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第06讲 制取氧气
知识点1 工业上如何大量制取氧气
工业上根据液态氧和液态氮的沸点不同，采用分离液态空气的方法获得氧气。（属于物理变化）
在低温高压的条件下压缩空气使其液化，随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来，剩下就是沸点较高的液态氧，把氧气加压贮存在淡蓝色钢瓶中备用。
知识点2 实验室利用化学反应制氧气
加热高锰酸钾制氧气 过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气
反应原理 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 _____________________H2O2 2H2O+O2________
发生装置 固体加热型（反应物是，反应条件需要加热） 固液常温型（反应物是，反应条件不需要加热）
收集装置 排水法收集（氧气不易溶于水） 向上排空气法收集（氧气密度比空气大）
操作步骤 ①连接装置并检查装置的气密性②用药匙将试剂装入试管③将试管固定在铁架台上④点燃酒精灯加热⑤收集气体⑥从水槽中撤离导管⑦熄灭酒精灯（谐音记忆“茶庄定点收利息”） ①检查装置的气密性②装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。④收集气体。
注意事项 ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出；②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂；④要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯；⑤停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂 ①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；②导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；③装药品时，先装固体后装液体；④该装置的优点：可以随时添加液体。
检验验满 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满
知识点3 催化剂与催化作用
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验编号 现象 分析
（1） 木条不复燃 常温下，过氧化氢分解缓慢
（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
（3） 产生大量气泡，木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用
结论 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后的化学性质不改变
2．催化剂
（1）定义：在化学反应中能 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”
一变： 其他物质的化学反应速率 ；（可以加快也可以减慢）
两不变： 本身的质量和化学性质 。（物理性质可以改变）
（3）注意点：
①催化剂 不能 改变生成物的质量；
②催化剂 不能 控制反应的发生与停止；
③同一化学反应 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。
3．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
知识点4 分解反应
1．定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
2．特征：一变多，通式：A→B+C+……。
教材习题P48-1实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）。A．烧杯、玻璃棒 B．大试管、集气瓶 C．酒精灯、铁架台D．导管、单孔橡胶塞 解题方法实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置是固体加热型装置，用到大试管、集气瓶、酒精灯、铁架台、导管、单孔橡胶塞等，不用烧杯和玻璃棒。
教材习题P48-3下列有关催化剂的说法中，正确的是（ ）。A．能改变化学反应速率 B．在化学反应后其质量减小 C．在化学反应后其质量增加D．在化学反应后其化学性质发生了变化 解题方法催化剂是指在化学反应中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。
教材习题P48-5以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤：①将试管固定在铁架台上；②检查装置的气密性；③点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热；④将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管；⑤收集完毕，将导管从水槽中取出：⑥用排水法收集氧气；⑦熄灭酒精灯。请回答下列问题。（1）该实验正确的操作顺序是 （填序号）。（2）可以用排水法收集氧气，体现了氧气 的性质。（3）验证一瓶无色气体是氧气的简单方法是 。 解题方法实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤谐音记忆“茶庄定点收利息”。可以用排水法收集氧气，体现了氧气不易溶于水的性质。验证一瓶无色气体是氧气的简单方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气
考点一 工业制氧气
1．空气是宝贵的自然资源。利用空气制取氮气和氧气的流程如图所示：
(1)Ⅰ得到的洁净空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
(2)从微观角度分析，Ⅱ变化前后，改变的是 。
(3)Ⅲ发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。
2．空气中各组分的沸点如下表所示：
组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气
沸点（）
根据以上数据，通过分析可以得出：
(1)工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的 不同，控制温度，使 先蒸发出来，剩下的主要为 。
(2)工业制氧气是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(3)工业上制得的氧气是 （填“纯净物”或“混合物”）。
3．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要，需要我们制备氧气从地球带上去。
(1)实验室常用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气，写出该反应的文字方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。
(2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图2，由此可知两种分子的大小： （填“>”或“<”）。
考点二 高锰酸钾制氧气
1．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气。下列实验操作正确的是
A．把试管口略向下倾斜固定在铁架台上
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．收集满氧气后，迅速从水中取出集气瓶盖上玻璃片
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是
A．取用高锰酸钾 B．检查气密性
C．收满后移出集气瓶 D．处理废渣
3．选用如图装置进行氧气的制取实验。
(1)仪器①的名称是 ，实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较干燥的氧气，应选择的装置组合是 。
(2)能用向上排空气法收集O2的原因是 。
(3)需要收集一瓶氧气用于铁丝在氧气中燃烧的实验，应选择的收集装置是 。
4．下图是实验室制取氧气的常见装置，请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是 ，装置A的一处明显错误是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比，用装置B制取氧气的优点是 。若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置为 (填字母)，当观察到 时，证明氧气已收集满。
(4)小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 。
(5)实验结束后应将实验仪器清洗干净，玻璃仪器清洗干净的标准是 。
5．下图是实验室制取气体的部分仪器。回答下列问题：
(1)若选择固体纯净物制取氧气，反应的文字表达式为 制取并收集气体时应选择的仪器有 （填序号）；
(2)实验中需补充一种用品 ，其作用是 。
(3)仪器c在此实验中的用途是 ，仪器g的名称为 。
(4)用排水法收集氧气，当观察到导管口 时，开始收集，气体逸出的原因是由于加热后，试管内气体增多且 ，使试管内压强 外界大气压，在压强差的作用下，气体逸出。
(5)若选择右图装置用排空气法收集氧气，则应从 端进入（填“c”或“d”），该收集方法检验氧气已集满方法是 ；若装置瓶中装满了水，用排水法收集氧气，氧气从 端进入（填“c”或“d”）进。
考点三 过氧化氢制氧气
1．用“W”形玻璃管进行微型实验，将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列有关说法错误的是
A．若a处粉末是硫粉，b处产生的气体会污染空气
B．若a处粉末是木炭粉，能看到有白光产生
C．二氧化锰可以增加生成氧气的质量
D．用“W”形玻璃管进行实验可以节约药品、减少污染
2．某同学验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，其部分操作如图，其中正确的是
A．倾倒溶液 B．加入固体
C．检验氧气 D．蒸发水分
3．如图所示，过氧化氢在催化剂碘化钾作用下可迅速分解生成气体，量筒中涌出柱状的泡沫被形象地称为“大象牙膏"。下列说法错误的是
A．实验过程中需要佩戴护目镜
B．碘化钾增加了产生气体的量
C．反应前后碘化钾的质量和化学性质不变
D．其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱形泡沫
4．化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题：
(1)图中标号a的仪器名称是 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，选择的发生装置是 (填字母)，该反应的符号表达式为 。
(3)主要操作步骤有：①检查装置的气密性：②收集并验满气体；③装入药品：④组装仪器。正确的操作顺序是 (填数字序号)。
(4)可选用 (填字母)装置收集一瓶干燥的氧气，验证该气体集满的方法是 。
(5)若用E装置收集氧气，应当在 时开始收集。
(6)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是 。
考点四 催化剂、催化作用
1．在H2O2分解制O2的反应中MnO2作催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是
A．反应前后性质不发生改变 B．反应前后质量不发生改变
C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应
2．某化学小组探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”，设计如下探究方案：
【提出问题】二氧化锰在过氧化氢分解的过程中的作用是什么呢？
【做出猜想】猜想一：可能起催化作用；猜想二：与过氧化氢反应，生成氧气。
【查阅资料】
(1)催化剂定义：在化学反应里 化学反应速率，而本身的 和 没有发生变化的物质叫做催化剂，在化学反应中所起的作用叫做 。
【进行实验】
实验I：试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸到试管中，观察到木条不复燃；
(2)实验Ⅱ：在实验I的试管中加入a克二氧化锰，把带火星的小木条伸到试管中，观察到 。
实验Ⅲ：待实验的试管中没有现象发生后，再加入5mL过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸入试管，观察到小木条复燃；重复试验多次，都得到相同的实验现象；
(3)实验Ⅳ：对实验的试管中物质进行过滤，对得到的黑色固体物质进行洗涤、干燥，再进行称量，得到固体质量为 克；
【总结反思】
(4)依据以上实验现象可以得出猜想 是正确的；
(5)探究影响H2O2溶液反应速率部分因素
某实验小组还想探究过氧化氢部分因素对H2O2分解速率的影响。实验装置如图所示，用注射器加入不同质量分数的H2O2溶液10mL，实验中测量生成O2的体积，绘制氧气体积随时间变化的曲线，如下表所示。
实验编号 H2O2的质量分数（%） MnO2质量（g） 对应曲线
I 3.4 0 a
Ⅱ 2.4 0 b
Ⅲ 3.4 1.0 c（待绘制）
①本实验中，测量生成O2体积的装置是 （填编号）
②根据实验探究目的，从曲线a、b中，可得出的结论是 。
③在“答题卡图”中画出曲线c的大致位置及趋势 。
考点五 分解反应
1．下列反应不属于分解反应的是
A．红磷在空气中燃烧 B．加热高锰酸钾制取氧气
C．加热氯酸钾分解制取氧气 D．用双氧水和二氧化锰制取氧气
2．化学概念在逻辑上存在如图所示的几种关系，则对下列概念的说法中，正确的是
A．氧化反应与分解反应属于包含关系 B．物理性质与化学性质属于交叉关系
C．化学反应与分解反应属于并列关系 D．氧化反应与化合反应属于交叉关系
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1．掌握实验室制取氧气的步骤和注意事项。
2．理解催化剂和催化作用。
3．了解氧气的工业制法。
4．认识分解反应。
5．了解实验探究的一般思路。
【学习重难点】
1．掌握实验室制取氧气的步骤和注意事项。
2．理解催化剂和催化作用。
3．了解实验探究的一般思路。
一、选择题
1．“实验室用溶液、制取”涉及的实验装置及操作正确的是
A．装入 B．制备
C．收集 D．验满
2．下表是五种气体在标准状况下的密度和溶解性：
气体 空气 氨气 甲烷 氯化氢 氧气
密度 1.293 0.771 0.717 1.629 1.43
溶解性 极易溶 难溶 极易溶 不易溶
其中既能用排水法，又能用向下排空气法收集的气体是
A．氨气 B．甲烷 C．氯化氢 D．氧气
3．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气。下列实验操作正确的是
A．把试管口略向下倾斜固定在铁架台上
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．收集满氧气后，迅速从水中取出集气瓶盖上玻璃片
4．已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图像不正确的是
A． B．
C． D．
5．下列反应中，既不属于化合反应，又不属于分解反应的是
A．水氢气+氧气 B．硫+氧气二氧化硫
C．二氧化碳+水→碳酸 D．甲烷+氧气二氧化碳+水
6．用加热固体高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后立即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是
A．②④⑦ B．③④⑤ C．③⑤⑦ D．①②⑥⑦
7．利用如图装置进行实验室气体制取，下列有关说法错误的是
A．装置甲用于高锰酸钾分解制氧气还需在试管口放一团棉花
B．用装置乙制氧气可以控制反应的速率
C．装置丙可用于收集难溶于水且不与水反应的气体
D．装置丁用于排空气法收集氧气时应在b端验满
8．下列化学反应中y与x的关系，可以用如图曲线表示的是
A．一定量的过氧化氢的水溶液中加入少量二氧化锰，x表示反应时间，y表示水的质量
B．一定量的高锰酸钾在加热条件下分解，x表示反应时间，y表示固体中二氧化锰的质量
C．一定量的铁丝在氧气中剧烈燃烧，x表示反应时间，y表示温度
D．一定量红磷在密闭的集气瓶内燃烧，x表示反应时间，y表示密闭集气瓶内的气压
9．小林同学参加了“我是化学推理大师”比赛。“→”表示一种物质可以转化为另一种物质，反应条件、部分生成物已略去，A为暗紫色固体，B是常见气体，常用于医疗急救，D和E组成元素完全相同。作为评委，请你找出小林同学推理中错误的是
A．D和E在常温下都是无色液体
B．反应①和反应②都属于分解反应
C．B气体化学性质比较活泼，具有可燃性
D．反应②中，C物质反应前后质量不改变
10．下列实验方案与实验结论不对应的是
选项 A B C D
方案
结论 说明瓶中含有氧气 说明白烟具有可燃性 说明没有二氧化锰，过氧化氢不会分解产生氧气 说明水的状态变化是物理变化
A．A B．B C．C D．D
11．下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间（秒）
浓度反应条件 30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2
无催化剂、不加热 反应极慢 反应极慢 反应极慢 反应极慢
无催化剂、加热 360秒 480秒 540秒 720秒
MnO2催化剂、加热 10秒 25秒 60秒 120秒
关于上述实验有下列几种说法，其中说法正确的是
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小，反应速率越慢
⑤浓度越大，反应速率越慢
A．①④ B．①② C．①③⑤ D．①③④
12．某同学自制的简易家用供氧器如图所示，下列说法正确的是
A．先装试剂后检查装置气密性
B．该供氧器不可以控制反应速率
C．出气口开始排出的是纯氧气
D．简易供氧器的右瓶中需加入适量水，起到湿润氧气的作用
13．兴趣小组探究二氧化锰和绿豆面对H2O2分解的催化效果。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，记录瓶内气压的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变
B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好
C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小
D．反应结束后二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多
二、实验题
14．下图是实验室制取氧气的常见装置，请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是 ，装置A的一处明显错误是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比，用装置B制取氧气的优点是 。若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置为 (填字母)，当观察到 时，证明氧气已收集满。
(4)小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 。
(5)实验结束后应将实验仪器清洗干净，玻璃仪器清洗干净的标准是 。
15．实验室常用下列装置来制取氧气：
(1)写出图中有标号仪器的名称：① ② 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是： 。
(3)用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式： 。如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是： 。
(4)用F装置收集氧气，如何证明氧气已经集满？写出操作及现象： 。
(5)改进F后的装置G可用于给病人输氧时连接氧气瓶， （“”或“”）端连接氧气瓶。
(6)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是 。
16．从下列提供的仪器中进行选择，可以组装多套制取气体的装置。请回答有关问题。
(1)写出下列代号仪器的名称：A ；D 。
(2)实验室制取气体时，仪器组装后，加入试剂前必不可少的一项操作是 。
(3)从图中所列仪器中，选择合适的组合完成用过氧化氢溶液与二氧化锰反应制取氧气的实验，该组合是 （填仪器代号）。你所组合的装置采用的气体收集方法是 。该实验反应的文字表达式为 。
三、综合应用题
17．兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入136g相同浓度的过氧化氢溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。请解答下列问题：
(1)结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。
(2)从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s(填“30”“65”或“120”)。
(3)曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。
四、科学探究题
18．学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，化学社团的同学对红砖粉末是否可以作H2O2分解的催化剂。设计了以下探究实验：
【提出猜想】红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验 实验步骤 实验现象 实验结论
实验一 在试管中加入10mL5%的H2O2溶液，然后将带火星的木条伸入试管 有少量气泡产生，木条不复燃 H2O2溶液分解速率较慢
实验二 将10mL5%的H2O2溶液加入装有0.5g红砖粉末的试管，然后将带火星的木条伸入试管中 有较多气泡产生，木条复燃 _____
实验三 将实验二中反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重 固体质量为0.5g 红砖粉末的质量不变
(1)实验二可得出的实验结论是： 。有同学认为上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂，是因为 。
【实验步骤】
将实验三中得到的固体放于试管中，然后向其中加入5%的H2O2溶液，伸入带火星的木条，木条复燃。
【结论】
(2)红砖粉末可作H2O2分解的催化剂，其催化H2O2分解的文字表达式为 。
【实验拓展】
设计了如图所示装置对比红砖粉末与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见表：
实验编号 3%H2O2溶液的体积 其他物质质量 待测数据
① 20mL 红砖粉末0.5g a
② 20mL 二氧化锰0.5g b
(3)上述实验中“待测数据”是指 ；若a>b，则可得出的结论是 。
19．学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后。小明同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢？于是进行了如下探究。
【猜想】
(1)Ⅰ．氧化铜不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ．氧化铜参与反应产生氧气，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ．氧化铜是反应的催化剂，反应前后 和 不变。
【实验】
用天平称量0.2g氧化铜，取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
(2)填写下表：
步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论
，带火星的木条复燃 所得固体 g 溶液中有气泡放出， 。 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立猜想Ⅲ成立
(3)步骤①的目的是 。
(4)过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的文字表达式为 ，反应类型是 。
【拓展】
(5)小明在实验室中想用过氧化氢溶液来制取氧气，为获得平稳氧气流，应从如图装置中选用的发生装置是 （填序号，下同），收集一瓶较纯净的氧气宜采用的装置是 。
答案和解析
知识点1 工业上如何大量制取氧气
工业上根据液态氧和液态氮的沸点不同，采用分离液态空气的方法获得氧气。（属于物理变化）
在低温高压的条件下压缩空气使其液化，随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来，剩下就是沸点较高的液态氧，把氧气加压贮存在淡蓝色钢瓶中备用。
知识点2 实验室利用化学反应制氧气
加热高锰酸钾制氧气 过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气
反应原理 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气KMnO4 K2MnO4+MnO2 + O2 H2O2 2H2O+O2
发生装置 固体加热型（反应物是固体，反应条件需要加热） 固液常温型（反应物是固体和液体，反应条件不需要加热）
收集装置 排水法收集（氧气不易溶于水） 向上排空气法收集（氧气密度比空气大）
操作步骤 ①连接装置并检查装置的气密性②用药匙将试剂装入试管③将试管固定在铁架台上④点燃酒精灯加热⑤收集气体⑥从水槽中撤离导管⑦熄灭酒精灯（谐音记忆“茶庄定点收利息”） ①检查装置的气密性②装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。④收集气体。
注意事项 ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出；②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂；④要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气，此时收集，会导致收集的氧气不纯；⑤停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂 ①长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；②导管只需略微伸入试管塞，便于气体的导出；③装药品时，先装固体后装液体；④该装置的优点：可以随时添加液体。
检验验满 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满
知识点3 催化剂与催化作用
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验编号 现象 分析
（1） 木条不复燃 常温下，过氧化氢分解缓慢
（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
（3） 产生大量气泡，木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用
结论 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后的化学性质不改变
2．催化剂
（1）定义：在化学反应中能 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”
一变： 其他物质的化学反应速率 ；（可以加快也可以减慢）
两不变： 本身的质量和化学性质 。（物理性质可以改变）
（4）注意点：
①催化剂 不能 改变生成物的质量；
②催化剂 不能 控制反应的发生与停止；
③同一化学反应 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。
3．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
知识点4 分解反应
1．定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
2．特征：一变多，通式：A→B+C+……。
教材习题P48-1实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）。A．烧杯、玻璃棒 B．大试管、集气瓶 C．酒精灯、铁架台D．导管、单孔橡胶塞 解题方法实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置是固体加热型装置，用到大试管、集气瓶、酒精灯、铁架台、导管、单孔橡胶塞等，不用烧杯和玻璃棒。
【答案】A
教材习题P48-3下列有关催化剂的说法中，正确的是（ ）。A．能改变化学反应速率 B．在化学反应后其质量减小 C．在化学反应后其质量增加D．在化学反应后其化学性质发生了变化 解题方法催化剂是指在化学反应中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。
【答案】A
教材习题P48-5以下是实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤：①将试管固定在铁架台上；②检查装置的气密性；③点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热；④将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管；⑤收集完毕，将导管从水槽中取出：⑥用排水法收集氧气；⑦熄灭酒精灯。请回答下列问题。（1）该实验正确的操作顺序是 （填序号）。（2）可以用排水法收集氧气，体现了氧气 的性质。（3）验证一瓶无色气体是氧气的简单方法是 。 解题方法实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤谐音记忆“茶庄定点收利息”。可以用排水法收集氧气，体现了氧气不易溶于水的性质。验证一瓶无色气体是氧气的简单方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气
【答案】（1）②④①③⑥⑤⑦不易溶于水将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气
考点一 工业制氧气
1．空气是宝贵的自然资源。利用空气制取氮气和氧气的流程如图所示：
(1)Ⅰ得到的洁净空气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
(2)从微观角度分析，Ⅱ变化前后，改变的是 。
(3)Ⅲ发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。
【答案】(1)混合物
(2)分子间的间隔
(3)物理
【详解】（1）Ⅰ得到的洁净空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物，故填：混合物；
（2）从微观角度分析，Ⅱ变化前后，物质由气态变为液态，没有产生新的物质，改变的是分子间的间隔，故填：分子间的间隔；
（3）Ⅲ是利用氮气和氧气的沸点不同加以分离，没有新物质生成，属于物理变化，故填：物理。
2．空气中各组分的沸点如下表所示：
组分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 氖气 氦气
沸点（）
根据以上数据，通过分析可以得出：
(1)工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的 不同，控制温度，使 先蒸发出来，剩下的主要为 。
(2)工业制氧气是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(3)工业上制得的氧气是 （填“纯净物”或“混合物”）。
【答案】(1) 沸点 氮气 液氧
(2)物理变化
(3)混合物
【详解】（1）工业上可通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态，然后利用液氮和液氧的沸点不同，控制温度，使氮气先蒸发出来，剩下的主要是液氧，故填：沸点；氮气；液氧；
（2）工业制氧气的过程中没有新物质的生成，属于物理变化，故填：物理变化；
（3）工业上制得的氧气中还含有稀有气体等多种物质，属于混合物，故填：混合物。
3．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射，航天员将在中国空间站完成各项任务，保障航天员的氧气需求至关重要，需要我们制备氧气从地球带上去。
(1)实验室常用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气，写出该反应的文字方程式： ；工业上选择空气为原料制氧气的主要原因是 。
(2)分离液态空气获得氧气的模拟实验过程如图1所示：
浸入液氮一段时间后，试管内产生一定体积的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭，导致木条熄灭的原因是 ；1分钟后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，导致木条复燃的原因是 。
(3)利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，氮分子不能通过分子筛，从而获得高浓度的氧气。其原理如图2，由此可知两种分子的大小： （填“>”或“<”）。
【答案】(1) 空气中含有大量氧气，原料来源广泛
(2) 液氮沸点比液氧低，先汽化，氮气不支持燃烧，使木条熄灭 液氧汽化，氧气具有助燃性，使带火星木条复燃
(3)＞
【详解】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水、氧气，文字表达式为：；
工业制氧选择空气为原料，是因为空气资源丰富，氧气在空气中含量较多，便于获取。
（2）液氮沸点低于液氧，液态空气沸腾时液氮先汽化，此时试管内主要是氮气，氮气不支持燃烧，所以燃着的木条熄灭；
一段时间后，液氧汽化，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。
（3）分子筛能让氧分子通过，氮分子不能通过，说明氮分子比氧分子大，即N2 >O2。
考点二 高锰酸钾制氧气
1．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气。下列实验操作正确的是
A．把试管口略向下倾斜固定在铁架台上
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．收集满氧气后，迅速从水中取出集气瓶盖上玻璃片
【答案】A
【详解】A、把试管口略向下倾斜固定在铁架台上，可以防止冷凝水回流，炸裂试管，故选项实验操作正确；
B、加入药品后，应先来回移动酒精灯对试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热，故选项实验操作不正确；
C、由于刚产生的气泡为装置中的空气，不能立即收集，应待气泡连续且均匀冒出时再开始收集，故选项实验操作不正确；
D、收集满氧气后，在水下盖上玻璃片，再将集气瓶拿出水面，正放在桌面上，故选项实验操作不正确。
故选A。
2．如图所示用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是
A．取用高锰酸钾 B．检查气密性
C．收满后移出集气瓶 D．处理废渣
【答案】B
【详解】A、取用高锰酸钾固体粉末状试剂时，瓶塞要倒放，应用药匙取用，不能用手接触试剂，故选项实验操作错误；
B、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故选项实验操作正确；
C、氧气的密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应，用排水法收集满氧气后应在水面下盖上玻璃片，再拿出水面正放在桌上，故选项实验操作错误；
D、处理废液，不能直接倒入下水道，否则可能会腐蚀下水道、污染地下水，要倒入废液缸内，集中分类处理，故选项实验操作错误；
故选：B。
3．选用如图装置进行氧气的制取实验。
(1)仪器①的名称是 ，实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶较干燥的氧气，应选择的装置组合是 。
(2)能用向上排空气法收集O2的原因是 。
(3)需要收集一瓶氧气用于铁丝在氧气中燃烧的实验，应选择的收集装置是 。
【答案】(1) 酒精灯 AC
(2)密度比空气大
(3)D
【详解】（1）由图可知，仪器①为酒精灯；
实验室用高锰酸钾制取氧气，反应物为固体，反应需要加热，选用装置A作发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法收集，又可以采用排水法收集，排空气法收集的气体比较干燥，排水法收集的气体比较纯净，故选C，则应选择的装置组合是AC；
（2）氧气的密度比空气略大，所以可以采用向上排空气法收集；
（3）做铁丝燃烧的实验，为防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶，一般会在集气瓶中放少量的水，所以应选择D装置收集，收集时当集气瓶中还有少量水时，停止收集。
4．下图是实验室制取氧气的常见装置，请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是 ，装置A的一处明显错误是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比，用装置B制取氧气的优点是 。若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置为 (填字母)，当观察到 时，证明氧气已收集满。
(4)小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 。
(5)实验结束后应将实验仪器清洗干净，玻璃仪器清洗干净的标准是 。
【答案】(1)铁架台
(2) 用钥匙取适量的刚锰酸钾，放平试管，将钥匙伸入试管底部，然后竖直试管 试管口向上倾斜
(3) 可以控制反应速率 E 集气瓶口有较大的气泡冒出
(4)装置漏气
(5)既不聚集成水珠也不成股流下
【详解】（1）仪器a的名称为铁架台；
（2）用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是用钥匙取适量的刚锰酸钾，放平试管，将钥匙伸入试管底部，然后竖直试管；装置A的一处明显错误是试管口向上倾斜，该反应的文字表达式为
（3）注射器可以控制加入液体的量，从而控制反应速率；若要收集一瓶较纯净的氧气，应用排水法收集氧气，故选择的收集装置为E；当观察到集气瓶口有较大的气泡冒出时证明氧气已收集满；
（4）将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是装置漏气；
（5）玻璃仪器清洗干净的标准是既不聚集成水珠也不成股流下。
5．下图是实验室制取气体的部分仪器。回答下列问题：
(1)若选择固体纯净物制取氧气，反应的文字表达式为 制取并收集气体时应选择的仪器有 （填序号）；
(2)实验中需补充一种用品 ，其作用是 。
(3)仪器c在此实验中的用途是 ，仪器g的名称为 。
(4)用排水法收集氧气，当观察到导管口 时，开始收集，气体逸出的原因是由于加热后，试管内气体增多且 ，使试管内压强 外界大气压，在压强差的作用下，气体逸出。
(5)若选择右图装置用排空气法收集氧气，则应从 端进入（填“c”或“d”），该收集方法检验氧气已集满方法是 ；若装置瓶中装满了水，用排水法收集氧气，氧气从 端进入（填“c”或“d”）进。
【答案】(1) bcefgh
(2) 棉花 防止加热时试管内固体粉末进入导管
(3) 作反应容器 水槽
(4) 有连续均匀的气泡冒出 温度升高 大于
(5) d 将带火星的木条放在 c 导管口处，若木条复燃，说明氧气已集满 c
【详解】（1）实验室用固体纯净物制取氧气，采用的药品是高锰酸钾。高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，所以反应的文字表达式为：；
该反应是固体加热型反应，氧气密度比空气大且不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集。制取并收集氧气时，需要用到的仪器有：b（集气瓶，用于收集氧气）、c（试管，作为反应容器）、e（铁架台，用于固定和支持试管）、f（带导管的单孔橡胶塞，用于封闭试管并导出气体）、g（水槽，排水法收集时盛水）、h（酒精灯，提供加热的热源）。
（2）用高锰酸钾制取氧气时，需要在试管口放一团棉花，作用是防止加热时试管内固体粉末进入导管，堵塞导管。
（3）仪器 c 是试管，在此实验中用作少量高锰酸钾固体的反应容器，并且可在加热条件下进行反应；
根据图像，仪器 g 是水槽。
（4）用排水法收集氧气时，刚开始加热时，试管内的空气受热膨胀先排出，此时导管口冒出的气泡是空气，当观察到导管口有连续均匀气泡冒出时，说明此时排出的是氧气，才可以开始收集；
气体逸出的原因是加热后，试管内气体增多，同时温度升高，根据热胀冷缩原理，气体体积膨胀；
试管内气体增多且温度升高，导致试管内压强增大，大于外界大气压，在压强差的作用下，气体逸出。
（5）氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。若用图示装置（万能瓶）采用排空气法收集氧气，氧气应从长管 d 端进入，这样氧气在集气瓶底部聚集，将空气从短管 c 端排出；
氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，通常使用带火星的木条验满氧气。用上述排空气法收集氧气时，检验氧气已集满的方法是：将带火星的木条放在 c 导管口处，若木条复燃，说明氧气已收集满；
若装置瓶中装满了水，用排水法收集氧气，由于氧气密度比水小，氧气应从短管 c 端进入，这样氧气在集气瓶上部聚集，将水从长管 d 端排出。
考点三 过氧化氢制氧气
1．用“W”形玻璃管进行微型实验，将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列有关说法错误的是
A．若a处粉末是硫粉，b处产生的气体会污染空气
B．若a处粉末是木炭粉，能看到有白光产生
C．二氧化锰可以增加生成氧气的质量
D．用“W”形玻璃管进行实验可以节约药品、减少污染
【答案】C
【详解】A、六与氧气加热反应生成二氧化硫，二氧化硫是空气污染物，A正确；
B、木炭粉在氧气中燃烧有白光产生，B正确；
C、二氧化锰作催化剂，可以加快过氧化氢分解速率，但不可以增加生成氧气的质量，C错误；
D、用“W”形玻璃管进行实验可以节约药品、减少污染，D正确。
故选C。
2．某同学验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，其部分操作如图，其中正确的是
A．倾倒溶液 B．加入固体
C．检验氧气 D．蒸发水分
【答案】B
【详解】A、倾倒液体时，瓶塞应倒放，且试剂瓶口紧挨着试管口，故选项错误；
B、向盛有过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰时，应使试管倾斜，用药匙将固体小心送入试管，故选项正确；
C、检验氧气时，将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，则说明已收集满，故选项错误；
D、移动蒸发皿时应用坩埚钳夹持，防止烫伤，故选项错误；
故选：B。
3．如图所示，过氧化氢在催化剂碘化钾作用下可迅速分解生成气体，量筒中涌出柱状的泡沫被形象地称为“大象牙膏"。下列说法错误的是
A．实验过程中需要佩戴护目镜
B．碘化钾增加了产生气体的量
C．反应前后碘化钾的质量和化学性质不变
D．其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱形泡沫
【答案】B
【详解】A、由于反应比较剧烈，为避免液体溅出，伤害眼睛，所以实验过程中需要佩戴护目镜，选项正确；
B、碘化钾是反应的催化剂，只改变反应的速率，不能增加生成物质量，选项错误；
C、碘化钾是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，选项正确；
D、其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，反应越剧烈，涌出柱形泡沫速度越快，选项正确；
故选B。
4．化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题：
(1)图中标号a的仪器名称是 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，选择的发生装置是 (填字母)，该反应的符号表达式为 。
(3)主要操作步骤有：①检查装置的气密性：②收集并验满气体；③装入药品：④组装仪器。正确的操作顺序是 (填数字序号)。
(4)可选用 (填字母)装置收集一瓶干燥的氧气，验证该气体集满的方法是 。
(5)若用E装置收集氧气，应当在 时开始收集。
(6)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2) B
(3)④①③②
(4) C 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满
(5)导管口的气泡连续均匀冒出
(6)排尽袋内的空气
【详解】（1）据图可知，标号a的仪器名称是分液漏斗；
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，不需要加热，是固液不加热型反应，选择的发生装置是：B；
过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：；
（3）实验操作步骤是先④组装仪器，再①检查装置的气密性，③装入药品，最后②收集并验满气体，正确的操作顺序是④①③②；
（4）能用E装置收集氧气是因为氧气不易溶于水，若要收集一瓶干燥的氧气，应用向上排空气法收集也就是装置C；检验此方法收集满氧气的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满；
（5）用排水法收集氧气时，当观察到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，以免收集到开始排出的空气；
（6）现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需排尽充气袋内的空气，才能收集到纯净的氧气。
考点四 催化剂、催化作用
1．在H2O2分解制O2的反应中MnO2作催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是
A．反应前后性质不发生改变 B．反应前后质量不发生改变
C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应
【答案】A
【详解】A、催化剂在化学反应前后化学性质不发生改变，但是物理性质可能会改变，例如形状等。说反应前后性质不发生改变不准确，说法不正确，不符合题意；
B、催化剂的特点之一是在化学反应前后质量不发生改变，说法正确，不符合题意；
C、某些反应可使用不同的催化剂，例如过氧化氢分解制氧气，除了二氧化锰可以作催化剂外，硫酸铜溶液、红砖粉末等也可以作该反应的催化剂，说法正确，不符合题意；
D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化锰不仅可以催化过氧化氢分解，还可以在氯酸钾分解制取氧气的反应中作催化剂，说法正确，不符合题意。
故选A。
2．某化学小组探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”，设计如下探究方案：
【提出问题】二氧化锰在过氧化氢分解的过程中的作用是什么呢？
【做出猜想】猜想一：可能起催化作用；猜想二：与过氧化氢反应，生成氧气。
【查阅资料】
(1)催化剂定义：在化学反应里 化学反应速率，而本身的 和 没有发生变化的物质叫做催化剂，在化学反应中所起的作用叫做 。
【进行实验】
实验I：试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸到试管中，观察到木条不复燃；
(2)实验Ⅱ：在实验I的试管中加入a克二氧化锰，把带火星的小木条伸到试管中，观察到 。
实验Ⅲ：待实验的试管中没有现象发生后，再加入5mL过氧化氢溶液，把带火星的小木条伸入试管，观察到小木条复燃；重复试验多次，都得到相同的实验现象；
(3)实验Ⅳ：对实验的试管中物质进行过滤，对得到的黑色固体物质进行洗涤、干燥，再进行称量，得到固体质量为 克；
【总结反思】
(4)依据以上实验现象可以得出猜想 是正确的；
(5)探究影响H2O2溶液反应速率部分因素
某实验小组还想探究过氧化氢部分因素对H2O2分解速率的影响。实验装置如图所示，用注射器加入不同质量分数的H2O2溶液10mL，实验中测量生成O2的体积，绘制氧气体积随时间变化的曲线，如下表所示。
实验编号 H2O2的质量分数（%） MnO2质量（g） 对应曲线
I 3.4 0 a
Ⅱ 2.4 0 b
Ⅲ 3.4 1.0 c（待绘制）
①本实验中，测量生成O2体积的装置是 （填编号）
②根据实验探究目的，从曲线a、b中，可得出的结论是 。
③在“答题卡图”中画出曲线c的大致位置及趋势 。
【答案】(1) 改变 质量 化学性质 催化作用
(2)小木条复燃
(3)a
(4)一
(5) D 在其他条件相同的情况下，过氧化氢溶液质量分数越大，分解速率越快
【详解】（1）在化学反应里改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质没有发生变化的物质叫做催化剂，在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
（2）二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用，能加快反应速率，短时间内产生大量氧气使带火星小木条复燃。
（3）催化剂在反应前后质量不变，之前加入a克二氧化锰，反应后其质量仍为a克。
（4）实验表明二氧化锰加快过氧化氢分解速率，反应前后质量和化学性质不变，符合催化剂特征，所以猜想一正确。
（5）①利用排水法测氧气体积，氧气从短管进，水从长管排出到量筒，量筒中水体积即氧气体积，所以选D。
②曲线a对应过氧化氢质量分数3.4%，曲线b对应2.4%，a比b产生相同体积氧气所需时间短，说明H2O2质量分数越大，分解速率越快。
③反应I和反应Ⅲ用的过氧化氢量相同，因为催化剂只是加快分解速率，不改变氧气产量，所以c和a曲线的最终产生的氧气体积相同，反应Ⅲ反应速率更快，c曲线的大概趋势为：。
考点五 分解反应
1．下列反应不属于分解反应的是
A．红磷在空气中燃烧 B．加热高锰酸钾制取氧气
C．加热氯酸钾分解制取氧气 D．用双氧水和二氧化锰制取氧气
【答案】A
【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故A符合题意；
B、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故B不符合题意；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故C不符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故D不符合题意；
故选A。
2．化学概念在逻辑上存在如图所示的几种关系，则对下列概念的说法中，正确的是
A．氧化反应与分解反应属于包含关系 B．物理性质与化学性质属于交叉关系
C．化学反应与分解反应属于并列关系 D．氧化反应与化合反应属于交叉关系
【答案】D
【详解】A、氧化反应是物质与氧发生的反应，分解反应是由一种物质生成两种或两种以上物质，氧化反应与分解反应不属于包含关系，错误；
B、物质的性质分为物理性质和化学性质，物质不需要经过化学变化表现出来的性质是物理性质，物质通过化学变化表现出来的性质是化学性质，两者属并列关系，错误；
C、分解反应是化学反应的一种基本反应类型，两者属于包含关系，错误；
D、氧化反应是物质与氧发生的反应，化合反应是由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应，有氧气参加的化合反应是氧化反应，生成物是一种的氧化反应是化合反应，两者属于交叉关系，正确；
故选D。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1．掌握实验室制取氧气的步骤和注意事项。
2．理解催化剂和催化作用。
3．了解氧气的工业制法。
4．认识分解反应。
5．了解实验探究的一般思路。
【学习重难点】
1．掌握实验室制取氧气的步骤和注意事项。
2．理解催化剂和催化作用。
3．了解实验探究的一般思路。
一、选择题
1．“实验室用溶液、制取”涉及的实验装置及操作正确的是
A．装入 B．制备
C．收集 D．验满
【答案】A
【详解】A、取用粉末状固体试剂，试管倾斜（或平放），用药匙或纸槽把粉末状固体试剂送到试管底部，然后使试管直立起来，故A正确；
B、长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致生成的氧气从长颈漏斗中逸出，故B错误；
C、氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，其中导管应接近集气瓶底部，故C错误；
D、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满，不能伸入集气瓶内，故D错误。
故选A。
2．下表是五种气体在标准状况下的密度和溶解性：
气体 空气 氨气 甲烷 氯化氢 氧气
密度 1.293 0.771 0.717 1.629 1.43
溶解性 极易溶 难溶 极易溶 不易溶
其中既能用排水法，又能用向下排空气法收集的气体是
A．氨气 B．甲烷 C．氯化氢 D．氧气
【答案】B
【详解】排水法收集条件：气体不易溶于水或难溶于水，且不与水发生反应。
向下排空气法收集条件：气体密度比空气小，且不与空气中成分发生反应。
A、氨气极易溶于水，不符合排水法收集气体的条件，所以不能用排水法收集，A 选项错误；
B、甲烷难溶于水，满足排水法收集条件；其密度（0.717g L-1）小于空气密度（1.293g L-1），满足向下排空气法收集条件，所以既能用排水法，又能用向下排空气法收集，B 选项正确；
C、氯化氢极易溶于水，不满足排水法收集条件，不能用排水法收集，C 选项错误；
D、氧气不易溶于水，可用排水法收集；但氧气密度（1.43g L-1）比空气密度（1.293g L-1）大 ，应用向上排空气法收集，而不是向下排空气法，D 选项错误。
故选B。
3．实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气。下列实验操作正确的是
A．把试管口略向下倾斜固定在铁架台上
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．收集满氧气后，迅速从水中取出集气瓶盖上玻璃片
【答案】A
【详解】A、把试管口略向下倾斜固定在铁架台上，可以防止冷凝水回流，炸裂试管，故选项实验操作正确；
B、加入药品后，应先来回移动酒精灯对试管预热，再将酒精灯火焰对准药品加热，故选项实验操作不正确；
C、由于刚产生的气泡为装置中的空气，不能立即收集，应待气泡连续且均匀冒出时再开始收集，故选项实验操作不正确；
D、收集满氧气后，在水下盖上玻璃片，再将集气瓶拿出水面，正放在桌面上，故选项实验操作不正确。
故选A。
4．已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图像不正确的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】A、现向一定量的过氧化氢溶液中加入一定质量的氧化铜，迅速产生氧气，至完全反应，氧气的质量不再增加，图象先是零，再不断上升，最后成一条水平直线，故图像正确；
B、过氧化氢在氧化铜的催化作用下生成水和氧气，氧化铜作催化剂，反应前后质量不变，故图像正确；
C、原过氧化氢溶液含有水，过氧化氢在氧化铜的催化作用下生成水和氧气，水的质量增加，至完全反应，水的质量不再增加，故图像正确；
D、过氧化氢在氧化铜的催化作用下生成水和氧气，过氧化氢的质量不断减少，最终减少至0，故图像错误。
故选D。
5．下列反应中，既不属于化合反应，又不属于分解反应的是
A．水氢气+氧气 B．硫+氧气二氧化硫
C．二氧化碳+水→碳酸 D．甲烷+氧气二氧化碳+水
【答案】D
【详解】A、水通电生成氢气和氧气，符合“一变多”特征，属于分解反应，故选项错误；
B、硫和氧气燃烧反应生成二氧化硫，符合“多变一”特征，属于化合反应，故选项错误；
C、二氧化碳和水反应生成碳酸，符合“多变一”特征，属于化合反应，故选项错误；
D、甲烷和氧气燃烧反应生成二氧化碳和水，既不是“多变一”的分解反应也不是“一变多”的化合反应，故选项正确。
故选：D。
6．用加热固体高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后立即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是
A．②④⑦ B．③④⑤ C．③⑤⑦ D．①②⑥⑦
【答案】B
【详解】①试管外边有水，容易导致试管受热不均匀使试管炸裂，故不符合题意；
②试管底部接触灯芯，灯芯温度较低，使试管受热不均匀容易炸裂试管，故不符合题意；
③试管口没放一小团棉花会使粉末状物质进入导管，不会使试管炸裂，故符合题意；
④高锰酸钾的量太多只能是浪费药品，不能使试管炸裂，故符合题意；
⑤加热过程中不时移动酒精灯只是温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂，故符合题意；
⑥没有进行预热直接集中加热试管内的液体的中下部，这样会使试管受热不均匀使试管炸裂，故不符合题意；
⑦停止加热后即将试管直立起来，试管口处的冷凝水可能会倒流到试管底，使试管炸裂，故不符合题意，根据以上分析，③④⑤不会使试管炸裂，即选项B符合题意。
故选B。
7．利用如图装置进行实验室气体制取，下列有关说法错误的是
A．装置甲用于高锰酸钾分解制氧气还需在试管口放一团棉花
B．用装置乙制氧气可以控制反应的速率
C．装置丙可用于收集难溶于水且不与水反应的气体
D．装置丁用于排空气法收集氧气时应在b端验满
【答案】B
【详解】A、装置甲用于高锰酸钾分解制氧气还需在试管口放一团棉花，防止固体粉末进入导管、堵塞导管，选项说法正确；
B、装置乙不能控制液体滴下的速率，不能控制反应的速率，选项说法错误；
C、装置丙为排水集气法，可用于收集难溶于水且不与水反应的气体，选项说法正确；
D、氧气的密度大于空气，装置丁用于排空气法收集氧气时应在a端进气，b端验满，选项说法正确；
故选B。
8．下列化学反应中y与x的关系，可以用如图曲线表示的是
A．一定量的过氧化氢的水溶液中加入少量二氧化锰，x表示反应时间，y表示水的质量
B．一定量的高锰酸钾在加热条件下分解，x表示反应时间，y表示固体中二氧化锰的质量
C．一定量的铁丝在氧气中剧烈燃烧，x表示反应时间，y表示温度
D．一定量红磷在密闭的集气瓶内燃烧，x表示反应时间，y表示密闭集气瓶内的气压
【答案】B
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，过氧化氢的水溶液存在水，因此曲线起点不从零开始，错误；
B、一定量的高锰酸钾在加热条件下分解，反应开始时二氧化锰质量应为0，随着反应进行，二氧化锰质量逐渐增加，直到高锰酸钾完全分解，二氧化锰质量不再改变，曲线应从原点开始上升后水平，正确；
C、一定量的铁丝在氧气中剧烈燃烧，反应开始前温度为常温，不为零，因此曲线起点不从零开始，错误；
D、一定量红磷在密闭的集气瓶内燃烧，反应开始时，红磷燃烧放热，瓶内气压升高，反应结束后，温度逐渐降低，由于氧气被消耗，瓶内气压又逐渐降低，直到冷却至室温时，气压小于反应前的气压，不能用如图曲线表示，错误。
故选B。
9．小林同学参加了“我是化学推理大师”比赛。“→”表示一种物质可以转化为另一种物质，反应条件、部分生成物已略去，A为暗紫色固体，B是常见气体，常用于医疗急救，D和E组成元素完全相同。作为评委，请你找出小林同学推理中错误的是
A．D和E在常温下都是无色液体
B．反应①和反应②都属于分解反应
C．B气体化学性质比较活泼，具有可燃性
D．反应②中，C物质反应前后质量不改变
【答案】C
【分析】A为暗紫色固体，故A为高锰酸钾，B是常见气体，常用于医疗急救，故B为氧气，C与D反应生成B与E，且D和E组成元素完全相同，过氧化氢在二氧化锰的作用下生成水和氧气，故D为过氧化氢，E为水，A可以反应产生B与C，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，故C为二氧化锰。
【详解】A、根据分析，D为过氧化氢，E为水，D和E在常温下都是无色液体，选项推理正确；
B、反应①为高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应②为过氧化氢在二氧化锰的作用下生成水和氧气，都是由一种物质反应生成两种或两种以上物质，属于分解反应，选项推理正确；
C、B为氧气，化学性质活泼，不具有可燃性，选项说法不正确；
D、反应②中，C物质作催化剂，反应前后质量不改变，选项推理正确；
故选C。
10．下列实验方案与实验结论不对应的是
选项 A B C D
方案
结论 说明瓶中含有氧气 说明白烟具有可燃性 说明没有二氧化锰，过氧化氢不会分解产生氧气 说明水的状态变化是物理变化
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A、氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，将带火星的木条伸入集气瓶中，带火星的木条复燃，说明瓶中含有氧气，该选项实验方案与实验结论对应；
B、蜡烛熄灭的时候产生一缕白烟，点燃白烟，白烟能将蜡烛引燃，说明白烟具有可燃性，该选项实验方案与实验结论对应；
C、加入二氧化锰的过氧化氢溶液分解速率较快，能在短时间产生大量的氧气，使带火星的木条复燃，而不加二氧化锰的情况下，过氧化氢分解速率很慢，不能使带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加快过氧化氢分解，不能说明没有二氧化锰，过氧化氢不会分解产生氧气，该选项实验方案与实验结论不对应；
D、水蒸发变成水蒸气，水蒸气冷凝变成水，只是水的状态发生变化，过程中没有生成新物质，是物理变化，该选项实验方案与实验结论对应；
故选：C。
11．下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据：用10mLH2O2水溶液制取150mL氧气所需的时间（秒）
浓度反应条件 30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2
无催化剂、不加热 反应极慢 反应极慢 反应极慢 反应极慢
无催化剂、加热 360秒 480秒 540秒 720秒
MnO2催化剂、加热 10秒 25秒 60秒 120秒
关于上述实验有下列几种说法，其中说法正确的是
①催化剂加快了该反应的速率
②浓度不是影响反应速率的因素
③此实验研究了四个影响反应速率的因素
④浓度越小，反应速率越慢
⑤浓度越大，反应速率越慢
A．①④ B．①② C．①③⑤ D．①③④
【答案】A
【详解】①根据表格数据，当过氧化氢溶液浓度相同、均加热，制取150mL氧气所需的时间：有二氧化锰催化剂的比无催化剂的段，即催化剂二氧化锰加快了反应速率；故选项正确；
②当其它条件相同时，浓度越小，制取150mL氧气所需的时间越长，浓度越大，制取150mL氧气所需的时间越短，即浓度越小反应速率越慢；浓度越大，反应速率越快，所以说浓度是影响反应速率的因素，故选项错误；
③此实验研究了三个影响反应速率的因素；浓度、温度、催化剂，故选项错误；
④当其它条件相同时，浓度越小，制取150mL氧气所需的时间越长，即浓度越小，反应速率越慢，故选项正确；
⑤当其它条件相同时，浓度越大，制取150mL氧气所需的时间越短，即浓度越大，反应速率越快，故选项错误；
故选：A。
12．某同学自制的简易家用供氧器如图所示，下列说法正确的是
A．先装试剂后检查装置气密性
B．该供氧器不可以控制反应速率
C．出气口开始排出的是纯氧气
D．简易供氧器的右瓶中需加入适量水，起到湿润氧气的作用
【答案】D
【详解】A、应先检查装置的气密性，然后装试剂，防止装置漏气，浪费药品，不符合题意；
B、该供氧器可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，不符合题意；
C、出气口开始排出的是装置内的空气，不是纯氧，不符合题意；
D、简易供氧器的右瓶中需加入适量水，起到湿润氧气的作用，且可通过产生气泡的速率观测生成氧气的速率，符合题意。
故选D。
13．兴趣小组探究二氧化锰和绿豆面对H2O2分解的催化效果。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，记录瓶内气压的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变
B．该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好
C．ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小
D．反应结束后二氧化锰催化产生的氧气质量比绿豆面多
【答案】D
【详解】A、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，说法正确，不符合题意；
B、由图可知，相同时间时，加入二氧化锰的实验压强更大，则收集的气体较多，反应较快，故该反应中二氧化锰的催化效果比绿豆面好，说法正确，不符合题意；
C、ab段压强下降原因是反应结束后温度降低，压强减小，说法正确，不符合题意；
D、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，由于过氧化氢溶液的浓度、体积是相同的，所以最终生成氧气的质量相同，说法错误，符合题意。
故选：D。
二、实验题
14．下图是实验室制取氧气的常见装置，请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是 ，装置A的一处明显错误是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)与装置C相比，用装置B制取氧气的优点是 。若要收集一瓶较纯净的氧气，应选择的收集装置为 (填字母)，当观察到 时，证明氧气已收集满。
(4)小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是 。
(5)实验结束后应将实验仪器清洗干净，玻璃仪器清洗干净的标准是 。
【答案】(1)铁架台
(2) 用钥匙取适量的刚锰酸钾，放平试管，将钥匙伸入试管底部，然后竖直试管 试管口向上倾斜
(3) 可以控制反应速率 E 集气瓶口有较大的气泡冒出
(4)装置漏气
(5)既不聚集成水珠也不成股流下
【详解】（1）仪器a的名称为铁架台；
（2）用高锰酸钾制取氧气时，装入试剂的正确操作是用钥匙取适量的刚锰酸钾，放平试管，将钥匙伸入试管底部，然后竖直试管；装置A的一处明显错误是试管口向上倾斜，该反应的文字表达式为
（3）注射器可以控制加入液体的量，从而控制反应速率；若要收集一瓶较纯净的氧气，应用排水法收集氧气，故选择的收集装置为E；当观察到集气瓶口有较大的气泡冒出时证明氧气已收集满；
（4）将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是装置漏气；
（5）玻璃仪器清洗干净的标准是既不聚集成水珠也不成股流下。
15．实验室常用下列装置来制取氧气：
(1)写出图中有标号仪器的名称：① ② 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，可用B作为发生装置，该发生装置的优点是： 。
(3)用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式： 。如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是： 。
(4)用F装置收集氧气，如何证明氧气已经集满？写出操作及现象： 。
(5)改进F后的装置G可用于给病人输氧时连接氧气瓶， （“”或“”）端连接氧气瓶。
(6)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体加热来制氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。若制取并收集氨气，选择的装置组合是 。
【答案】(1) 试管 水槽
(2)可以控制反应速率
(3) 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 在试管口塞一团棉花
(4)将带火星的木条放在n导管口，若木条复燃，则已集满
(5)a
(6)AD/AF
【详解】（1）仪器①的名称：试管，仪器②的名称：水槽；
（2）B装置中的分液漏斗有活塞，可以随时调节液体滴下的快慢，进而控制过氧化氢与二氧化锰接触的速率，达到控制反应速率的目的；
（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；如果选A装置作为发生装置，需要改进的地方是：在试管品放一团棉花，以防止试管内的固体粉末进入导管；
（4）氧气的密度大于空气，若用F装置收集氧气，氧气应从m端通入，当n端有氧气逸出，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验其收集满的方法是将带火星的木条放于n端口，若木条复燃，则氧气集满；
（5）改进F后的装置G可用于给病人输氧时连接氧气瓶，氧气密度比空气大，不易溶于水，a端连接氧气瓶，通入的氧气经水后，从b端排出，这样可以观察氧气的输出速率，同时保证病人能吸入氧气；
（6）制取氨气用氯化铵固体与碱石灰固体加热，所以发生装置应选择固体加热型，即 A 装置； 氨气密度比空气小，极易溶于水，所以收集装置应选择向下排空气法，即D装置，选择的装置组合是 AD或AF（氨气从n端通入）。
16．从下列提供的仪器中进行选择，可以组装多套制取气体的装置。请回答有关问题。
(1)写出下列代号仪器的名称：A ；D 。
(2)实验室制取气体时，仪器组装后，加入试剂前必不可少的一项操作是 。
(3)从图中所列仪器中，选择合适的组合完成用过氧化氢溶液与二氧化锰反应制取氧气的实验，该组合是 （填仪器代号）。你所组合的装置采用的气体收集方法是 。该实验反应的文字表达式为 。
【答案】(1) 锥形瓶 长颈漏斗
(2)检查装置的气密性
(3) ACDEH或ACF 排水法或向上排空气法（此空与前一空对应才可）
【详解】（1）A为锥形瓶，D为长颈漏斗；
（2）实验室制取气体时，仪器组装后，加入试剂前必不可少的一项操作是检查装置的气密性，防止装置漏气更换仪器造成药品浪费；
（3）用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，该反应为固液常温型，氧气不易溶于水、密度比空气大，可选择排水法或向上排空气法收集氧气；发生装置可用A作为反应容器，没有铁架台，所以不能用试管，若选择双孔塞，还须选择长颈漏斗，导管是弯的，说明是用排水法收集氧气，所以收集装置中还需选择水槽和收集气体的集气瓶；若用单孔塞，则是用向上排空气法收集氧气，还需要集气瓶；故装置组合为ACDEH（对应的收集方法为排水法）或ACF（对应的收集方法为向上排空气法）；
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，文字表达式为。
三、综合应用题
17．兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入136g相同浓度的过氧化氢溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。请解答下列问题：
(1)结合实验和曲线a、b分析，两种催化剂中催化效率更高的是 。
(2)从曲线a、b的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是 s(填“30”“65”或“120”)。
(3)曲线a、b最终达到相同的压强，说明 。
【答案】(1)猪肝块
(2)放热 30
(3)催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量(或产生的氧气质量相同)
【详解】（1）由图乙可知，相同时间内猪肝块作催化剂使装置内压强变化更大，说明相同时间内猪肝块作催化剂对过氧化氢分解产生的氧气更多，则两种催化剂中催化效率更高的是猪肝块；故答案为：猪肝块。
（2）从曲线a、b的变化可以看出，气体压强先增大后减小，是因为反应产生气体使装置内压强增大，反应结束后温度降低使装置内压强减小，说明过氧化氢分解的反应是放热反应，由图乙可知，30s时加猪肝块的过氧化氢是装置内压强达到最大，说明加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是30s；故答案为：放热；30。
（3）该实验为取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液，曲线a、b最终达到相同的压强，说明催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量；故答案为：催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量。
四、科学探究题
18．学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，化学社团的同学对红砖粉末是否可以作H2O2分解的催化剂。设计了以下探究实验：
【提出猜想】红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验 实验步骤 实验现象 实验结论
实验一 在试管中加入10mL5%的H2O2溶液，然后将带火星的木条伸入试管 有少量气泡产生，木条不复燃 H2O2溶液分解速率较慢
实验二 将10mL5%的H2O2溶液加入装有0.5g红砖粉末的试管，然后将带火星的木条伸入试管中 有较多气泡产生，木条复燃 _____
实验三 将实验二中反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重 固体质量为0.5g 红砖粉末的质量不变
(1)实验二可得出的实验结论是： 。有同学认为上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂，是因为 。
【实验步骤】
将实验三中得到的固体放于试管中，然后向其中加入5%的H2O2溶液，伸入带火星的木条，木条复燃。
【结论】
(2)红砖粉末可作H2O2分解的催化剂，其催化H2O2分解的文字表达式为 。
【实验拓展】
设计了如图所示装置对比红砖粉末与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见表：
实验编号 3%H2O2溶液的体积 其他物质质量 待测数据
① 20mL 红砖粉末0.5g a
② 20mL 二氧化锰0.5g b
(3)上述实验中“待测数据”是指 ；若a>b，则可得出的结论是 。
【答案】(1) 红砖粉末可以加快H2O2溶液分解速率 该实验仅证明了红砖粉末能加快过氧化氢分解速率且质量不变，没有证明红砖粉末的化学性质在反应前后不变，所以不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂；
(2)过氧化氢水 + 氧气
(3) 生成25mL气体所需的时间 该实验条件下，二氧化锰的催化效果比红砖粉末好
【详解】（1）实验二与实验一对比，加入红砖粉末后，有较多气泡产生，木条复燃，说明红砖粉末能加快H2O2溶液的分解速率；
催化剂需要满足三个条件：能改变化学反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变。上述实验仅证明了红砖粉末能加快过氧化氢分解速率且质量不变，没有证明红砖粉末的化学性质在反应前后不变，所以不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂；
（2）过氧化氢在红砖粉末的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为过氧化氢水 + 氧气；
（3）该实验是对比红砖粉末与二氧化锰的催化效果，即比较 产生气体的速率，若以生成25mL气体为准，那么 “待测数据” 应该是收集25mL气体所需的时间；
若a＞b，说明在相同条件下，加入二氧化锰时收集25mL气体所需时间更短，即二氧化锰催化过氧化氢分解的速率更快，所以可得出的结论是在该实验条件下，二氧化锰的催化效果比红砖粉末好。
19．学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后。小明同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢？于是进行了如下探究。
【猜想】
(1)Ⅰ．氧化铜不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ．氧化铜参与反应产生氧气，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ．氧化铜是反应的催化剂，反应前后 和 不变。
【实验】
用天平称量0.2g氧化铜，取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
(2)填写下表：
步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论
，带火星的木条复燃 所得固体 g 溶液中有气泡放出， 。 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立猜想Ⅲ成立
(3)步骤①的目的是 。
(4)过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的文字表达式为 ，反应类型是 。
【拓展】
(5)小明在实验室中想用过氧化氢溶液来制取氧气，为获得平稳氧气流，应从如图装置中选用的发生装置是 （填序号，下同），收集一瓶较纯净的氧气宜采用的装置是 。
【答案】(1) 质量 化学性质
(2) 产生大量气泡 0.2 带火星的木条复燃
(3)与步骤③作对比，检验加入氧化铜前后过氧化氢分解速率有没有变化
(4) 分解反应
(5) C F
【详解】（1）猜想Ⅲ、氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变；
（2）根据实验结论猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立，即氧化铜是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变；
过氧化氢分解生成水和氧气，利用催化剂能够加快反应速率，氧气能使带火星的木条复燃，故步骤③的现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃；
根据实验结论，猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立，催化剂反应前后质量和化学性质不变，故步骤⑥结果是所得固体0.2g，步骤⑦现象为溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃；
（3）步骤①的目的是与步骤③作对比，检验加入氧化铜前后双氧水分解速率有没有变化；
（4）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气，同时生成水，文字表达式为；
该反应是一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（5）用过氧化氢溶液来制取氧气，该反应为固液常温型，为获得平稳氧气流，应从如图装置中选用的发生装置是C，通过注射器能够控制液体药品的滴加速度，从而能够控制反应速率；因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净，收集一瓶较纯净的氧气宜采用的装置F。
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