3.2 氧气的制取
【题型1】实验室制取氧气的反应原理 1
【题型2】氧气的制取装置 3
【题型3】氧气的收集、检验和验满 6
【题型4】仪器装置的连接 8
【题型5】实验装置的气密性检查 10
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项 14
【题型7】催化剂与催化作用 16
【题型8】分解反应及其判定 18
【题型1】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】实验室制氧气时，不可缺少的条件是（ ）
A.必须使用催化剂
B.必须用固体药品
C.必须用含氧的物质作反应物
D.必须要加热
【举一反三2】如图所示四种途径都可以得到氧气(反应条件已省略)，下列说法错误的是( )
A.根据绿色化学理念，甲途径是实验室制氧气的最佳方案
B.为了使甲、乙两种途径更快地得到氧气，还需要加入催化剂
C.甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是分解反应
D.工业上采用丁途径制取大量氧气，主要是利用了氮气和氧气的密度不同
【举一反三3】下列图像符合其描述情况的是( )
A.①表示：用双氧水制取氧气时，二氧化锰的质量随着反应的进行发生的变化
B.②表示：a、b两试管中分别装有相同质量5%的过氧化氢溶液，向 a试管中加入催化剂后，随着反应的进行氧气的生成情况
C.③表示：在密闭容器中用足量红磷测定空气中氧气含量的实验中，随着反应的进行固体总质量的变化情况
D.④表示：用双氧水制取氧气时，生成氧气的质量随着双氧水的质量的变化情况
【题型2】氧气的制取装置
【典型例题】在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集氧气，集气瓶未装满水
B.用向上排空气法收集氧气，导管伸入到集气瓶的底部
C.用排水法收集氧气，导管口气泡连续并比较均匀地放出时收集
D.用排水法收集氧气，收集满后，在液面下盖上玻璃片
【举一反三1】如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气的实验装置，下列现象描述正确的是（ ）
A.气球胀大，红墨水左移
B.气球缩小，红墨水右移
C.气球胀大，红墨水右移
D.气球缩小，红墨水左移
【举一反三2】在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是( )
A.酒精灯
B.试管
C.漏斗
D.集气瓶
【举一反三3】实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三4】某同学用如图装置制取氧气，请回答：
（1）写出标号仪器的名称：①______________________；②______________________。
（2）用高锰酸钾制取和收集较纯净氧气的装置应选用___________和___________（填字母），该反应的文字表达式为______________________。停止加热时，应先___________，然后再___________。
（3）在医院里给病人输氧时，在氧气钢瓶和病人吸氧器之间连接一个类似如图所示的装置，在装置中盛放大约半瓶蒸馏水， （填“a”或“b”）端的导气管连接在供氧气的钢瓶上。
【举一反三5】根据下列装置图，回答问题：
（1）仪器a的名称是______________________。
（2）若用过氧化氢溶液制取氧气时，应选取的发生装置为___________，其反应的文字表达式为______________________。
（3）若用高锰酸钾制取氧气时，应选取的发生装置为___________，该装置错误的地方是______________________，其反应的文字表达式为______________________。
（4）若选取F装置，采用排空气法收集氧气，氧气应从 ___________端（填“m”或“n”）通入。
（5）甲烷是一种无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集纯净的甲烷应选择的装置组合是______________________。
【题型3】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】下列实验操作或数据中，正确的是（ ）
A.检查装置气密性
B.氧气的验满
C.闻气体气味
D.量取17.5 mL液体
【举一反三1】实验室用高锰酸钾制取氧气并验证其性质时有如图所示的操作，其中错误的是( )
A.制取并收集
B.加固体试剂
C.验证氧气
D.铁丝在氧气中燃烧
【举一反三2】氧气的收集、检验与验满
(1)能用排水法收集氧气的原因是______________________。
(2)用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是______________________。
【举一反三3】实验室部分仪器或装置如图所示，请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称： ① ； ② 。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选用 (填字母)装置作反应容器，制取氧气的文字表达式为 ，可选用 (填字母)装置收集氧气。检验氧气是否收集满的方法是 。小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验时，瓶底留少量水的原因是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时，试管口应 ，原因是 。
(4)氨气(NH3)是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小且极易溶于水。实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气，应选用上述装置 (填序号)来制取并收集该气体。
【举一反三4】实验室部分仪器或装置如图所示，请回答下列问题：
(1)写出图中标号①的仪器名称： 。
(2)若用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，则应选择的一套实验装置为 (填字母)；若用装置e收集氧气，如何验证氧气已经集满？ 。
【题型4】仪器装置的连接
【典型例题】化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作正确的是( )
A.连接仪器
B.闻气体气味
C.滴加液体
D. 读取液体体积
【举一反三1】下列实验操作中，不符合规范要求的是（ ）
A.读取液体体积
B.闻气味
C.过滤
D.连接仪器
【举一反三2】下列有关仪器连接的说法正确的是( )
A.连接仪器时，所有仪器都需要用水润湿
B.先将仪器固定在铁架台上再进行连接
C.连接仪器时，应将橡胶塞缓慢转动塞进容器口
D.把试管放在桌面上，然后用力塞进塞子
【举一反三3】正确的实验操作是实验成功的前提，下列基本实验正确的是( )
A.组装仪器
B.氧气验满
C.取用固体
D.加热液体
【题型5】实验装置的气密性检查
【典型例题】下列实验操作合理的是（ ）
A.向燃着的酒精灯中添加酒精
B.量取液体的体积
C.放置刚洗净的试管
D.检查装置气密性
【举一反三1】下列实验操作不正确的是（ ）
A.点燃酒精灯
B.检查气密性
C.加热液体
D.倾倒液体
【举一反三2】装置的气密性决定着实验的成败，实验时首先要对装置的气密性进行检查。以下装置操作图中不能用于检查气密性的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】下列实验操作正确的是（ ）
A.检查气密性
B.处理废液
C.铁钉放入试管
D.加热试管中的液体
【举一反三4】元旦假期化学老师带领实验小组的同学来到了萍洲书院进行了化学实验技能竞赛活动，以下实验操作错误的是（ ）
A.连接仪器
B.读取液体体积
C.气味
D.检查气密性
【举一反三5】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作，请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在___________之后，在___________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时，观察到水中的导管口呈现为放大图中的___________(填“甲”“乙”或“丙”)，松开手后，水沿导管上升，形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；若未观察到此现象，可能的原因是___________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是______________________。
【举一反三6】填空：
(1)某同学想要量取27 mL液体，读数视线如图所示。则量筒内液体的实际体积 27 mL(填“＜”“＞”或“=”)。
(2)检查图1装置气密性的操作是 ，进行该操作时伸入水中的导管末端可能会出现如图2所示的现象。如果装置的气密性良好，很快会出现的是 (填字母，下同)，冷却后出现的是 ；如果装置的气密性不好，最有可能出现的是 。
【举一反三7】科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气密性检查”类问题建构了如图1所示思维模型，请你结合思维模型完成图2装置的气密性检查：
(1)请在图2中补画液体，构建封闭体系。
(2)构建封闭体系后，向左推注射器会__________________ (填“增大”或“减小”，后同)压强，向右拉注射器会__________________压强。
(3)当缓慢拉动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到______________________________ (填字母，后同)；当缓慢推动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到__________________。
A.锥形瓶中液面上升 B.注射器内有液体进入
C.长导管口有气泡产生 D.长导管内液面上升
(4)若注射器连接长导管，“气密性检查”是否能顺利进行，请说明原因：__________________。
【举一反三8】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作，请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在___________之后，在___________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时，观察到水中的导管口呈现为放大图中的___________(填“甲”“乙”或“丙”)，松开手后，水沿导管上升，形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；若未观察到此现象，可能的原因是___________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是______________________。
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室常用过氧化氢溶液制取氧气，下列错误的是（ ）
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
【举一反三1】实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列操作正确的是( )
A.给试管中的固体加热时，试管口稍微向上倾斜
B.导管口开始有气泡冒出时，立即开始收集
C.实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯
D. 固定盛有试剂的试管时，铁夹夹在试管中部
【举一反三2】加热高锰酸钾制取氧气的主要操作有：
①装试剂 ②固定装置 ③检查装置的气密性 ④连接仪器
⑤加热 ⑥收集气体 ⑦熄灭酒精灯 ⑧从水槽中移出导管
制取氧气的正确操作顺序为_____________ (填序号)。
【举一反三3】高锰酸钾制取氧气步骤如下：①查装置的气密性；②给试管加热，排出试管内空气；③用铁夹把试管固定在铁架台上，并使试管口略向下倾斜；④将高锰酸钾加入试管，并在试管口塞一小团棉花，用带导管的塞子塞紧；⑤熄灭酒精灯；⑥用排水法收集氧气；⑦将导管从水槽中取出。
(1)用序号填写正确顺序：___________。
(2)必须保证⑤⑦两步顺序不能颠倒的原因：______________。
【举一反三4】如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气，收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号)，选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下：①加热；②检查装置气密性；③装入高锰酸钾，并在试管口放一团棉花；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中撤出导管；⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (填字母)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气，若直接用30%的过氧化氢溶液，反应速率太快。为获得平稳的气流，图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号)，反应的符号表达式为 。
【举一反三5】实验室常用下列装置制取气体，请根据所学知识回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)若选用装置A用高锰酸钾制取氧气，需要改进的地方是 ，该反应所属的基本反应类型是 。
(3)选用装置B进行实验时，应该先 ，收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致 。
(4)图中装置D是收集到的两瓶氧气，若进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，应选用的是装置 (填“C”或“D”)，实验现象是 。
(5)若想测量产生氧气的体积，应将装置E中 (填“①”或“②”)端与量筒连接。
(6)下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 (填字母)。
A．使用前，加湿仓应注满水
B．加湿仓类似于排水集气装置
C．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【题型7】催化剂与催化作用
【典型例题】以下是某研究小组探究影响分解速率部分因素的相关实验数据：
则下列说法错误的是( )
A.对比实验①和②可知，溶液浓度越大，反应速率越快
B.对比实验②和③可知，温度越高，反应速率越快
C.实验③、④完全分解产生的氧气一样多
D.由上述实验数据可以得出是过氧化氢分解的催化剂
【举一反三1】下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A.催化剂只能加快化学反应速率，但本身的化学性质不变
B.催化剂不能改变生成物的质量
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【举一反三2】实验室中用过氧化氢溶液制取氧气时，没有加入二氧化锰，产生的结果是( )
A.不会生成氧气 B.生成氧气速率慢 C.生成氧气量少 D.没有任何的影响
【举一反三3】在分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用的实验中，发现只有过氧化氢在消耗，这说明了二氧化锰在这个反应中，其______和________没有改变，因此它不是反应物。
【举一反三4】阅读文本，回答问题：
催化剂
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叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。活化能可以用于表示一个化学反应发生所需要的最小能量。不同的化学反应所需的活化能差别很大。化学反应速率与其活化能的大小密切相关。活化能越低，反应速率越快。因此，降低活化能会有效地促进反应的进行。催化剂的作用是降低化学反应发生所需要的活化能。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，某些化学反应也并非只有唯一的催化剂。催化剂在各行各业中广泛使用，但催化剂的活性(即催化作用的能力)也并非一成不变。催化剂在使用过程中受种种因素的影响，会急剧地或缓慢地失去活性，称为催化剂中毒。
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物可以得到氯化钾和氧气，反应结束后通过对反应剩余固体的分离和提纯后，发现二氧化锰的质量和化学性质与反应发生前保持一致，如果在加热氯酸钾时加入少量的高锰酸钾也能使氯酸钾分解的速率明显加快，此时高锰酸钾 (填“是”或“不是”)该反应的催化剂。
(3)下列说法中，正确的是 (填字母)。
A．催化剂不能改变生成物的质量
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．一个反应只有一种催化剂
D．催化剂中毒后会失去活性
【举一反三5】学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后，同学们对催化剂产生了兴趣，他们开展了以下探究。
[查阅资料](1)很多植物对过氧化氢溶液的分解有催化作用。
(2)压强传感器可以测量密闭体系内气体压强的变化。
[实验操作]
(1)在27.8 ℃，100.7 kPa时，将具支试管的支管通过胶皮管与压强传感器连接(如图1所示)，取2.0 g 植物碎末放入具支试管中。
(2)用量筒量取2 mL 3%过氧化氢溶液，倒入具支试管中并立即塞上橡胶塞，同时启动数据采集程序采集数据。更换相同质量，不同种类的植物碎末，重复实验(1)和(2)。
(3)不加入植物碎末，重复实验(1)和(2)，做空白实验。
(4)将采集到的数据用电脑进行处理，得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。实验操作(3)的目的是_______________。
[实验结论]由图2可知，催化效果最好的是______________。
[交流反思]上海青叶作催化剂时，200 s前曲线迅速升高的原因是_______________；200 s后曲线略有下降的原因是_______________。 除此之外，你还可以从图2中得出的结论是______________________________。
【题型8】分解反应及其判定
【典型例题】下列反应属于分解反应的是( )
A.氢气+氧气水
B.水氢气+氧气
C.黄泥水→黄泥+水
D.甲烷+氧气水+二氧化碳
【举一反三1】下列化学反应中，属于分解反应的是（ ）
A.红磷+氧气五氧化二磷
B.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯气+氢气氯化氢
【举一反三2】雷放电时，空气中有极少数的氧气会转化成臭氧，这个变化可表示为：，下列说法正确的是( )
①这个变化是物理变化
②这个变化是化学变化
③与是不同种物质
④这是分解反应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②③
【举一反三3】下列反应中，属于分解反应的是（ ）
A.硫+氧气二氧化硫
B.乙醇+氧气二氧化碳+水
C.水氢气+氧气
D.氢气+氧气水
【举一反三4】雷放电时，空气中有极少数的氧气会转化成臭氧，这个变化可表示为：，下列说法正确的是( )
①这个变化是物理变化
②这个变化是化学变化
③与是不同种物质
④这是分解反应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②③3.2 氧气的制取
【题型1】实验室制取氧气的反应原理 1
【题型2】氧气的制取装置 4
【题型3】氧气的收集、检验和验满 8
【题型4】仪器装置的连接 12
【题型5】实验装置的气密性检查 14
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项 20
【题型7】催化剂与催化作用 24
【题型8】分解反应及其判定 28
【题型1】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】过氧化氢溶液与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，直到反应结束，不再发生变化，为一定值，A正确。
【举一反三1】实验室制氧气时，不可缺少的条件是（ ）
A.必须使用催化剂
B.必须用固体药品
C.必须用含氧的物质作反应物
D.必须要加热
【答案】C
【解析】加热高锰酸钾制取氧气不需要催化剂，A错误；过氧化氢是一种液体，B错误；采用过氧化氢制氧气无需加热，D错误。
【举一反三2】如图所示四种途径都可以得到氧气(反应条件已省略)，下列说法错误的是( )
A.根据绿色化学理念，甲途径是实验室制氧气的最佳方案
B.为了使甲、乙两种途径更快地得到氧气，还需要加入催化剂
C.甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是分解反应
D.工业上采用丁途径制取大量氧气，主要是利用了氮气和氧气的密度不同
【答案】D
【解析】甲途径为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，产物不会对环境造成污染，该反应是在常温下进行的，无需加热，所以根据绿色化学理念，甲途径是实验室制氧气的最佳方案，A说法正确；为了使甲、乙两种途径更快地得到氧气，还需要加入二氧化锰作催化剂， B说法正确；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，氯酸钾在加热和二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气，高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，三个途径中发生的反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，C说法正确；工业制备氧气采用丁途径，即分离液态空气法，是利用了液氮和液氧的沸点不同，D说法错误。
【举一反三3】下列图像符合其描述情况的是( )
A.①表示：用双氧水制取氧气时，二氧化锰的质量随着反应的进行发生的变化
B.②表示：a、b两试管中分别装有相同质量5%的过氧化氢溶液，向 a试管中加入催化剂后，随着反应的进行氧气的生成情况
C.③表示：在密闭容器中用足量红磷测定空气中氧气含量的实验中，随着反应的进行固体总质量的变化情况
D.④表示：用双氧水制取氧气时，生成氧气的质量随着双氧水的质量的变化情况
【答案】A
【解析】用双氧水制取氧气时，二氧化锰是催化剂，质量随着反应的进行不发生变化，A正确；过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气中，二氧化锰是催化剂，只是改变化学反应速率，不影响生成氧气的质量，B不正确；红磷燃烧生成五氧化二磷，随着反应进行，固体质量增大，C不正确；双氧水与二氧化锰混合立即产生大量的氧气，氧气的质量应不断增加，D不正确。
【题型2】氧气的制取装置
【典型例题】在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集氧气，集气瓶未装满水
B.用向上排空气法收集氧气，导管伸入到集气瓶的底部
C.用排水法收集氧气，导管口气泡连续并比较均匀地放出时收集
D.用排水法收集氧气，收集满后，在液面下盖上玻璃片
【答案】A
【解析】用排水法收集氧气，集气瓶未装满水，混有部分空气，会造成制得的氧气不纯。
【举一反三1】如图是过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气的实验装置，下列现象描述正确的是（ ）
A.气球胀大，红墨水左移
B.气球缩小，红墨水右移
C.气球胀大，红墨水右移
D.气球缩小，红墨水左移
【答案】D
【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，迅速分解放出大量氧气，则锥形瓶内的压强变大，气球缩小，红墨水向左移动。
【举一反三2】在高锰酸钾制氧气实验中，一定不需要用到的仪器是( )
A.酒精灯
B.试管
C.漏斗
D.集气瓶
【答案】C
【解析】实验室用高锰酸钾制氧气，属于固体加热型，发生装置需要用到试管、铁架台、酒精灯、带导管的单孔塞，收集氧气时需要集气瓶，若用排水法收集还需要水槽。无需用漏斗。
【举一反三3】实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中，错误的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故采用固体加热型装置作为氧气的发生装置，为防止冷凝水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，为防止加热时高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口放置一团棉花，用酒精灯的外焰给试管加热，A正确；
氧气不易溶于水，可采用排水法来收集氧气，B正确；
氧气的密度比空气大，可采用向上排空气法来收集氧气，C正确；
氧气的密度比空气大，不能采用向下排空气法来收集氧气，D错误。
【举一反三4】某同学用如图装置制取氧气，请回答：
（1）写出标号仪器的名称：①______________________；②______________________。
（2）用高锰酸钾制取和收集较纯净氧气的装置应选用___________和___________（填字母），该反应的文字表达式为______________________。停止加热时，应先___________，然后再___________。
（3）在医院里给病人输氧时，在氧气钢瓶和病人吸氧器之间连接一个类似如图所示的装置，在装置中盛放大约半瓶蒸馏水， （填“a”或“b”）端的导气管连接在供氧气的钢瓶上。
【答案】（1）试管 酒精灯
（2）A D 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 将导管移出水面 熄灭酒精灯
（3）a
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是试管，仪器②的名称是酒精灯；
（2）用高锰酸钾制取氧气是固体加热型反应，排水法收集的氧气较纯净，则用高锰酸钾制取和收集较纯净氧气的装置应选用A和D，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气，为了防止水倒吸，使试管炸裂，停止加热时，应先将导管移出水面，然后再 熄灭酒精灯。
【举一反三5】根据下列装置图，回答问题：
（1）仪器a的名称是______________________。
（2）若用过氧化氢溶液制取氧气时，应选取的发生装置为___________，其反应的文字表达式为______________________。
（3）若用高锰酸钾制取氧气时，应选取的发生装置为___________，该装置错误的地方是______________________，其反应的文字表达式为______________________。
（4）若选取F装置，采用排空气法收集氧气，氧气应从 ___________端（填“m”或“n”）通入。
（5）甲烷是一种无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集纯净的甲烷应选择的装置组合是______________________。
【答案】（1）酒精灯
（2）B 过氧化氢水+氧气
（3）A 试管口没有放一团棉花 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（4）n
（5）AC
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是酒精灯；
（2）用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气是固液常温型反应，则发生装置为B，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气；
（3）高锰酸钾制氧气，反应物是固体，反应条件加热，则发生装置选择固固加热型，故应选取的发生装置为A，高锰酸钾制氧气时试管口应放一团棉花，防止加热时试管内的固体粉末进入导管，则该装置错误的地方是试管口没有放一团棉花，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（4）若选取F装置，采用排空气法收集氧气，氧气的密度比空气大，则氧气应从n端通入；
（5）反应物是无水醋酸钠和碱石灰的固体，反应条件加热，所以发生装置选择固固加热型，则选择发生装置为A，要收集纯净的甲烷应采用排水法收集，甲烷难溶于水，则选择收集装置C，故实验室制取并收集纯净的甲烷应选择的装置组合是AC。
【题型3】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】下列实验操作或数据中，正确的是（ ）
A.检查装置气密性
B.氧气的验满
C.闻气体气味
D.量取17.5 mL液体
【答案】A
【解析】推动注射器，将注射器内空气推入锥形瓶内，瓶内压强变大，观察到长颈漏斗内液面上升，A正确；检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，B错误；闻气体的气味时，应用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘进鼻子中，不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味，C错误；选取量筒时要注意：一次量完，所量液体体积与量程越近越好，所以量取17.5 mL液体时不能选用量程为100 mL的量筒，D错误。
【举一反三1】实验室用高锰酸钾制取氧气并验证其性质时有如图所示的操作，其中错误的是( )
A.制取并收集
B.加固体试剂
C.验证氧气
D.铁丝在氧气中燃烧
【答案】D
【解析】为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜，且为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，试管口应放一团棉花，氧气不易溶于水，可以用排水法收集；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；氧气能支持燃烧，将带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，说明是氧气；铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙，图中集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙。
【举一反三2】氧气的收集、检验与验满
(1)能用排水法收集氧气的原因是______________________。
(2)用向上排空气法收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是______________________。
【答案】(1)氧气不易溶于水且不与水反应
(2)将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满
【举一反三3】实验室部分仪器或装置如图所示，请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称： ① ； ② 。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应选用 (填字母)装置作反应容器，制取氧气的文字表达式为 ，可选用 (填字母)装置收集氧气。检验氧气是否收集满的方法是 。小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验时，瓶底留少量水的原因是 ，该反应的文字表达式为 。
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时，试管口应 ，原因是 。
(4)氨气(NH3)是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小且极易溶于水。实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气，应选用上述装置 (填序号)来制取并收集该气体。
【答案】(1)试管 锥形瓶
(2)B C或D 观察到集气瓶口有大气泡冒出，则已集满或将带火星木条放到瓶口，木条复燃，则收集满 防止高温熔融物溅落，使瓶底炸裂
(3)略向下倾斜 防止冷凝水倒流，使试管炸裂
(4)AE
【解析】(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，需要固液常温型发生装置，则应选用B装置作反应容器；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为；氧气不易溶于水且不与水反应、密度比空气大，可选用C或D装置收集氧气；氧气具有助燃性，C装置排水法，验满的方法是观察到集气瓶口有大气泡冒出，则已集满；D装置向上排空气法，验满的方法是将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满；小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验，铁丝燃烧时会放出大量的热，瓶底留少量水的原因是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底；铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的文字表达式为；
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜，原因是防止冷凝水回流使试管炸裂；
(4) 实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气，需要固体加热型发生装置，氨气的密度比空气小且极易溶于水，可用向下排空气法收集，则应选用上述装置AE来制取并收集该气体。
【举一反三4】实验室部分仪器或装置如图所示，请回答下列问题：
(1)写出图中标号①的仪器名称： 。
(2)若用高锰酸钾制取并收集一瓶较纯净的氧气，则应选择的一套实验装置为 (填字母)；若用装置e收集氧气，如何验证氧气已经集满？ 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)ac/ca 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，则说明氧气已集满
【解析】(2)用高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应条件是加热，所以发生装置应选固体加热型装置；要收集较纯净的氧气，因为氧气不易溶于水，所以收集装置应选排水法收集装置，即应选择的一套实验装置为ac；若用装置e(向上排空气法收集氧气装置)收集氧气，验证氧气已经集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已收集满，这是因为氧气具有助燃性，当集气瓶口有氧气逸出时，带火星的木条会在氧气的作用下复燃。
【题型4】仪器装置的连接
【典型例题】化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作正确的是( )
A.连接仪器
B.闻气体气味
C.滴加液体
D. 读取液体体积
【答案】C
【解析】把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，A错误。闻气体的气味时，应用手在瓶口轻轻的扇动，使极少量的气体飘进鼻子中，不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味，B错误。使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到烧杯内或接触烧杯内内壁，应垂直悬空在烧杯内口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，C正确。量取液体读数时，视线与液体的凹液面最低处保持水平，图中仰视刻度，D错误。
【举一反三1】下列实验操作中，不符合规范要求的是（ ）
A.读取液体体积
B.闻气味
C.过滤
D.连接仪器
【答案】A
【解析】读取液体体积时，视线应与量筒内液体凹液面的最低处保持水平，Ａ操作错误。
【举一反三2】下列有关仪器连接的说法正确的是( )
A.连接仪器时，所有仪器都需要用水润湿
B.先将仪器固定在铁架台上再进行连接
C.连接仪器时，应将橡胶塞缓慢转动塞进容器口
D.把试管放在桌面上，然后用力塞进塞子
【答案】C
【举一反三3】正确的实验操作是实验成功的前提，下列基本实验正确的是( )
A.组装仪器
B.氧气验满
C.取用固体
D.加热液体
【答案】C
【解析】把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，A错误。检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，B错误。取用粉末状试剂，试管倾斜(或平放)，用药匙或纸槽把试剂送到试管底部，然后使试管直立起来，C正确。给试管中的液体加热时，用酒精灯的外焰加热试管里的液体，且液体体积不能超过试管容积的三分之一，图中液体超过试管容积的三分之一、大拇指不能放在导管上，D错误。
【题型5】实验装置的气密性检查
【典型例题】下列实验操作合理的是（ ）
A.向燃着的酒精灯中添加酒精
B.量取液体的体积
C.放置刚洗净的试管
D.检查装置气密性
【答案】D
【解析】酒精具有可燃性，禁止向燃着的酒精灯里添加酒精，防止发生火灾，Ａ操作错误；常用量筒量取一定体积的液体，读数时，视线应与液体凹液面的最低处保持水平，Ｂ操作错误；洗净的试管应倒放在试管架上，Ｃ操作错误。
【举一反三1】下列实验操作不正确的是（ ）
A.点燃酒精灯
B.检查气密性
C.加热液体
D.倾倒液体
【答案】D
【解析】向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，Ｄ操作错误。
【举一反三2】装置的气密性决定着实验的成败，实验时首先要对装置的气密性进行检查。以下装置操作图中不能用于检查气密性的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】B中未形成密封环境，锥形瓶内气体受热膨胀，气体会沿长颈漏斗逸出，从而看不到明显的实验现象，无法完成气密性的检查。
【举一反三3】下列实验操作正确的是（ ）
A.检查气密性
B.处理废液
C.铁钉放入试管
D.加热试管中的液体
【答案】A
【解析】处理废液应倒进指定的容器中，不能直接倒进水池，B错误；要将铁钉放进试管，应先将试管放平，将铁钉放在试管口，再竖直试管让铁钉滑到试管底部，C错误；加热试管中的液体时，液体的体积不能大于试管容积的三分之一，D错误。
【举一反三4】元旦假期化学老师带领实验小组的同学来到了萍洲书院进行了化学实验技能竞赛活动，以下实验操作错误的是（ ）
A.连接仪器
B.读取液体体积
C.气味
D.检查气密性
【答案】B
【解析】用量筒量取液体体积时，应平视读数，视线与量筒内液体凹液面的最低处保持水平，故B选项操作错误。
【举一反三5】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作，请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在___________之后，在___________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时，观察到水中的导管口呈现为放大图中的___________(填“甲”“乙”或“丙”)，松开手后，水沿导管上升，形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；若未观察到此现象，可能的原因是___________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是______________________。
【答案】(1)连接好仪器 加入药品 (2)①甲装置漏气 ②试管内气体热胀冷缩
【举一反三6】填空：
(1)某同学想要量取27 mL液体，读数视线如图所示。则量筒内液体的实际体积 27 mL(填“＜”“＞”或“=”)。
(2)检查图1装置气密性的操作是 ，进行该操作时伸入水中的导管末端可能会出现如图2所示的现象。如果装置的气密性良好，很快会出现的是 (填字母，下同)，冷却后出现的是 ；如果装置的气密性不好，最有可能出现的是 。
【答案】(1)＜ (2)连接好导管，将导管末端放入水中，用手握紧试管，如果水中的导管口有气泡冒出，说明装置不漏气 a b c
【解析】(1)量取液体读数时，正确的读数方法是视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平；图示中俯视读数时，读取的数值会比实际值偏大，则量筒内液体的实际体积＜27 mL。(2)用手握住试管，装置内压强增大，若装置气密性好，烧杯中很快有气泡冒出，故选a；冷却后烧杯内的水被倒吸，在导管内形成一段稳定的液柱，故选b；若装置漏气，则可能无明显现象，故选c。
【举一反三7】科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气密性检查”类问题建构了如图1所示思维模型，请你结合思维模型完成图2装置的气密性检查：
(1)请在图2中补画液体，构建封闭体系。
(2)构建封闭体系后，向左推注射器会__________________ (填“增大”或“减小”，后同)压强，向右拉注射器会__________________压强。
(3)当缓慢拉动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到______________________________ (填字母，后同)；当缓慢推动注射器时，如果装置气密性良好，则能观察到__________________。
A.锥形瓶中液面上升 B.注射器内有液体进入
C.长导管口有气泡产生 D.长导管内液面上升
(4)若注射器连接长导管，“气密性检查”是否能顺利进行，请说明原因：__________________。
【答案】(1) (2)增大 减小 (3)C D (4)不能，无法形成封闭体系
【解析】(1)使瓶内液体浸没长导管末端，即可形成封闭体系。(2)向左推注射器，会使瓶内液面上方气压增大，向右拉注射器，会使瓶内液面上方气压减小。(3)缓慢拉动注射器，瓶内气压减小，若装置气密性良好，则能观察到长导管口有气泡冒出，C正确；缓慢推动注射器，瓶内气压增大，若装置气密性良好，则能观察到长导管内液面上升，D正确。(4)若注射器连接长导管、无法形成封闭体系，气密性检查不能顺利进行。
【举一反三8】检查装置气密性是实验过程中十分重要的一步操作，请结合所学知识回答下列问题。
(1)实验室检查装置气密性一般在___________之后，在___________之前。
(2)如图所示为检查装置气密性的实验操作。
①手握试管时，观察到水中的导管口呈现为放大图中的___________(填“甲”“乙”或“丙”)，松开手后，水沿导管上升，形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；若未观察到此现象，可能的原因是___________。
②检查装置气密性主要利用的物理原理是______________________。
【答案】(1)连接好仪器 加入药品 (2)①甲装置漏气 ②试管内气体热胀冷缩
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室常用过氧化氢溶液制取氧气，下列错误的是（ ）
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
【解析】实验前应先检查装置气密性，以防装置漏气造成试剂浪费，A正确；在该反应中，二氧化锰是催化剂，在反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，B错误；氧气的密度比空气大，因此收集氧气可用向上排空气法，C正确；氧气具有助燃性，因此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，D正确。
【举一反三1】实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列操作正确的是( )
A.给试管中的固体加热时，试管口稍微向上倾斜
B.导管口开始有气泡冒出时，立即开始收集
C.实验完毕后，先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯
D. 固定盛有试剂的试管时，铁夹夹在试管中部
【答案】C
【解析】给试管中的固体加热时，为防止冷凝水倒流，试管口应稍微向下倾斜，A错误；当气泡连续、均匀地冒出时，再开始收集，若刚有气泡产生就立即收集，则收集到的氧气不纯，B错误；先将导管移出水槽，然后再熄灭酒精灯，如果操作顺序颠倒，就会造成水倒吸入热的试管而使试管炸裂，C正确；固定盛有试剂的试管时，铁夹夹在距试管口1/3处，故D错误。
【举一反三2】加热高锰酸钾制取氧气的主要操作有：
①装试剂 ②固定装置 ③检查装置的气密性 ④连接仪器
⑤加热 ⑥收集气体 ⑦熄灭酒精灯 ⑧从水槽中移出导管
制取氧气的正确操作顺序为_____________ (填序号)。
【答案】④③①②⑤⑥⑧⑦
【举一反三3】高锰酸钾制取氧气步骤如下：①查装置的气密性；②给试管加热，排出试管内空气；③用铁夹把试管固定在铁架台上，并使试管口略向下倾斜；④将高锰酸钾加入试管，并在试管口塞一小团棉花，用带导管的塞子塞紧；⑤熄灭酒精灯；⑥用排水法收集氧气；⑦将导管从水槽中取出。
(1)用序号填写正确顺序：___________。
(2)必须保证⑤⑦两步顺序不能颠倒的原因：______________。
【答案】(1)①④③②⑥⑦⑤
(2)防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂
【举一反三4】如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气，收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号)，选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下：①加热；②检查装置气密性；③装入高锰酸钾，并在试管口放一团棉花；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中撤出导管；⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (填字母)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气，若直接用30%的过氧化氢溶液，反应速率太快。为获得平稳的气流，图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号)，反应的符号表达式为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)E 氧气不易溶于水 c
(3)C H2O2H2O+O2
【解析】(2)氧气既可以用排水法收集，也可用向上排空气法收集，但排水法收集的氧气较纯，因此要收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是E。选择排水法收集氧气，利用的氧气的物理性质是：氧气不易溶于水。实验室用高锰酸钾加热制取氧气，实验时必须先检查装置的气密性，然后装入高锰酸钾，再固定试管加热，收集完所需氧气后，必须先从水槽中撤出导管，最后熄灭酒精灯，故选c。
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气，因为过氧化氢溶液是液体，催化剂二氧化锰是固体，反应不需要加热，所以发生装置可选择B和C，但直接用30%的过氧化氢溶液，反应速率太快，为获得平稳的气流，图中能达到最佳效果的反应装置是：C，因为装置C中的分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而达到控制反应速率的目的。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：H2O2H2O+O2。
【举一反三5】实验室常用下列装置制取气体，请根据所学知识回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称： 。
(2)若选用装置A用高锰酸钾制取氧气，需要改进的地方是 ，该反应所属的基本反应类型是 。
(3)选用装置B进行实验时，应该先 ，收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致 。
(4)图中装置D是收集到的两瓶氧气，若进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，应选用的是装置 (填“C”或“D”)，实验现象是 。
(5)若想测量产生氧气的体积，应将装置E中 (填“①”或“②”)端与量筒连接。
(6)下图是某班级项目学习小组同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是 (填字母)。
A．使用前，加湿仓应注满水
B．加湿仓类似于排水集气装置
C．加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【答案】(1)酒精灯
(2)在试管口塞一团棉花 分解反应
(3)检查装置的气密性 收集的气体不纯
(4)D 铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，同时放出热量
(5)②
(6)C
【解析】(2)若选用装置 A 用高锰酸钾制取氧气，需要在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内固体粉末进入导管；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应是一种物质生成三种物质，属于分解反应；
(3)选用装置 B 进行实验时，应该先检查装置的气密性，防止装置漏气，收集不到气体；收集气体时未等到气泡连续均匀冒出就立即开始收集会导致收集的气体不纯，因为开始排出的气体是装置内的空气；
(4)铁丝在氧气中燃烧时会剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，瓶底要预先放少量水或铺一层细沙，所以应选用的是装置 D；实验现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；
(5)氧气不易溶于水，会将水从②端排出，所以应将装置 E 中②端与量筒连接，通过测量排出水的体积来测量产生氧气的体积；
(6)使用前，加湿仓如果注满水，由于氧气不易溶于水，氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入，造成危险，错误；反应仓内产生的氧气，进入到加湿仓，加湿仓内的水对氧气有湿化的作用，过程中不会排出加湿仓中的水，与排水收集装置不同，错误；加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质，氧气在加湿仓被水湿化后排出，供人体呼吸，正确。
【题型7】催化剂与催化作用
【典型例题】以下是某研究小组探究影响分解速率部分因素的相关实验数据：
则下列说法错误的是( )
A.对比实验①和②可知，溶液浓度越大，反应速率越快
B.对比实验②和③可知，温度越高，反应速率越快
C.实验③、④完全分解产生的氧气一样多
D.由上述实验数据可以得出是过氧化氢分解的催化剂
【答案】D
【解析】实验①和②的其他条件相同，过氧化氢溶液的浓度不同，对比可知，反应所需的时间少，H2O2溶液浓度越大，反应速率越快；实验②和③的其他条件相同，温度不同，对比可知，反应所需的时间少，温度越高，反应速率越快；③和④的其他条件相同，区别是是否使用了催化剂，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，产生的氧气一样多；根据题述实验数据，可以看出CuO加快了反应速率，无法确定其质量和化学性质是否发生了改变，不能得出CuO可能是过氧化氢分解的催化剂的结论。
【举一反三1】下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A.催化剂只能加快化学反应速率，但本身的化学性质不变
B.催化剂不能改变生成物的质量
C.二氧化锰可作任何反应的催化剂
D.没有催化剂就不能进行化学反应
【答案】B
【解析】催化剂能改变（包括加快和减慢）化学反应速率，本身的化学性质不变，A错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量，B正确；二氧化锰不是在任何反应中都可以作催化剂，催化剂不一定就是二氧化锰，其他的物质也可以作催化剂，C错误；并不是所有的化学反应都需要催化剂，如人的呼吸作用，不需要使用催化剂，D错误。
【举一反三2】实验室中用过氧化氢溶液制取氧气时，没有加入二氧化锰，产生的结果是( )
A.不会生成氧气 B.生成氧气速率慢 C.生成氧气量少 D.没有任何的影响
【答案】B
【解析】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化学反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。实验室用双氧水制取氧气时，二氧化锰起到催化作用是该反应的催化剂，根据催化剂概念可知，是否添加二氧化锰只能改变反应速率，不加二氧化锰只会导致生成氧气的速率慢，不能改变是否产生氧气以及产生的氧气总量。
【举一反三3】在分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用的实验中，发现只有过氧化氢在消耗，这说明了二氧化锰在这个反应中，其______和________没有改变，因此它不是反应物。
【答案】化学性质 质量
【解析】在分解过氧化氢制取氧气的反应中，只有过氧化氢在消耗，说明在这个反应中，二氧化锰的质量和化学性质没有改变，它不是反应物，应该是该反应的催化剂。
【举一反三4】阅读文本，回答问题：
催化剂
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叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。活化能可以用于表示一个化学反应发生所需要的最小能量。不同的化学反应所需的活化能差别很大。化学反应速率与其活化能的大小密切相关。活化能越低，反应速率越快。因此，降低活化能会有效地促进反应的进行。催化剂的作用是降低化学反应发生所需要的活化能。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，某些化学反应也并非只有唯一的催化剂。催化剂在各行各业中广泛使用，但催化剂的活性(即催化作用的能力)也并非一成不变。催化剂在使用过程中受种种因素的影响，会急剧地或缓慢地失去活性，称为催化剂中毒。
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物可以得到氯化钾和氧气，反应结束后通过对反应剩余固体的分离和提纯后，发现二氧化锰的质量和化学性质与反应发生前保持一致，如果在加热氯酸钾时加入少量的高锰酸钾也能使氯酸钾分解的速率明显加快，此时高锰酸钾 (填“是”或“不是”)该反应的催化剂。
(3)下列说法中，正确的是 (填字母)。
A．催化剂不能改变生成物的质量
B．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C．一个反应只有一种催化剂
D．催化剂中毒后会失去活性
【答案】(1)降低化学反应发生所需要的活化能
(2)不是
(3)AD
【解析】(1)化学反应速率与其活化能的大小密切相关，活化能越低反应速率越快。催化剂能降低化学反应发生所需要的活化能，所 以催化剂能加快化学反应速率，故填催化剂能降低化学反应发生所需要的活化能。
(2)氯酸钾分解时可加入二氧化锰作催化剂，而高锰酸钾加热分解会生成二氧化锰，所以能加快氨酸钾的分解速率，故高锰 酸钾不是该反应的催化剂。
(3)催化剂只改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，选项正确，符合题意；
催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，物理性质可能会改变，选项错误，不符合题意；
一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，某些化学反应也并非只有唯一的催化剂，选项错误，不符合题意；
催化剂在使用过程中受各种因素的影响，会急剧地或缓慢地失去活性，称为催化剂中毒，故催化剂中毒后会失去活性，选项正确，符合题意。
【举一反三5】学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后，同学们对催化剂产生了兴趣，他们开展了以下探究。
[查阅资料](1)很多植物对过氧化氢溶液的分解有催化作用。
(2)压强传感器可以测量密闭体系内气体压强的变化。
[实验操作]
(1)在27.8 ℃，100.7 kPa时，将具支试管的支管通过胶皮管与压强传感器连接(如图1所示)，取2.0 g 植物碎末放入具支试管中。
(2)用量筒量取2 mL 3%过氧化氢溶液，倒入具支试管中并立即塞上橡胶塞，同时启动数据采集程序采集数据。更换相同质量，不同种类的植物碎末，重复实验(1)和(2)。
(3)不加入植物碎末，重复实验(1)和(2)，做空白实验。
(4)将采集到的数据用电脑进行处理，得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。实验操作(3)的目的是_______________。
[实验结论]由图2可知，催化效果最好的是______________。
[交流反思]上海青叶作催化剂时，200 s前曲线迅速升高的原因是_______________；200 s后曲线略有下降的原因是_______________。 除此之外，你还可以从图2中得出的结论是______________________________。
【答案】[实验操作]作对比实验，便于比较催化剂对过氧化氢分解速率的影响 [实验结论]上海青叶 [交流反思]上海青叶作催化剂，加快过氧化氢分解，分解速率大，产生了大量氧气，且同时放出热量，温度升高，所以压强快速增加 过氧化氢分解是放热反应，反应结束后，气体的质量不变，随着温度下降，压强略有降低 同种植物的不同部位，催化效果不同。
【题型8】分解反应及其判定
【典型例题】下列反应属于分解反应的是( )
A.氢气+氧气水
B.水氢气+氧气
C.黄泥水→黄泥+水
D.甲烷+氧气水+二氧化碳
【答案】B
【解析】氢气+氧气水，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故A选项错误；水氢气+氧气，该反应符合"一变多"的特点，属于分解反应，故B选项正确；黄泥水→黄泥+水，该反应没有新物质生成，属于物理变化，故C选项错误；甲烷+氧气水+二氧化碳，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，故D选项错误。
【举一反三1】下列化学反应中，属于分解反应的是（ ）
A.红磷+氧气五氧化二磷
B.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯气+氢气氯化氢
【答案】C
【解析】反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，不属于分解反应，A错误；反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，C正确；反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，不属于分解反应，D错误。
【举一反三2】雷放电时，空气中有极少数的氧气会转化成臭氧，这个变化可表示为：，下列说法正确的是( )
①这个变化是物理变化
②这个变化是化学变化
③与是不同种物质
④这是分解反应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②③
【答案】C
【解析】①在这个变化中，氧气转化为臭氧，有新物质生成，所以这个变化不是物理变化，①错误；
②因为氧气转化为臭氧有新物质生成，所以这个变化是化学变化，②正确；
③O2和O3的分子构成不同，是不同种物质，③正确；
④分解反应是一种物质生成多种物质的反应，这里是氧气转化为臭氧，生成物只有一种，不是分解反应，④错误；
故选：C。
【举一反三3】下列反应中，属于分解反应的是（ ）
A.硫+氧气二氧化硫
B.乙醇+氧气二氧化碳+水
C.水氢气+氧气
D.氢气+氧气水
【答案】C
【解析】反应是由两种物质反应生成另一种新物质的反应，符合“多变一”的特点，属于化合反应，A错误；反应的反应物和生成物均为两种， B错误；反应是由一种物质生成两种新物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，C正确；反应是由两种物质反应生成另一种新物质的反应，符合“多变一”的特点，属于化合反应，D错误。
【举一反三4】雷放电时，空气中有极少数的氧气会转化成臭氧，这个变化可表示为：，下列说法正确的是( )
①这个变化是物理变化
②这个变化是化学变化
③与是不同种物质
④这是分解反应
A.①③ B.①④ C.②③ D.②③
【答案】C
【解析】①在这个变化中，氧气转化为臭氧，有新物质生成，所以这个变化不是物理变化，①错误；
②因为氧气转化为臭氧有新物质生成，所以这个变化是化学变化，②正确；
③O2和O3的分子构成不同，是不同种物质，③正确；
④分解反应是一种物质生成多种物质的反应，这里是氧气转化为臭氧，生成物只有一种，不是分解反应，④错误；
故选：C。
