实验06 过氧化氢制取氧气实验-中考化学实验精讲精练（解析版）

人教版2024上册/第二单元空气和氧气/课题3制取氧气实验06过氧化氢制取氧气实验【实验目的】1．学习实验室用过氧化氢制取氧气的方法。2．了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。【实验仪器】试管、胶头滴管、药匙、火柴【实验试剂】过氧化氢溶液、二氧化锰【实验过程】实验步骤实验图示（1）在试管中加入5ml5%过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。（2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象。（3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。【实验记录】实验编号实验现象实验分析（1）木条不复燃过氧化氢在常温下分解较慢（2）产生大量气泡，木条复燃二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率（3）产生大量气泡，木条复燃二氧化锰能继续加快过氧化氢的分解速率实验原理（1）文字表达式：过氧化氢二氧化锰水+氧气二氧化锰（2）符号表达式：H2O2MnO2H2O+OMnO22.催化剂（1）定义：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。（2）特点：“一变两不变”①一变：其他物质的化学反应速率；（可以加快也可以减慢）②两不变：本身的质量和化学性质。（物理性质可以改变）【注意事项】①催化剂不能（填“能”或“不能”）改变生成物的质量；②催化剂不能（填“能”或“不能”）控制反应的发生与停止；③同一化学反应不一定（填“一定”或“不一定”）只有一种催化剂；同一物质可以在不同的化学反应中起催化作用。验证某物质是否为某反应的催化剂的设计思路①改变反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。②反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。③化学性质不变：进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。3.发生装置及对应优点发生装置优点操作简便便于添加液体（长颈漏斗下端要伸到液面以下，形成液封）可以控制反应的速率，得到平稳的氧气流【典例1】结合下图实验，下列说法正确的是（）A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少C．该实验证明氧气可以支持燃烧D．实验①的反应速率比实验③的快【答案】C【解析】A、实验①带火星的木条不复燃，说明氧气浓度不足，并不能说明没有产生氧气，错误；B、催化剂反应前后质量不变，故二氧化锰质量不变，错误；C、该实验证明氧气可以支持燃烧，正确；D、由图可知，实验①的反应速率比实验③的慢，错误；故选C。【典例2】（2024·江苏苏州·中考真题）某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法不正确的是（）A．对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响B．对比实验乙和丁，探究MnO2对H2O2分解速率的影响C．对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响D．对比实验甲、丙和丁，探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度【答案】B【解析】A、根据控制变量法，甲和乙的变量是过氧化氢的浓度，则对比实验甲和乙，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响，故说法正确；B、实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰，变量不唯一，则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故说法错误；C、甲和丙的变量是温度不同，丙的温度高，反应速率快，则对比实验甲和丙，探究温度对H2O2分解速率的影响，故说法正确；D、根据C项的分析，对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响，对比实验甲、丁，变量是二氧化锰，则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响，故说法正确。故选B。【典例3】（2024·广东·中考真题）探究H2O2分解速率的影响因素，下列分析正确的是（）实验编号H2O2溶液催化剂(0.1g)温度/℃体积/mL溶质质量分数/%①510—20②510MnO2粉末20③55MnO2粉末20④55MnO2粉末40⑤55Fe2O3粉末20A．①④探究有无催化剂的影响 B．②③探究H2O2溶液浓度的影响C．②④探究反应温度的影响 D．④⑤探究催化剂种类的影响【答案】B【解析】A、根据对比实验中，控制变量唯一的原则，①中没有加入催化剂，④中加入了催化剂，但是①④的温度也不同，所以不能用于探究有无催化剂的影响，故A错误；B、②③中除了过氧化氢溶液的溶质质量分数不同外，其他条件均相同，可探究H2O2溶液浓度的影响，故B正确；C、②④中过氧化氢溶液的溶质质量分数和温度均不同，不能用于探究反应温度的影响，故C错误；D、④⑤中催化剂种类和温度均不同，不能用于探究催化剂种类的影响，故D错误；故选：B。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。下列说法中正确的是（）A．二氧化锰是一种白色粉末状固体B．二氧化锰在反应前后中的质量和化学性质都没有改变C．能作过氧化氢分解的催化剂只有二氧化锰这一种物质D．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量【答案】B【解析】A、二氧化锰是一种黑色粉末状固体，故选项说法错误；B、过氧化氢制氧气的实验中，加入少量二氧化锰起催化作用，二氧化锰在反应前后中的质量和化学性质都没有改变，故选项说法正确；C、硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误；D、催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量。故选项说法错误；故选：B。2．硫酸铜和二氧化锰均可作过氧化氢分解的催化剂，欲比较两者的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是（）A．反应起始时间 B．催化剂的质量C．溶液的浓度 D．溶液的起始温度【答案】A【解析】A、开始的记录时间不一定是反应开始的时间，从反应的某一时刻开始记录也可以，只要保证记录的起始时间相同即可，故A符合题意；B、催化剂越多，接触面积越大，反应越快，因此要控制催化剂的质量相等，故B不符合题意；C、溶液的浓度越大，反应越快，因此要控制溶液的浓度相同，故C不符合题意；D、溶液的温度越高，反应越快，因此要控制溶液的温度相同，故D不符合题意。故选A。3．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【详解】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。4．如图，将过氧化氢滴入集气瓶中，利用你所学知识和生活经验，分析下列现象正确的是（）A．集气瓶内有大量气泡产生，气球胀大，红墨水左移B．集气瓶内有大量气泡产生，气球缩小，红墨水右移C．集气瓶内有大量气泡产生，气球胀大，红墨水右移D．集气瓶内有大量气泡产生，气球缩小，红墨水左移【答案】D【解析】将过氧化氢滴入集气瓶中，过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解产生大量氧气，会造成瓶内压强增大，充气气球内的气体沿导管逸出，故会观察到气球缩小，红墨水左移；故选：D。5．把一定量的过氧化氢分成等量a、b两份，在b份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量与反应时间的关系图象正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】把一定量的过氧化氢分成等量a、b两份，b中加入二氧化锰，过氧化氢在常温下能分解产生氧气，能在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰作催化剂，能加快化学反应的速率，不能改变生成氧气的质量，故b反应速率快，至反应结束所需的时间少；a反应速率慢；观察图象，C符合变化过程；故选：C。6．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，二氧化锰是该反应的催化剂，加快了过氧化氢的分解，故选项说法错误；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，故选项说法错误；C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，故选项说法错误；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，故选项说法正确；故选：D。7．根据下列装置图回答问题。（1）在实验室里采用过氧化氢溶液制取氧气，通过控制液体流速，从而得到平稳的氧气流，应选择的发生装置是；反应的符号表达式是。（2）由于氧气不易溶于水，可以采用排水法收集纯净的氧气，若用D装置收集纯净的氧气，请简述操作步骤。【答案】（1）CH2O2MnO2H2O+OMnO2（2）先将D装置装满水，再将气体从b端通入，水从a端排出【详解】（1）在实验室里采用过氧化氢溶液制取氧气，反应物为固体和液体，不需要加热，通过控制液体流速，从而得到平稳的氧气流，要选择分液漏斗，故选C为发生装置；过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，符号表达式为：H2O2MnO2H2O+O2MnO2（2）若用D装置收集纯净的氧气，先要集气瓶内注满水，氧气的密度小于水，气体从b端通入，水从a端排出。8．15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气。下列装置中仪器选择和药品放置最合理的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】15%的双氧水在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生氧气，难以控制，收集困难，故须对反应速率进行控制，从而获得平稳的气流；A、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，但过氧化氢溶液从长颈漏斗一次性加入，浓度较大不能获得平稳的气流，不符合题意；B、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过分液漏斗加水不能获得平稳的气流，不符合题意；C、该装置中，过氧化氢溶液已经与二氧化锰接触发生剧烈反应，再通过长颈漏斗加水不能获得平稳的气流，不符合题意；D、该装置中，水可以稀释过氧化氢溶液，分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的加入速率，从而能获得平稳的气流，符合题意。故选：D。9．下图是实验室制取气体的常用仪器。回答下列问题：（1）仪器⑨的名称是。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集较多氧气，选用的仪器组合是(填序号)，该反应的文字表达式为。（3）用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，瓶内有白雾，伸入带火星的木条发现不复燃，可能的原因是。（4）有长颈漏斗的发生装置，实验时需液封其下端管口，其目的是。【答案】（1）水槽（2）②④⑥⑦（3）反应放热使水汽化，瓶内水蒸气含量过高导致木条不复燃（4）防止生成的气体逸出【解析】（1）仪器⑨的名称是水槽。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集较多氧气，反应条件是常温，发生装置选择锥形瓶、双孔玻璃导管，长颈漏斗，氧气密度比空气大，收集装置选择集气瓶，选用的仪器组合是②④⑥⑦，过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，该反应文字表达式：。（3）用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，瓶内有白雾，伸入带火星的木条发现不复燃，可能的原因是反应放热使水汽化，瓶内水蒸气含量过高导致木条不复燃。（4）有长颈漏斗的发生装置，实验时需液封其下端管口，其目的是形成液封，防止生成的气体逸出。10．兴趣小组同学利用如图装置探究过氧化氢溶液制取氧气的实验。（1）甲装置中仪器a的名称为，相对于长颈漏斗，其优点是。（2）甲装置中加入二氧化锰的目的是（选填“加快”或“减慢”）反应速率。（3）甲装置中开始收集气体的适宜时机是观察到，若用装置乙排空气法收集氧气，则气体应从（选填“m”或“n”）端通入。（4）如丙装置所示，将若干片土豆（含过氧化氢分解的催化剂）和一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器，一段时间后搜集的气体体积和时间的关系如图丁中的曲线1，则曲线2是指改变丙装置中（选填“①”、“②”或“③”）处变量后的变化情况。【答案】（1）分液漏斗能控制液体滴加的速率（2）加快（3）导管口有连续均匀气泡冒出时m（4）①【解析】（1）由图可知，甲装置中仪器a的名称为分液漏斗，相对于长颈漏斗，其优点是能控制液体滴加的速率；故填：分液漏斗；能控制液体滴加的速率；（2）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能加快过氧化氢的分解速率，则甲装置中加入二氧化锰的目的是加快反应速率；故填：加快；（3）甲装置中开始排出的是装置中的空气，则收集气体的适宜时机是观察到导管口有连续均匀气泡冒出时；若用装置乙排空气法收集氧气，氧气的密度比空气大，则气体应从m端通入；故填：导管口有连续均匀气泡冒出时；m；（4）如丙装置所示，将若干片土豆(含过氧化氢分解的催化剂)和一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器，一段时间后搜集的气体体积和时间的关系如图丁中的曲线1，由图丁可知，曲线2最终得到的气体体积比曲线1少，而温度和土豆片只影响反应速率，不改变最终生成物的量，则曲线2是指改变丙装置中过氧化氢溶液的量后的变化情况；故选：①。11．如图“大象牙膏”实验中，过氧化氢分解产生的气体使锥形瓶内的起泡剂迅速涌出，形成大量柱状泡沫。【提出问题】影响“大象牙膏”实验效果的因素有哪些？【进行实验】实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液和洗洁精起泡剂，完成四组实验，记录如下：过氧化氢浓度洗洁精滴数实验时间现象5%55min无明显变化10%55min无明显变化15%55min无明显变化30%55min无明显变化实验序号催化剂种类催化剂浓度过氧化氢浓度温度/℃“牙膏”喷出瓶口所需时间/s①碘化钾10%10%2048②高锰酸钾10%10%205③酵母10%10%2010④酵母5%10%2042⑤酵母15%10%208⑥酵母10%5%2030⑦酵母10%15%205⑧酵母10%10%560⑨酵母10%10%403实验：在锥形瓶中，分别加入过氧化氢溶液、滴洗洁精、催化剂溶液，完成实验，记录如下：【解释与结论】（1）过氧化氢在催化剂作用下，发生反应的文字表达式为。（2）由实验1可知，在常温、无催化剂的条件下，过氧化氢（填“易”或“不易”）分解。（3）实验2中，设计①②③的目的是。（4）实验2中，通过对比③④⑤，得出的结论是。（5）实验2中，欲探究过氧化氢浓度对实验效果的影响，需对比的实验是⑥⑦和（填实验序号）。（6）“大象牙膏”实验最好选择10%的酵母