2.3.2用过氧化氢制氧气、分解反应(学案+答案)

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第2课时　用过氧化氢制氧气、分解反应
核心·易错
判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)凡是含氧的物质都可以作为实验室制氧气的原料(　　)
(2)过氧化氢只有加了催化剂才能分解放出氧气(　)
(3)二氧化锰和过氧化氢溶液混合时有气体产生,该反应是分解反应(　)
(4)催化剂的化学性质在化学反应后发生了变化(　)
(5)向过氧化氢溶液中加入二氧化锰可以增加产生氧气的质量(　)
(6)有多种物质生成的反应都属于分解反应(　)
(7)工业制取氧气时,发生的是化学变化(　)
(8)工业制取氧气发生的是分解反应(　)
[核心知识]
1.实验室制氧气的原理:
(1)不加热:过氧化氢水+氧气
(2)加热:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
氯酸钾氯化钾+氧气
2.分解反应
表达式:CA+B+…(一变多)
[易错点拨]
催化剂只能改变(加快或减慢)反应的速率,不能决定反应能否发生,不能增加或减少生成物的质量。
1.下列关于产生氧气的方法或途径的叙述中,错误的是(　)
A.空气中的氧气主要来自绿色植物的光合作用
B.工业上分离液态空气制取氧气的过程中发生的是分解反应
C.在二氧化锰的催化作用下,过氧化氢分解可制得氧气
D.实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气
2.在实验室里制取氧气,既可采用分解过氧化氢的方法,也可采用分解氯酸钾的方法,上述两种方法的主要共同点有(　)
①使用二氧化锰均可改变其反应速率
②反应都不需要加热
③都通过分解含氧物质来达到目的
④两种方法所需仪器相同
A.①③
B.③④
C.①②
D.②④
3.[2020·云南]
下列有关催化剂的说法正确的是(　)
A.在化学反应后其质量增加
B.在化学反应后其质量减少
C.在化学反应后其化学性质发生了变化
D.催化剂能改变化学反应速率
4.“神舟十一号”太空舱利用铁酸镍(NiFe2O4)将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气,而NiFe2O4的质量和化学性质都不变,则NiFe2O4在该过程中是(　　)
A.反应物
B.生成物
C.催化剂
D.消毒剂
5.下列反应中,既不属于分解反应也不属于化合反应的是(　)
A.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
B.木炭+氧气二氧化碳
C.甲烷+氧气二氧化碳+水
D.氯酸钾氯化钾+氧气
6.[2019·永州]
在进行实验室制备和收集氧气的过程中,下列有关做法不正确的是(　)
图2-3-9
A.选择装置①或②作为氧气的发生装置
B.选择装置③或④作为氧气的收集装置
C.装置④有气泡冒出时立即收集气体
D.将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
7.15%的过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会剧烈反应产生氧气,实验室欲利用15%的过氧化氢溶液制取氧气,则下列装置中,仪器选择和药品放置最合理的是(　)
图2-3-10
8.某兴趣小组提供了一些气体制备和收集的实验装置,如图2-3-11所示,按要求回答下列问题。
图2-3-11
(1)a仪器的名称是　　　　。?
(2)若要用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料制取氧气,应选用的发生装置为　　　　(填字母),若要收集到干燥的氧气,则收集装置为　　　　(填字母)。?
(3)用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,其中二氧化锰是催化剂,反应的文字表达式为　　　　　　　　　　　　　　　　。为了证明二氧化锰的催化作用,进行了如下实验:?
①加热a
g氯酸钾;
②加热a
g氯酸钾和b
g二氧化锰的混合物,充分反应后,将剩余固体进行溶解、过滤、洗涤、干燥、称量。
③加热a
g氯酸钾和②中得到的固体的混合物。
为了直观对比实验①和②产生氧气的快慢,应用装置　　　　(填字母)收集氧气。若①中氯酸钾的分解速率比②中明显慢,②中最后称得固体质量为　　　　g,②③中氯酸钾的分解速率相当,则证明二氧化锰在反应中作催化剂。?
9.过去教材中实验室制氧气,常用氯酸钾与二氧化锰混合加热制取,从预热到收集满一瓶(250
mL)氧气大约需8~10
min,曾有同学去闻自己收集到的氧气,想找找吸氧的感觉,结果却闻到刺激性气味(少量氯酸钾发生副反应生成有毒的氯气)。现在教材已改用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气,两套实验装置图如图2-3-12所示。
图2-3-12
(1)写出两个反应的文字表达式:　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　。这两个反应的基本反应类型为　　　　
。?
(2)使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是①　　　
　　　;②　　　　　　　。?
10.下表是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验
序号
过氧化氢溶
液浓度/%
过氧化氢溶
液体积/mL
温度
/℃
二氧化锰
的用量/g
收集氧气的
体积/mL
反应所需
的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
—
2
49.21
④
30
5
55
—
2
10.76
(1)通过实验　　　和实验　　　对比可知,化学反应速率与反应物的浓度有关;通过实验③和实验④对比可知,化学反应速率与　
有关。?
(2)用一定量的15%的过氧化氢溶液制氧气,在不影响产生氧气质量的前提下,为了减慢反应速率,可采取的措施是　
。?
11.[2020·无锡]
某化学兴趣小组设计如下表所示的对比实验来比较二氧化锰、氧化铜对过氧化氢分解的催化效果,所用实验装置如图2-3-13所示。
实验序号
过氧化氢溶液
催化剂
实验1
5
mL　4%
粉末状二氧化锰　0.2
g
实验2
5
mL　4%
粉末状氧化铜　0.2
g
图2-3-13
(1)实验1中制取氧气的文字表达式为　　　　　　　
　　　　　。?
(2)实验需要测量并记录的数据有:氧气体积和　　　　　　　　　　。?
(3)实验时,分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中,测量并记录数据,实验过程中发现U形管内右侧液面上升,原因是　
。?
(4)结论:二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铜好,得出该结论的依据是?
。?
典题讲评与答案详析
[核心·易错]
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
(8)×
[应考能力提升练]
1.B　[解析]
空气中的氧气主要是通过绿色植物的光合作用产生的;工业制氧气的原理是根据空气中各成分沸点的不同分离液态空气,此过程属于物理变化,而分解反应的前提必须是化学变化;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气;实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气。
2.A　[解析]
实验室里用分解过氧化氢和氯酸钾的方法制取氧气的共同点是两种反应物都是含氧物质,均可以加入二氧化锰作催化剂。
3.D　[解析]
催化剂在化学反应后其质量和化学性质均不变;催化剂能改变化学反应的速率。
4.C　
5.C　[解析]
甲烷与氧气在点燃的条件下反应,生成两种新的物质,既不属于分解反应也不属于化合反应。
6.C　[解析]
用排水法收集气体时,要等到导管口气泡均匀且连续冒出时再收集,防止收集的气体不纯。
7.D　[解析]
D中从分液漏斗中加入过氧化氢溶液,可以控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,使生成氧气的速率变平稳。
8.(1)集气瓶　
(2)B　E　
(3)氯酸钾氯化钾+氧气　C　b
[解析]
(1)a仪器的名称是集气瓶。(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料制取氧气,发生装置应选固液不加热型装置,因要收集干燥的氧气,所以选择向上排空气法收集。(3)用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,其中二氧化锰是催化剂,生成氯化钾和氧气;要证明二氧化锰具有催化作用,需要证明二氧化锰能加快氯酸钾分解的速率,且反应前后其质量和化学性质不变。对比实验①和②中产生氧气的快慢,用排水法能记录收集一瓶氧气所需要的时间。二氧化锰是催化剂,反应后其质量一定是b
g。
9.(1)氯酸钾氯化钾+氧气　
过氧化氢氧气+水　分解反应
(2)常温反应,不需加热　反应速率较快(或制得的氧气纯净或操作简便或无污染)
10.(1)①　②　温度　(2)加水稀释(合理即可)
[解析]
(1)由表中数据分析可知:实验①和实验②中过氧化氢溶液浓度不同而其他条件均相同,可知这一过程是探究反应物的浓度与反应速率的关系;实验③和实验④中温度不同而其他条件相同,是探究温度对化学反应速率的影响。(2)从实验①和实验②分析可知,反应物的浓度越大,化学反应速率越快,所以用一定量的15%的过氧化氢溶液制氧气,在不影响产生氧气质量的前提下,为了减慢反应速率,可采取的措施是加水稀释。
[初高衔接拓展练]
11.(1)过氧化氢水+氧气
(2)收集氧气所需要的时间
(3)反应放热
(4)产生相同体积的氧气时二氧化锰作催化剂所用的时间短
[解析]
(2)实验需要测量并记录的数据有:氧气体积和收集氧气所需要的时间,因为可通过测定收集相同体积的氧气所需要的时间来比较两者的催化效果。(3)实验过程中发现U形管内右侧液面上升,是因为过氧化氢分解生成氧气时会放出热量。
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