解反应、化合反应，选项正确；故选D。14．（2024·山西·模拟预测）“大象牙膏”是著名的科学兴趣实验，将过氧化氢溶液、催化剂二氧化锰和发泡剂加入容器中，过氧化氢迅速分解，涌出像喷泉一样的柱状泡沫。下列说法正确的是（）A．反应前后催化剂的性质改变 B．产生的泡沫可用于灭火C．没有催化剂过氧化氢也会分解 D．二氧化锰只能催化过氧化氢分解【答案】C【解析】A、在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不会发生改变，物理性质可能发生改变，故A说法错误；B、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，即实验产生的泡沫中含有氧气，氧气具有助燃性，不能用于灭火，故B说法错误；C、没有催化剂，过氧化氢也会自解产生氧气，只是分解速率较慢，故C说法正确；D、二氧化锰在其他反应中也可作催化剂，如氯酸钾制取氧气的反应，故D说法错误；故选C。15．（2024·上海模拟改编）向如图所示的集气瓶中加入少量二氧化锰后，铁丝剧烈燃烧，关于该实验的说法正确的是（）A．二氧化锰加快了水的分解 B．铁丝剧烈燃烧时，火星四射，生成白色固体C．铁丝燃烧的后的产物为氧化铁 D．过氧化氢溶液能防止集气瓶局部过热而破裂【答案】D【解析】A、该实验中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰加快了过氧化氢的分解，不符合题意；B、铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，放出大量的热，不符合题意；C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不是氧化铁，不符合题意；D、铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，过氧化氢溶液能防止集气瓶局部过热而破裂，符合题意。故选D。16．（2024·邯郸模拟）比较氧化铜和氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图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3mL5%的双氧水注入试管中，再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。(1)写出过氧化氢在二氧化锰做催化剂条件下制取氧气的文字表达式：___________________。在检查装置的气密性后，小组同学注入双氧水开始实验。实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是：________________________。(2)由氧化铜催化的反应、时间段反应速率逐渐变慢、原因是：________________________。根据相同时间内注射器内氧气体积的不同，可比较出两种催化剂的催化效果。【答案】(1)过氧化氢水+氧气反应生成气体，装置内压强增大(2)随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度逐渐减小【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂条件分解生成氧气和水，反应的文字表达式为：过氧化氢水+氧气；此反应过程中生成氧气，装置内气体增多，压强增大，大于外界压强后，U形管内红墨水液面左低右高；（2）反应物浓度越大对反应速率越快，分析图象可知，随着反应的进行过氧化氢被消耗，t1～t2时间段过氧化氢浓度较低，所以由氧化铜催化的反应，t1～t2时间段反应速率逐渐变慢。【拓展延伸】17.（2024·咸阳模拟）氧气是维持生命的重要物质。如图为三种制取氧气的方法，有关说法不正确的是（）A．图甲左瓶中可放置的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰B．图甲右瓶中水的作用是通过气泡观察氧气的生成速率、增加氧气的湿度C．图乙中加热前试管内的