專題4 實(shí)驗(yàn)室制氧氣拓展提升與催化劑相關(guān)考點(diǎn)-2023-2024學(xué)年九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究同步培優(yōu)（通用版）

九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究同步培優(yōu)專題4實(shí)驗(yàn)室制氧氣拓展提升與催化劑相關(guān)考點(diǎn)姓名：_________班級(jí)：_________學(xué)號(hào)：_________一、實(shí)驗(yàn)探究題1．過(guò)氧化氫溶液俗稱雙氧水，常溫下是一種無(wú)色液體，實(shí)驗(yàn)室常用雙氧水和二氧化錳制取氧氣。查閱資料：將新制的濃度5%的雙氧水加熱到65℃時(shí)就有氧氣產(chǎn)生，加熱到80℃時(shí)就有較多氧氣產(chǎn)生。（1）請(qǐng)你寫出實(shí)驗(yàn)室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的文字表達(dá)式___________________________。（2）小紅按圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)試管中有大量氣泡出現(xiàn)時(shí)，伸入帶火星的木條，木條并未復(fù)燃，為此，他利用圖2裝置收集氣體，再用帶火星的木條檢驗(yàn)，木條復(fù)燃，那么圖1實(shí)驗(yàn)中帶火星木條未復(fù)燃的原因是___________________________。（3）表是某小組同學(xué)探究影響過(guò)氧化氫分解速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)過(guò)氧化氫溶液的濃度/%過(guò)氧化氫溶液的體積/mL溫度/℃二氧化錳的用量/g收集氧氣的體積/mL反應(yīng)所需的時(shí)間/s①55200.1416.75②15V200.146.04③305350249.21④3055502x表格中的V=_________；從實(shí)驗(yàn)_________和_________（填序號(hào)）對(duì)比可知，過(guò)氧化氫分解速率與過(guò)氧化氫溶液濃度有關(guān)。若x_________49.21（填“>”、“=”或“<"）可知溫度越高，過(guò)氧化氫分解速率越快。（4）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下表所示的對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)比較MnO2、CuO對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果。所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在試管中分別加入等質(zhì)量的氧化銅和二氧化錳，分別將注射器內(nèi)盛有的雙氧水注入試管中，利用注射器收集氧氣，收集到氧氣的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。①實(shí)驗(yàn)中造成U形管內(nèi)紅墨水液面左低右高的可能原因是__________________。②結(jié)論：對(duì)過(guò)氧化氫分解催化效果較好的催化劑是_________。③由氧化銅催化的反應(yīng)，t1-t2時(shí)間段反應(yīng)速率逐漸變_________（填“快”或“慢”）。原因是_______________________________________________________________。2．某化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)氧氣的制備時(shí)，對(duì)二氧化錳作催化劑加快雙氧水分解產(chǎn)生了興趣，他們提出疑問(wèn)：其他物質(zhì)能否對(duì)雙氧水分解速率產(chǎn)生影響？【查閱資料】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有很多，如：是否使用催化劑、催化劑的種類和質(zhì)量、溫度、氣態(tài)或液態(tài)反應(yīng)物的濃度、固態(tài)反應(yīng)物的接觸面積等。（1）小組的同學(xué)們不加催化劑，在不同溫度下，用不同濃度的過(guò)氧化氫溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表。溫度H2O2%50℃60℃70℃5%無(wú)明顯氣泡無(wú)明顯氣泡極少量氣泡10%無(wú)明顯氣泡無(wú)明顯氣泡少量氣泡15%無(wú)明顯氣泡少量氣泡較多氣泡據(jù)此可得出：①_________(填“升高”或“降低”)反應(yīng)物溫度可加快過(guò)氧化氫的分解。②_________(填“增大”或“減小”)反應(yīng)物濃度可加快過(guò)氧化氫的分解。（2）小組同學(xué)們通過(guò)下面對(duì)照試驗(yàn)，探究氧化銅(CuO不溶于水)對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化作用。填寫下表：步驟③現(xiàn)象步驟⑥結(jié)果步驟⑦操作結(jié)論試管內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡。帶火星木條_________。_________g。將固體重新加入盛有5mL15%過(guò)氧化氫溶液的試管中，并把帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。氧化銅能夠作為過(guò)氧化氫分解的催化劑，（3）控制變量法是化學(xué)常用的探究方法，在探究不同種類的物質(zhì)對(duì)過(guò)氧化氫的催化作用時(shí)，可以通過(guò)比較：①相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積，體積越多，催化效果越_________(填“好”或“差”)。②生成同等體積的氧氣，所需時(shí)間越_________(填“長(zhǎng)”或“短”)，催化效果越好。3．小明學(xué)習(xí)了“催化劑”知識(shí)后，對(duì)雙氧水分解的催化劑的種類進(jìn)行了如下探究：（1）寫出實(shí)驗(yàn)室用雙氧水和二氧化錳混合制取氧氣的化學(xué)方程式：__________________。（2）【提出問(wèn)題】雙氧水分解只能用二氧化錳作為催化劑嗎？【猜想與假設(shè)】能作為雙氧水分解的催化劑的物質(zhì)不一定只有二氧化錳一種?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)裝置如圖：（取用10mL5%的雙氧水）實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度物質(zhì)種類（取0.15g）待測(cè)數(shù)據(jù)①20℃/a②20℃FeCl3b③20℃CuSO4c實(shí)驗(yàn)前檢查該裝置氣密性的方法是__________________________________________________________。（3）實(shí)驗(yàn)編號(hào)①的作用是_________；要定量比較反應(yīng)快慢，可測(cè)量相同時(shí)間生成氣體的_________。（4）通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，在相同時(shí)間內(nèi)，a<c，小明認(rèn)為硫酸銅可以做雙氧水分解的催化劑，他的觀點(diǎn)錯(cuò)誤的理由是___________________________?！镜贸鼋Y(jié)論】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，得出FeCl3和CuSO4都可以做雙氧水分解的催化劑。（5）小明用壓強(qiáng)傳感器測(cè)加入FeCl3后壓強(qiáng)變化情況，曲線上升到最高點(diǎn)后突然下滑，請(qǐng)你分析曲線突然下滑的可能原因：_____________________________________________。（6）請(qǐng)?jiān)谙旅孀鴺?biāo)軸中畫出實(shí)驗(yàn)①③產(chǎn)生氧氣含量的示意圖（用編號(hào)標(biāo)出曲線的名稱）。4．某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)雙氧水開(kāi)展如下研究。（1）圖1裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________。（2）小紅同學(xué)將MnO2與水泥按一定比例混合，制作成小塊狀固體，加入圖2裝置中以方便實(shí)驗(yàn)結(jié)束回收二氧化錳。其中塊狀固體應(yīng)放置在_________處（填“A”或“B”），其中二氧化錳的作用是__________________。（3）小亮發(fā)現(xiàn)：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）時(shí)，能使帶火星的木條復(fù)燃。那么，使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對(duì)此展開(kāi)探究。第一組實(shí)驗(yàn)：取5只集氣瓶，編號(hào)為①、②、③、④、⑤，分別裝入其總?cè)莘e10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去。將帶火星的木條依次插入①～⑤號(hào)瓶中，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小亮在前一組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又做了第二組和第三組實(shí)驗(yàn)。三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見(jiàn)表：第一組第二組第三組集氣瓶編號(hào)①②③④⑤①②③④⑤①收集的O2占容積的體積分?jǐn)?shù)（%）1020304050313335373934帶火星木條的狀況微亮亮很亮復(fù)燃復(fù)燃很亮很亮復(fù)燃復(fù)燃復(fù)燃很亮請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：①收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為_(kāi)________%時(shí)，可使帶火星的木條復(fù)燃。②本實(shí)驗(yàn)中使用帶火星的木條驗(yàn)滿氧氣的方法是否可靠：_________（填“是”或“否”）。③用帶火星的木條直接檢驗(yàn)雙氧水受熱分解產(chǎn)生的氧氣時(shí)，往往難以復(fù)燃，這是因?yàn)樵诩訜嵘裳鯕獾耐瑫r(shí)產(chǎn)生大量水蒸氣所致，此時(shí)混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如圖3所示。若只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱雙氧水的最高溫度控制在_________℃。5．化學(xué)興趣小組的同學(xué)們用如圖1裝置制取氧氣并進(jìn)行相關(guān)探究?！緦?shí)驗(yàn)步驟】步驟1：關(guān)閉彈簧夾，將紗布袋伸入雙氧水中；步驟2：提起紗布袋，打開(kāi)彈簧夾，擠壓氮?dú)獯?；步驟3：關(guān)閉彈簧夾，將紗布袋伸入雙氧水中；步驟4：點(diǎn)燃酒精燈；步驟5：保持酒精燈燃燒，提起紗布袋。（1）【實(shí)驗(yàn)分析】在連接好裝置后，關(guān)閉彈簧夾，將錐形瓶置于冰水中，觀察到燒杯中的導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱，且液面不下降，說(shuō)明__________________。（2）錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________。（3）步驟4中點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，觀察到的現(xiàn)象是____________________________________。（4）對(duì)比步驟_________的現(xiàn)象，得出可燃物燃燒需要溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；對(duì)比步驟4、5的現(xiàn)象，得出可燃物燃燒需要的條件是__________________。（5）【拓展延伸】已知過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)會(huì)生成氧氣和碳酸鈉且反應(yīng)放出大量的熱。如圖2所示：在空氣中放置時(shí)，兩團(tuán)棉花均不燃燒；若將足量二氧化碳倒入燒杯時(shí)，可以觀察到的現(xiàn)象有：①蠟燭熄滅；②沾有過(guò)氧化鈉粉末的棉花燃燒；③未沾有過(guò)氧化鈉粉末的棉花不燃燒。從燃燒條件的角度分析，寫出產(chǎn)生現(xiàn)象②的原因_____________________________________________，寫出過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。6．過(guò)氧化氫水溶液俗稱雙氧水，為無(wú)色透明液體，是一種強(qiáng)氧化劑，其化學(xué)性質(zhì)非常活潑，極易分解為氧氣和水，無(wú)殘留毒性。過(guò)氧化氫不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，故被稱為最清潔的消毒劑。化學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組探究以H2O2溶液為原料制備O2并驗(yàn)證物質(zhì)燃燒的條件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：【配制溶液】（1）用如圖所示的整瓶溶液配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的過(guò)氧化氫溶液，需加水_________g。（2）請(qǐng)寫出其在MnO2的催化作用下分解的化學(xué)方程式：___________________________。（3）【制取氧氣】用甲裝置制取氧氣①甲裝置用MnO2作催化劑，先用黏合劑將MnO2粉末制成團(tuán)狀。團(tuán)狀MnO2應(yīng)放在______________(選填“試管底部"或“多孔隔板上”)。②打開(kāi)活塞K，經(jīng)長(zhǎng)頸漏斗問(wèn)試管中緩慢加入H2O溶液至浸沒(méi)團(tuán)狀MnO2，立即產(chǎn)生O2，收集完后，(填操作)，反應(yīng)隨后停止。（4）用乙裝置制取氧氣乙裝置用鉑絲(可上下抽動(dòng))作催化劑。安全管下端浸沒(méi)于H2O2溶液中，將鉑絲插入溶液，立即產(chǎn)生O2.若燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)過(guò)大，安全管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________。當(dāng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采取的措施是___________________________。（5）【探究可燃物燃燒條件】(白磷的著火點(diǎn)為40℃，紅磷的著火點(diǎn)為240℃)。利用所制的氧氣進(jìn)行圖丙實(shí)驗(yàn)：可觀察到銅片上白磷和水中的白磷都發(fā)生了燃燒，而紅磷未燃燒。白磷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)燃燒需要的條件是_________(選填字母)。A．可燃物B．溫度達(dá)到著火點(diǎn)C．需要氧氣參與7．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，可供選擇的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。①寫出圖中標(biāo)號(hào)的儀器名稱：a_________，b_________；②寫出用A裝置制取氧氣的文字表達(dá)式：___________________________；B裝置中試管口略向下傾斜的原因是____________________________________；若將B、C裝置組裝在一起制氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱前要先進(jìn)行的操作是__________________。③若用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是_________（填字母）。在加試劑之前的操作是__________________④收集較純凈的氧氣可選用的裝置是_________（填字母）。⑤已知一氧化氮?dú)怏w的密度比空氣略大，難溶于水，在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，則收集一氧化氮?dú)怏w時(shí)應(yīng)選用圖中裝置_________（填字母）。8．實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)氧化氫制氧氣的實(shí)驗(yàn)后，決定研究“影響過(guò)氧化氫分解生成氧氣快慢的因素”的課題?！静孪爰僭O(shè)】反應(yīng)物的濃度和催化劑的用量會(huì)影響過(guò)氧化氫分解生成氧氣的快慢?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)裝置圖如下：實(shí)驗(yàn)：探究過(guò)氧化氫溶液濃度對(duì)過(guò)氧化氫分解生成氧氣快慢的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下(實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行)：過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量過(guò)氧化氫溶液的濃度二氧化錳的質(zhì)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積/mL1-150.0g1%0.1g91-250.0g2%0.1g161-350.0g4%0.1g31實(shí)驗(yàn)2：探究催化劑用量對(duì)過(guò)氧化氫分解生成氧氣快慢的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下(實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行)：過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量過(guò)氧化氫溶液的濃度二氧化錳的質(zhì)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積/mL2-150.0g4%0x12-250.0g4%0.1gx22-350.0g4%0.2gx3【解釋與結(jié)論】（1）過(guò)氧化氫溶液屬于_________(填“純凈物”或“混合物”)。（2）過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下反應(yīng)的文字表達(dá)式為_(kāi)__________________________。（3）實(shí)驗(yàn)裝置中各導(dǎo)管口的連接順序?yàn)閍→_________→d。（4）由實(shí)驗(yàn)1可得到的結(jié)論是_______________________________________________________________。（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)2得到“其他條件相同時(shí)，二氧化錳的質(zhì)量越大，過(guò)氧化氫分解生成氧氣如越快”的結(jié)論，則x1、x2、x3數(shù)值大小關(guān)系為_(kāi)_________________。（6）【實(shí)驗(yàn)拓展】你還想研究的問(wèn)題是______________________________________________________。9．催化劑可顯著提高反應(yīng)效率，二氧化錳是常見(jiàn)的催化劑。（1）實(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液制取氧氣，常用MnO2作催化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________；用排水法收集氧氣，是因?yàn)檠鯕鈅________溶于水。（2）FeCl3對(duì)H2O2分解也有催化作用。為比較MnO2和FeCl3對(duì)H2O2分解快慢的不同影響，用下圖左側(cè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)?dòng)傳感器，注入H2O2溶液。氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化情況如下：①初始時(shí)氧氣的體積分?jǐn)?shù)不為0，原因是_____________________________________________。②使H2O2分解較快的催化劑是_________（填MnO2或FeCl3)。判斷依據(jù)是_______________________________________________________________。③用5%H2O2溶液制取氧氣，若采用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，上述兩種催化劑中較為合適的是__________________。10．某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了“尋找新的催化劑”的如下研究性實(shí)驗(yàn)?！咎岢鰡?wèn)題】①二氧化錳常用作氯酸鉀和過(guò)氧化氫分解的催化劑，其它物質(zhì)是否也可以用作該反應(yīng)的催化劑呢？②除了催化劑還有其它因素影響化學(xué)反應(yīng)的速率嗎？（1）【查閱資料】研究表明，許多物質(zhì)對(duì)氯酸鉀的分解有催化作用，分別用它們作催化劑，氯酸鉀開(kāi)始發(fā)生應(yīng)和反應(yīng)劇烈時(shí)的溫度如下表所示：氧化鐵氧化鋁氧化銅氧化鎂開(kāi)始反應(yīng)420℃515℃305℃490℃劇烈反應(yīng)490℃540℃350℃545℃通過(guò)分析資料中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制氧氣，如果不用二氧化錳，最好選用上述表格中的某一種物質(zhì)作為催化劑，寫出用該方法制取氧氣的符號(hào)表達(dá)式__________________。（2）【實(shí)驗(yàn)探究一】①將3g氯酸鉀放在試管中加熱。②將3g氯酸鉀與1g二氧化錳混合均勻后加熱。③將xg氯酸鉀與1g氧化銅混合均勻后加熱。④從實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)后的固體中提取其中的氧化銅，稱量，結(jié)果為1g。⑤將實(shí)驗(yàn)④后得到1g固體和xg氯酸鉀混合均勻后加熱，現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)③相同?！痉治鰧?shí)驗(yàn)】a.實(shí)驗(yàn)③中x的值應(yīng)為_(kāi)________。b.通過(guò)實(shí)驗(yàn)④可以得出的結(jié)論是____________________________________。c.通過(guò)實(shí)驗(yàn)⑤可以得出的結(jié)論是____________________________________。d.實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比的目的是_____________________________________________?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化銅確實(shí)也能做氯酸鉀分解的催化劑。（3）【實(shí)驗(yàn)探究二】影響化學(xué)反應(yīng)的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實(shí)驗(yàn)小組探究影響過(guò)氧化氫反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)H2O2溶液濃度%H2O2溶液體積/mL溫度℃MnO2的用量/g收集氧氣的體積/mL反應(yīng)所需的時(shí)間/s①51200.1416.75②151200.146.04③305350249.21④305550210.76a.通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率還與_________有關(guān)：b.通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④，得出結(jié)論____________________________________。11．催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起著非常重要的作用，某興趣小組進(jìn)行如下探究。（1）【探究一】氧化銅能否加快氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)速率用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)均以生成25mL氣體為準(zhǔn)，相關(guān)裝置和數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：（可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略）實(shí)驗(yàn)序號(hào)KClO3質(zhì)量催化劑質(zhì)量待測(cè)數(shù)據(jù)①2.45g/a②2.45g0.5gMnO2b③2.45g0.5gCuOc上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是____________________________________。（2）若c_________a（填“>”“=”或“<”），通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知在某溫度下氧化銅能加快氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)速率。（3）【探究二】為證明氧化銅是該反應(yīng)的催化劑，同學(xué)們又進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)：[查閱資料]氯酸鉀和氯化鉀均易溶于水。Ⅰ、在實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)后的混合物中加足量的水溶解，過(guò)濾得到固體，洗滌、干燥并用天平稱量，質(zhì)量為0.5g。Ⅱ、將一定量的CO通入濾出的固體，按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析生成了銅澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生了二氧化碳玻璃管內(nèi)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象___________________________，寫出瓶?jī)?nèi)澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式____________________________________。[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]氧化銅能在氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)中起催化作用。（4）[實(shí)驗(yàn)反思]小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)【探究二】（Ⅱ）中的實(shí)驗(yàn)裝置從環(huán)保角度考慮有一個(gè)缺陷，改進(jìn)的方法是___________________________；該實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)燃酒精燈前，先通CO一段時(shí)間的目的是_______________________________________________________________。（5）【探究三】氧化銅與二氧化錳對(duì)于過(guò)氧化氫的催化效果進(jìn)行比較。小青同學(xué)用圖1所示的裝置進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，在試管中分別加入等質(zhì)量的氧化銅和二氧化錳，分別將注射器內(nèi)盛有的雙氧水緩慢注入試管中，利用注射器收集氧氣，收集到氧氣的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。通過(guò)對(duì)圖像2的分析，能得出的結(jié)論有：①_______________________________________________________________；②____________________________________。（6）由氧化銅催化的反應(yīng)，t1-t2時(shí)間段反應(yīng)速率逐漸變慢，原因是________________________________________________________________________。12．某化學(xué)興趣小組閱讀課外資料得知，雙氧水分解除了二氧化錳作催化劑，還可以用氧化銅等物質(zhì)作催化劑，于是對(duì)氧化銅產(chǎn)生了探究興趣?！咎岢鰡?wèn)題】氧化銅是否也能作氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果更好？實(shí)驗(yàn)序號(hào)KClO3質(zhì)量其他物質(zhì)質(zhì)量待測(cè)數(shù)據(jù)①1.2g②xCuO0.5g③1.2gMnO20.5g（1）表中x應(yīng)該是_________；上述實(shí)驗(yàn)測(cè)量的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是_____________________________________。（2）若實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)①的“待測(cè)數(shù)據(jù)”更___________________________(填“大”或“小”)，說(shuō)明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率。（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的固體加水溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量得到0.5g黑色粉末，這是為了證明氧化銅的_________在反應(yīng)前后沒(méi)有改變。（4）【預(yù)期結(jié)論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑?！驹u(píng)價(jià)設(shè)計(jì)】你認(rèn)為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)②對(duì)比的目的是____________________________________；上述實(shí)驗(yàn)探究不能證明氧化銅能作氯酸鉀分解的催化劑，其理由是_______________________________________________________________。（5）【實(shí)驗(yàn)拓展】大家從課外資料上還獲得下列信息：氧化鐵、硫酸銅、豬肝、馬鈴薯等也可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法正確的是_________。A．二氧化錳可作任何反應(yīng)的催化劑B．同一個(gè)反應(yīng)可能有多種催化劑C．催化劑一定能加快反應(yīng)速率D．沒(méi)有催化劑化學(xué)反應(yīng)不能發(fā)生E.對(duì)很多工業(yè)反應(yīng)，加入催化劑能起到增加生成物的質(zhì)量的效果參考答案1．（1）過(guò)氧化氫→二氧化錳水+氧氣（2）氧氣中水蒸氣含量較大，氧氣不純（3）5；（4）反應(yīng)為放熱反應(yīng)；二氧化錳；慢；隨著反應(yīng)進(jìn)行，過(guò)氧化氫濃度減小，反應(yīng)速率減慢【解析】（1）過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫→（2）圖1實(shí)驗(yàn)中使用加熱方法，帶火星木條未復(fù)燃的原因是得到氧氣中水蒸氣含量較大，氧氣不純；（3）探究影響過(guò)氧化氫分解速率的因素；比較表格可知，實(shí)驗(yàn)中過(guò)氧化氫溶液體積應(yīng)該相等，則V=5；實(shí)驗(yàn)①和②控制變量為過(guò)氧化氫溶液的濃度，對(duì)比可知，過(guò)氧化氫分解速率與過(guò)氧化氫溶液濃度有關(guān)；實(shí)驗(yàn)③和④控制變量為溫度，若x<49.21，可以得出溫度越高，過(guò)氧化氫分解速率越快的結(jié)論；（4）①實(shí)驗(yàn)中造成U形管內(nèi)紅墨水液面左低右高的可能原因是反應(yīng)為放熱反應(yīng)，裝置中溫度升高，氣體膨脹，壓強(qiáng)變大，導(dǎo)致U形管左側(cè)液面下降右側(cè)液面上升；②由圖像曲線可知，得到相同體積氧氣加入二氧化錳所需時(shí)間更短，故過(guò)氧化氫分解催化效果較好的催化劑是二氧化錳；③由氧化銅催化的反應(yīng)，t1-t2時(shí)間段相同時(shí)間內(nèi)收集到氧氣的體積越來(lái)越少，說(shuō)明反應(yīng)速率逐漸變慢，原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行，過(guò)氧化氫濃度減小，反應(yīng)速率減慢。2．（1）升高；增大（2）復(fù)燃；0.2（3）好；短【解析】（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，相同濃度的過(guò)氧化氫溶液，溫度越高，過(guò)氧化氫分解越快；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，相同溫度的過(guò)氧化氫溶液，濃度越大，過(guò)氧化氫分解越快；（2）分析圖示實(shí)驗(yàn)方案可知，實(shí)驗(yàn)原理是過(guò)氧化氫在氧化銅的催化作用下分解生成水和氧氣，步驟③現(xiàn)象是試管內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，所以步驟⑥，稱量后固體質(zhì)量仍為0.2g；（3）①相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積，體積越多，催化效果越好；②生成同等體積的氧氣，所需時(shí)間越短，催化效果越好。3．（1）2（2）關(guān)閉分液漏斗活塞，拉動(dòng)注射器活塞，松手后注射器活塞回到原來(lái)的位置，說(shuō)明氣密性良好（3）對(duì)照/對(duì)比；體積（4）需要驗(yàn)證其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)有無(wú)改變（5）錐形瓶的瓶塞被氣體沖松開(kāi)或反應(yīng)停止，溫度下降（6）【解析】【解答】（1）雙氧水在二氧化錳做催化劑的條件下反應(yīng)生成水和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O（2）盡管與氣體有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置各不相同，但對(duì)裝置氣密性檢查的原理不外乎兩種：一是利用氣體受熱體積膨脹；二是利用溫度一定，一定量氣體產(chǎn)生的壓力一定的原理。所以實(shí)驗(yàn)前檢查該裝置氣密性的方法是：關(guān)閉分液漏斗活塞，拉動(dòng)注射器活塞，松手后注射器活塞回到原來(lái)的位置，說(shuō)明氣密性良好，故填：關(guān)閉分液漏斗活塞，拉動(dòng)注射器活塞，松手后注射器活塞回到原來(lái)的位置，說(shuō)明氣密性良好（合理即可）。（3）實(shí)驗(yàn)①中沒(méi)有加入催化劑，所以實(shí)驗(yàn)編號(hào)①起到了對(duì)照（或?qū)Ρ龋┳饔茫灰勘容^反應(yīng)快慢，可測(cè)量相同時(shí)間生成氣體的體積。故填：對(duì)照或?qū)Ρ?；體積。（4）由催化劑的概念可知，在化學(xué)反應(yīng)中，能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有變化的物質(zhì)是催化劑，但該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有驗(yàn)證器質(zhì)量與化學(xué)性質(zhì)是否改變，所以對(duì)此觀點(diǎn)不正確，故填：需要驗(yàn)證其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)有無(wú)改變。（5）壓強(qiáng)曲線上升到最高點(diǎn)后突然下滑，說(shuō)明錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小。可能是錐形瓶的瓶塞被氣體沖松開(kāi)導(dǎo)致氣壓減小，還可能是過(guò)氧化氫分解過(guò)程中會(huì)放出熱量，反應(yīng)停止，不再產(chǎn)生氣體，溫度降低導(dǎo)致氣壓減小。故填：錐形瓶的瓶塞被氣體沖松開(kāi)或反應(yīng)停止，溫度下降。（6）①無(wú)催化劑，③有催化劑，催化劑可使反應(yīng)速率加快，但不能改變生成物的質(zhì)量，反應(yīng)物質(zhì)量相同，最終產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量相等，所以實(shí)驗(yàn)①③產(chǎn)生氧氣含量的示意圖為：。4．（1）2H2O2MnO2__2H2O+O2↑（2）A；催化作用（3【解析】【解答】（1）過(guò)氧化氫溶液在二氧化錳作催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)生成水、氧氣，圖1裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O2MnO2__2H2（2）圖2裝置可以控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，關(guān)閉圖2裝置中的活塞，氣體不能排出，試管內(nèi)壓強(qiáng)變大，液體被壓進(jìn)長(zhǎng)頸漏斗中與固體脫離，反應(yīng)停止，打開(kāi)活塞，氣體排出，試管內(nèi)壓強(qiáng)變小，液體進(jìn)入試管內(nèi)與固體接觸，反應(yīng)發(fā)生。所以塊狀固體應(yīng)放置在A處，其中二氧化錳是該反應(yīng)的催化劑，作用是催化作用。（3）①由表中數(shù)據(jù)可知，收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%時(shí)，可使帶火星的木條復(fù)燃。②本實(shí)驗(yàn)中使用帶火星的木條驗(yàn)滿氧氣的方法不可靠，因?yàn)楫?dāng)氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)為35%時(shí)，就可以使帶火星的木條復(fù)燃。③若只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，則氧氣的含量最低為35%，此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度約為82℃。5．（1）裝置氣密性良好（2）2（3）木炭燃燒，發(fā)出白光，澄清石灰水變渾濁（4）3、4；與氧氣接觸（5）溫度達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，且與氧氣接觸；2N【解析】（1）在連接好裝置后，關(guān)閉彈簧夾，將錐形瓶置于冰水中，觀察到燒杯中的導(dǎo)管內(nèi)形成一段液柱，且液面不下降，說(shuō)明裝置氣密性良好，故填：裝置氣密性良好；（2）錐形瓶中過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O（3）過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以步驟4中點(diǎn)燃酒精燈一段時(shí)間后，可觀察到木炭在氧氣中燃燒，發(fā)出白光，澄清石灰水變渾濁，故填：木炭燃燒，發(fā)出白光，澄清石灰水變渾濁；（4）步驟3中木炭只與氧氣接觸，溫度未達(dá)到著火點(diǎn)，木炭不燃燒；步驟4中木炭與氧氣接觸，點(diǎn)燃酒精燈加熱，溫度達(dá)到著火點(diǎn)，木炭燃燒，對(duì)比步驟3、4的現(xiàn)象，得出可燃物燃燒需要溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；步驟5中木炭未與氧氣接觸，溫度達(dá)到著火點(diǎn)，木炭不燃燒，對(duì)比步驟4、5的現(xiàn)象，得出可燃物燃燒需要的條件是與氧氣接觸，故填：3、4；與氧氣接觸；（5）過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，且反應(yīng)放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2C6．（1）1000（2）2H2O2（4）液面上升；將催化劑抽離過(guò)氧化氫溶液（5）4P+5O2【解析】（1）由圖示可知，原過(guò)氧化氫溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，溶液質(zhì)量為500g，若將整瓶溶液配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的過(guò)氧化氫溶液，設(shè)需要加水的質(zhì)量為x，根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變列等式為：500g×30%=（500g+x）×10%，解得：x=1000g，即需加水的質(zhì)量為1000g；（2）過(guò)氧化氫在二氧化錳作催化劑條件下反應(yīng)生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H（3）①根據(jù)甲裝置的工作原理，當(dāng)液體和二氧化錳固體接觸時(shí)產(chǎn)生氧氣，關(guān)閉活塞K后，試管內(nèi)氣壓增大，將過(guò)氧化氫溶液擠壓入長(zhǎng)頸漏斗，使得過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳固體分離，從而使反應(yīng)停止，所以二氧化錳固體應(yīng)放在多孔隔板上；③打開(kāi)活塞K時(shí)，液體和二氧化錳固體接觸時(shí)產(chǎn)生氧氣，關(guān)閉活塞K后，試管內(nèi)氣壓增大，將過(guò)氧化氫溶液擠壓入長(zhǎng)頸漏斗，使得過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳固體分離，從而使反應(yīng)停止；（4）①當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓增大時(shí)，會(huì)將過(guò)氧化氫溶液擠壓入安全管內(nèi)，此時(shí)可觀察到安全管內(nèi)的液面上升；②當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓增大時(shí)，需要減緩過(guò)氧化氫的分解速率，使反應(yīng)速率降低或停止，所以此時(shí)需要將催化劑抽離過(guò)氧化氫溶液；（5）白磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O2點(diǎn)燃7．水槽；試管；過(guò)氧化氫→二氧化錳水+氧氣；防止冷凝水回流，炸裂試管；先將導(dǎo)管移出水面；【解析】①據(jù)圖可知儀器a是水槽，b是試管；②A裝置屬于固液常溫型制取氣體裝置，用A裝置可使過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化下制取氧氣，文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫→二氧化錳水B、C裝置組裝在一起制氧氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱前要先進(jìn)行的操作是先將導(dǎo)管移出水面，防止水倒吸引起試管炸裂；③若用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，不需加熱，故答案為：發(fā)生裝置A，在加試劑之前要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；④氧氣不易溶于水，所以收集較純凈的氧氣用排水法，可選用的裝置是C；⑤已知一氧化氮?dú)怏w的密度比空氣略大，難溶于水，在空氣中容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，則收集一氧化氮?dú)怏w時(shí)應(yīng)選用排水法，選用圖中裝置C。8．（1）混合物（2）過(guò)氧化氫（3）c→b（4）其他條件相同時(shí)，過(guò)氧化氫溶液的濃度越大，過(guò)氧化氫分解生成氧氣越快（5）x1＜x2＜x3（6）溫度對(duì)過(guò)氧化氫分解生成氧氣快慢是否有影響【解析】【解釋與結(jié)論】（1）過(guò)氧化氫溶液中含有過(guò)氧化氫的水，屬于混合物；

（2）過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣，文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫→二氧化錳水+氧氣；

（3）實(shí)驗(yàn)中氧氣發(fā)生裝置中產(chǎn)生的氧氣進(jìn)入盛滿水的多功能瓶中，將水排到量筒中，從而測(cè)出產(chǎn)生氧氣的體積，故實(shí)驗(yàn)裝置中各導(dǎo)管口的連接順序?yàn)閍→c→b→d；

（4）有實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)來(lái)看，過(guò)氧化氫溶液的濃度越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積越大，說(shuō)明其他條件相同時(shí)，過(guò)氧化氫溶液的濃度越大，過(guò)氧化氫分解生成氧氣越快；

（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)2得到“其他條件相同時(shí)，二氧化錳的質(zhì)量越大，過(guò)氧化氫分解生成氧氣如越快”的結(jié)論，則x1、x2、x3數(shù)值大小關(guān)系為x1＜x【實(shí)驗(yàn)拓展】（6）實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2均是在室溫下進(jìn)行，還可以研究問(wèn)題是溫度對(duì)過(guò)氧化氫分解生成氧氣快慢是否有影響。9．（1）2H（2）裝置內(nèi)含有空氣，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為21%；MnO2；因?yàn)槎趸i作催化劑時(shí)，產(chǎn)生等量氧氣所需要的時(shí)間比FeCl3更短；氯化鐵或FeCl3【解析】【解答】（1）實(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液制取氧氣時(shí)，H2O2在MnO2作催化劑的條件下反應(yīng)生成水和氧氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為2H（2）①空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為21%，裝置內(nèi)含有空氣，故開(kāi)始時(shí)傳感器測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)不為0；②由圖像可知，當(dāng)加入過(guò)氧化氫溶液后，氧氣的體積分?jǐn)?shù)從同一起點(diǎn)到32%的過(guò)程中，用MnO2作催化劑所用的時(shí)間為9s，而用FeCl3作催化劑所用的時(shí)間大于60s，即產(chǎn)生等量氧氣，用MnO2比用FeCl3作催化劑所需的時(shí)間更少，故使H2O2分解較快的催化劑是MnO2；③圖中實(shí)驗(yàn)裝置采用長(zhǎng)頸漏斗添加過(guò)氧化氫溶液，加入的過(guò)氧化氫會(huì)全部與催化劑接觸發(fā)生反應(yīng)，為了使反應(yīng)平緩，應(yīng)使用催化速度較慢的催化劑，故此時(shí)選FeCl3作為催化劑較為合適。10．（1）KClO3→CuOΔKCl+O【解析】（1）通過(guò)分析資料中的數(shù)據(jù)可知，氧化銅開(kāi)始反應(yīng)溫度和劇烈反應(yīng)溫度都較低，氧化銅催化效果最好，實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制氧氣，如果不用二氧化錳，最好選用上述表格中的氧化銅作為催化劑，氯酸鉀在氧化銅做催化劑條件下加熱生成氯化鉀和氧氣，該反應(yīng)符號(hào)表達(dá)式為：KClO（2）該實(shí)驗(yàn)的目的是探究催化劑種類對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，所以除了催化劑種類不同，其他條件都應(yīng)相同，氯酸鉀的質(zhì)量為3g，故實(shí)驗(yàn)③中x的值應(yīng)為3；從實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)后的固體中提取其中的氧化銅，稱量，結(jié)果為1g，與反應(yīng)前質(zhì)量相等，可以得出的結(jié)論是：化學(xué)反應(yīng)前后，氧化銅的質(zhì)量不變；將實(shí)驗(yàn)④后得到1g固體和3g氯酸鉀混合均勻后加熱，現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)③相同，可以得出的結(jié)論是：化學(xué)反應(yīng)前后，氧化銅的化學(xué)性質(zhì)不變；實(shí)驗(yàn)②③除了催化劑種類不同，其他因素都相同，所以對(duì)比的目的是：探究二氧化錳和氧化銅，哪一種催化劑的催化效果好。（3）實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②除了過(guò)氧化氫溶液的濃度不同，其他因素都相同，收集相同體積氧氣所需時(shí)間不同，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率還與濃度有關(guān)；實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)④，除了溫度不同，其他因素都相同，而且溫度越高，收集等體積氧氣所