人教版2024上冊/第二單元空氣和氧氣/課題3制取氧氣實驗06過氧化氫制取氧氣實驗【實驗?zāi)康摹?．學(xué)習(xí)實驗室用過氧化氫制取氧氣的方法。2．了解化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件，知道催化劑對化學(xué)反應(yīng)的重要作用。【實驗儀器】試管、膠頭滴管、藥匙、火柴【實驗試劑】過氧化氫溶液、二氧化錳【實驗過程】實驗步驟實驗圖示（1）在試管中加入5ml5%過氧化氫溶液，把帶有火星的木條插入試管，觀察現(xiàn)象。（2）向上述試管中加入少量二氧化錳，把帶有火星的木條插入試管，觀察現(xiàn)象。（3）待上述試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶有火星的木條插入試管，觀察現(xiàn)象。待試管中又沒有現(xiàn)象發(fā)生時，再重復(fù)上述操作，觀察現(xiàn)象。【實驗記錄】實驗編號實驗現(xiàn)象實驗分析（1）木條不復(fù)燃過氧化氫在常溫下分解較慢（2）產(chǎn)生大量氣泡，木條復(fù)燃二氧化錳能加快過氧化氫的分解速率（3）產(chǎn)生大量氣泡，木條復(fù)燃二氧化錳能繼續(xù)加快過氧化氫的分解速率實驗原理（1）文字表達式：過氧化氫二氧化錳水+氧氣二氧化錳（2）符號表達式：H2O2MnO2H2O+OMnO22.催化劑（1）定義：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。（2）特點：“一變兩不變”①一變：其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率；（可以加快也可以減慢）②兩不變：本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)。（物理性質(zhì)可以改變）【注意事項】①催化劑不能（填“能”或“不能”）改變生成物的質(zhì)量；②催化劑不能（填“能”或“不能”）控制反應(yīng)的發(fā)生與停止；③同一化學(xué)反應(yīng)不一定（填“一定”或“不一定”）只有一種催化劑；同一物質(zhì)可以在不同的化學(xué)反應(yīng)中起催化作用。驗證某物質(zhì)是否為某反應(yīng)的催化劑的設(shè)計思路①改變反應(yīng)速率：設(shè)計對比實驗，觀察加入該物質(zhì)前后化學(xué)反應(yīng)速率是否改變。②反應(yīng)前后質(zhì)量不變：稱量該物質(zhì)在反應(yīng)前后的質(zhì)量是否發(fā)生變化。③化學(xué)性質(zhì)不變：進行重復(fù)實驗，觀察重新加入反應(yīng)物的現(xiàn)象和原來的現(xiàn)象是否相同。3.發(fā)生裝置及對應(yīng)優(yōu)點發(fā)生裝置優(yōu)點操作簡便便于添加液體（長頸漏斗下端要伸到液面以下，形成液封）可以控制反應(yīng)的速率，得到平穩(wěn)的氧氣流【典例1】結(jié)合下圖實驗，下列說法正確的是（）A．實驗①帶火星的木條不復(fù)燃，說明沒有產(chǎn)生氧氣B．實驗③帶火星的木條復(fù)燃且二氧化錳質(zhì)量減少C．該實驗證明氧氣可以支持燃燒D．實驗①的反應(yīng)速率比實驗③的快【答案】C【解析】A、實驗①帶火星的木條不復(fù)燃，說明氧氣濃度不足，并不能說明沒有產(chǎn)生氧氣，錯誤；B、催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故二氧化錳質(zhì)量不變，錯誤；C、該實驗證明氧氣可以支持燃燒，正確；D、由圖可知，實驗①的反應(yīng)速率比實驗③的慢，錯誤；故選C。【典例2】（2024·江蘇蘇州·中考真題）某實驗小組設(shè)計如圖實驗對過氧化氫分解進行探究。下列相關(guān)說法不正確的是（）A．對比實驗甲和乙，探究H2O2濃度對H2O2分解速率的影響B(tài)．對比實驗乙和丁，探究MnO2對H2O2分解速率的影響C．對比實驗甲和丙，探究溫度對H2O2分解速率的影響D．對比實驗甲、丙和丁，探究MnO2和溫度對H2O2分解速率影響的程度【答案】B【解析】A、根據(jù)控制變量法，甲和乙的變量是過氧化氫的濃度，則對比實驗甲和乙，探究H2O2濃度對H2O2分解速率的影響，故說法正確；B、實驗乙和丁的變量有濃度和二氧化錳，變量不唯一，則甲、乙不能探究MnO2對H2O2分解速率的影響，故說法錯誤；C、甲和丙的變量是溫度不同，丙的溫度高，反應(yīng)速率快，則對比實驗甲和丙，探究溫度對H2O2分解速率的影響，故說法正確；D、根據(jù)C項的分析，對比甲和丙可以探究溫度對H2O2分解速率的影響，對比實驗甲、丁，變量是二氧化錳，則可以探究MnO2對H2O2分解速率的影響，故說法正確。故選B。【典例3】（2024·廣東·中考真題）探究H2O2分解速率的影響因素，下列分析正確的是（）實驗編號H2O2溶液催化劑(0.1g)溫度/℃體積/mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)/%①510—20②510MnO2粉末20③55MnO2粉末20④55MnO2粉末40⑤55Fe2O3粉末20A．①④探究有無催化劑的影響 B．②③探究H2O2溶液濃度的影響C．②④探究反應(yīng)溫度的影響 D．④⑤探究催化劑種類的影響【答案】B【解析】A、根據(jù)對比實驗中，控制變量唯一的原則，①中沒有加入催化劑，④中加入了催化劑，但是①④的溫度也不同，所以不能用于探究有無催化劑的影響，故A錯誤；B、②③中除了過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同外，其他條件均相同，可探究H2O2溶液濃度的影響，故B正確；C、②④中過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)和溫度均不同，不能用于探究反應(yīng)溫度的影響，故C錯誤；D、④⑤中催化劑種類和溫度均不同，不能用于探究催化劑種類的影響，故D錯誤；故選：B。1．實驗室用過氧化氫制氧氣的實驗中，應(yīng)加入少量二氧化錳。下列說法中正確的是（）A．二氧化錳是一種白色粉末狀固體B．二氧化錳在反應(yīng)前后中的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變C．能作過氧化氫分解的催化劑只有二氧化錳這一種物質(zhì)D．加入二氧化錳可以增加過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量【答案】B【解析】A、二氧化錳是一種黑色粉末狀固體，故選項說法錯誤；B、過氧化氫制氧氣的實驗中，加入少量二氧化錳起催化作用，二氧化錳在反應(yīng)前后中的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變，故選項說法正確；C、硫酸銅溶液、氧化鐵也能作過氧化氫分解的催化劑，故選項說法錯誤；D、催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但對生成物質(zhì)量無影響，使用催化劑不能增加生成物的量，加入二氧化錳不能增大過氧化氫分解的氧氣的質(zhì)量。故選項說法錯誤；故選：B。2．硫酸銅和二氧化錳均可作過氧化氫分解的催化劑，欲比較兩者的催化效果，實驗過程中不需要控制的條件是（）A．反應(yīng)起始時間 B．催化劑的質(zhì)量C．溶液的濃度 D．溶液的起始溫度【答案】A【解析】A、開始的記錄時間不一定是反應(yīng)開始的時間，從反應(yīng)的某一時刻開始記錄也可以，只要保證記錄的起始時間相同即可，故A符合題意；B、催化劑越多，接觸面積越大，反應(yīng)越快，因此要控制催化劑的質(zhì)量相等，故B不符合題意；C、溶液的濃度越大，反應(yīng)越快，因此要控制溶液的濃度相同，故C不符合題意；D、溶液的溫度越高，反應(yīng)越快，因此要控制溶液的溫度相同，故D不符合題意。故選A。3．實驗室常用過氧化氫溶液制取氧氣，下列說法錯誤的是（）A．實驗前應(yīng)先檢查裝置氣密性B．MnO2在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不變C．收集氧氣可用向上排空氣法D．將帶火星的木條置于集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣已收集滿【答案】B【詳解】A、實驗前應(yīng)首先檢查裝置的氣密性，以免裝置漏氣浪費藥品，所以選項正確；B、MnO2是催化劑，在反應(yīng)前后，其本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有發(fā)生變化，物理性質(zhì)可能改變，所以選項錯誤；C、氧氣密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，所以選項正確；D、氧氣具有助燃性，氧氣的驗證方法是將帶火星的木條置于集氣瓶口，如果木條復(fù)燃則證明氧氣已滿，所以選項正確。故選B。4．如圖，將過氧化氫滴入集氣瓶中，利用你所學(xué)知識和生活經(jīng)驗，分析下列現(xiàn)象正確的是（）A．集氣瓶內(nèi)有大量氣泡產(chǎn)生，氣球脹大，紅墨水左移B．集氣瓶內(nèi)有大量氣泡產(chǎn)生，氣球縮小，紅墨水右移C．集氣瓶內(nèi)有大量氣泡產(chǎn)生，氣球脹大，紅墨水右移D．集氣瓶內(nèi)有大量氣泡產(chǎn)生，氣球縮小，紅墨水左移【答案】D【解析】將過氧化氫滴入集氣瓶中，過氧化氫在催化劑二氧化錳的作用下，迅速分解產(chǎn)生大量氧氣，會造成瓶內(nèi)壓強增大，充氣氣球內(nèi)的氣體沿導(dǎo)管逸出，故會觀察到氣球縮小，紅墨水左移；故選：D。5．把一定量的過氧化氫分成等量a、b兩份，在b份中加入少量二氧化錳，放出氧氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖象正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】把一定量的過氧化氫分成等量a、b兩份，b中加入二氧化錳，過氧化氫在常溫下能分解產(chǎn)生氧氣，能在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，二氧化錳作催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)的速率，不能改變生成氧氣的質(zhì)量，故b反應(yīng)速率快，至反應(yīng)結(jié)束所需的時間少；a反應(yīng)速率慢；觀察圖象，C符合變化過程；故選：C。6．向如圖所示的集氣瓶中加入少量二氧化錳后，鐵絲劇烈燃燒，關(guān)于該實驗的說法正確的是（）A．二氧化錳加快了水的分解B．鐵絲劇烈燃燒時，火星四射，生成白色固體C．鐵絲燃燒的后的產(chǎn)物為氧化鐵D．過氧化氫溶液能防止集氣瓶局部過熱而破裂【答案】D【解析】A、該實驗中，過氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣，二氧化錳是該反應(yīng)的催化劑，加快了過氧化氫的分解，故選項說法錯誤；B、鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱，故選項說法錯誤；C、鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，而不是氧化鐵，故選項說法錯誤；D、鐵絲在氧氣中燃燒，放出大量的熱，過氧化氫溶液能防止集氣瓶局部過熱而破裂，故選項說法正確；故選：D。7．根據(jù)下列裝置圖回答問題。（1）在實驗室里采用過氧化氫溶液制取氧氣，通過控制液體流速，從而得到平穩(wěn)的氧氣流，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是；反應(yīng)的符號表達式是。（2）由于氧氣不易溶于水，可以采用排水法收集純凈的氧氣，若用D裝置收集純凈的氧氣，請簡述操作步驟。【答案】（1）CH2O2MnO2H2O+OMnO2（2）先將D裝置裝滿水，再將氣體從b端通入，水從a端排出【詳解】（1）在實驗室里采用過氧化氫溶液制取氧氣，反應(yīng)物為固體和液體，不需要加熱，通過控制液體流速，從而得到平穩(wěn)的氧氣流，要選擇分液漏斗，故選C為發(fā)生裝置；過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成水和氧氣，符號表達式為：H2O2MnO2H2O+O2MnO2（2）若用D裝置收集純凈的氧氣，先要集氣瓶內(nèi)注滿水，氧氣的密度小于水，氣體從b端通入，水從a端排出。8．15%的雙氧水在二氧化錳催化作用下會劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。下列裝置中儀器選擇和藥品放置最合理的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】15%的雙氧水在二氧化錳催化作用下會劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，難以控制，收集困難，故須對反應(yīng)速率進行控制，從而獲得平穩(wěn)的氣流；A、該裝置中，水可以稀釋過氧化氫溶液，但過氧化氫溶液從長頸漏斗一次性加入，濃度較大不能獲得平穩(wěn)的氣流，不符合題意；B、該裝置中，過氧化氫溶液已經(jīng)與二氧化錳接觸發(fā)生劇烈反應(yīng)，再通過分液漏斗加水不能獲得平穩(wěn)的氣流，不符合題意；C、該裝置中，過氧化氫溶液已經(jīng)與二氧化錳接觸發(fā)生劇烈反應(yīng)，再通過長頸漏斗加水不能獲得平穩(wěn)的氣流，不符合題意；D、該裝置中，水可以稀釋過氧化氫溶液，分液漏斗可以控制過氧化氫溶液的加入速率，從而能獲得平穩(wěn)的氣流，符合題意。故選：D。9．下圖是實驗室制取氣體的常用儀器。回答下列問題：（1）儀器⑨的名稱是。（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集較多氧氣，選用的儀器組合是(填序號)，該反應(yīng)的文字表達式為。（3）用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣時，瓶內(nèi)有白霧，伸入帶火星的木條發(fā)現(xiàn)不復(fù)燃，可能的原因是。（4）有長頸漏斗的發(fā)生裝置，實驗時需液封其下端管口，其目的是。【答案】（1）水槽（2）②④⑥⑦（3）反應(yīng)放熱使水汽化，瓶內(nèi)水蒸氣含量過高導(dǎo)致木條不復(fù)燃（4）防止生成的氣體逸出【解析】（1）儀器⑨的名稱是水槽。（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集較多氧氣，反應(yīng)條件是常溫，發(fā)生裝置選擇錐形瓶、雙孔玻璃導(dǎo)管，長頸漏斗，氧氣密度比空氣大，收集裝置選擇集氣瓶，選用的儀器組合是②④⑥⑦，過氧化氫溶液在二氧化錳的催化下反應(yīng)生成水和氧氣，該反應(yīng)文字表達式：。（3）用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣時，瓶內(nèi)有白霧，伸入帶火星的木條發(fā)現(xiàn)不復(fù)燃，可能的原因是反應(yīng)放熱使水汽化，瓶內(nèi)水蒸氣含量過高導(dǎo)致木條不復(fù)燃。（4）有長頸漏斗的發(fā)生裝置，實驗時需液封其下端管口，其目的是形成液封，防止生成的氣體逸出。10．興趣小組同學(xué)利用如圖裝置探究過氧化氫溶液制取氧氣的實驗。（1）甲裝置中儀器a的名稱為，相對于長頸漏斗，其優(yōu)點是。（2）甲裝置中加入二氧化錳的目的是（選填“加快”或“減慢”）反應(yīng)速率。（3）甲裝置中開始收集氣體的適宜時機是觀察到，若用裝置乙排空氣法收集氧氣，則氣體應(yīng)從（選填“m”或“n”）端通入。（4）如丙裝置所示，將若干片土豆（含過氧化氫分解的催化劑）和一定體積、一定濃度的過氧化氫溶液放入注射器，一段時間后搜集的氣體體積和時間的關(guān)系如圖丁中的曲線1，則曲線2是指改變丙裝置中（選填“①”、“②”或“③”）處變量后的變化情況。【答案】（1）分液漏斗能控制液體滴加的速率（2）加快（3）導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時m（4）①【解析】（1）由圖可知，甲裝置中儀器a的名稱為分液漏斗，相對于長頸漏斗，其優(yōu)點是能控制液體滴加的速率；故填：分液漏斗；能控制液體滴加的速率；（2）二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，能加快過氧化氫的分解速率，則甲裝置中加入二氧化錳的目的是加快反應(yīng)速率；故填：加快；（3）甲裝置中開始排出的是裝置中的空氣，則收集氣體的適宜時機是觀察到導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時；若用裝置乙排空氣法收集氧氣，氧氣的密度比空氣大，則氣體應(yīng)從m端通入；故填：導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時；m；（4）如丙裝置所示，將若干片土豆(含過氧化氫分解的催化劑)和一定體積、一定濃度的過氧化氫溶液放入注射器，一段時間后搜集的氣體體積和時間的關(guān)系如圖丁中的曲線1，由圖丁可知，曲線2最終得到的氣體體積比曲線1少，而溫度和土豆片只影響反應(yīng)速率，不改變最終生成物的量，則曲線2是指改變丙裝置中過氧化氫溶液的量后的變化情況；故選：①。11．如圖“大象牙膏”實驗中，過氧化氫分解產(chǎn)生的氣體使錐形瓶內(nèi)的起泡劑迅速涌出，形成大量柱狀泡沫。【提出問題】影響“大象牙膏”實驗效果的因素有哪些？【進行實驗】實驗：在錐形瓶中，分別加入過氧化氫溶液和洗潔精起泡劑，完成四組實驗，記錄如下：過氧化氫濃度洗潔精滴數(shù)實驗時間現(xiàn)象5%55min無明顯變化10%55min無明顯變化15%55min無明顯變化30%55min無明顯變化實驗序號催化劑種類催化劑濃度過氧化氫濃度溫度/℃“牙膏”噴出瓶口所需時間/s①碘化鉀10%10%2048②高錳酸鉀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實驗：在錐形瓶中，分別加入過氧化氫溶液、滴洗潔精、催化劑溶液，完成實驗，記錄如下：【解釋與結(jié)論】（1）過氧化氫在催化劑作用下，發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為。（2）由實驗1可知，在常溫、無催化劑的條件下，過氧化氫（填“易”或“不易”）分解。（3）實驗2中，設(shè)計①②③的目的是。（4）實驗2中，通過對比③④⑤，得出的結(jié)論是。（5）實驗2中，欲探究過氧化氫濃度對實驗效果的影響，需對比的實驗是⑥⑦和（填實驗序號）。（6）“大象牙膏”實驗最好選擇10%的酵母