新版九上化学 分层练习 2.3 制取氧气 第2课时 催化剂 分解反应（含答案）

第第页新版九上化学分层练习2.3制取氧气第2课时催化剂分解反应一、基础达标知识点1过氧化氢分解制取氧气1．从安全、环保、节能、简便等方面考虑实验室制取氧气的最佳方案是（）A．氧化汞加热分解 B．高锰酸钾加热分解C．过氧化氢催化分解 D．分离液态空气法2．实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，需要用到下列的一组仪器是（）A．试管、酒精灯、带胶塞的导管、集气瓶、铁架台B．酒精灯、水槽、试管、集气瓶、玻璃片C．集气瓶、铁架台、试管、带胶塞的导管、玻璃片D．铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片二、知识点2催化剂和催化作用3．下列关于催化剂的说法正确的是（）A．任何化学反应都需要催化剂B．能增加生成物的质量C．在化学反应前后其质量和性质都不变D．能改变化学反应的速率4．某化学兴趣小组同学在实验室进行如下实验，已知：①中木条不复燃，③中木条复燃。回答下列问题：（1）①中木条不复燃的原因是，请写出③中反应的文字表达式：。（2）对比实验①③可得出的实验结论为。（3）除上述因素外，请根据所学知识推测影响过氧化氢分解速率的因素还包括（写一点即可）。三、知识点3分解反应5．气相合成金刚石薄膜被誉为20世纪的炼金术。其中化学气相沉淀法制造金刚石薄膜的原理为：甲烷→一定条件A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．氧化反应四、知识点4实验探究的一般思路6．每年的9月16日为“国际臭氧层保护日”，臭氧层遭到破坏是当前面临的全球性环境问题之一。某同学查阅资料后提出“臭氧层遭到破坏可能与人类过多地使用氟氯烃类物质有关”，这属于科学探究中的（）A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验 D．交流评价7．化学实验是学习化学的基本方法，实验探究的一般思路为（）①实施实验②明确探究目的③设计实验方案④获取证据⑤形成结论⑥分析推理A．②③①④⑥⑤ B．③⑥⑤②①④C．③⑥②①⑤④ D．①⑤④⑥②③五、能力提升8．用过氧化氢溶液制取氧气时，加少量二氧化锰后，其效果是（）A．不放出氧气B．放出氧气的速率慢C．放出氧气的总量会增多D．放出氧气的总量不变，但速率会增大9．下列反应中，属于分解反应的是（）A．碳+氧气→点燃B．二氧化碳+水→碳酸C．碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳D．过氧化氢→二氧化锰10．已知二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。现向一定量的过氧化氢溶液（混合物，含有过氧化氢和水）中加入适量的二氧化锰粉末，直至过氧化氢全部分解（忽略水的挥发），下列图像不正确的是（）A． B．C． D．11．将一种无色无味的液体A装入试管，用带火星的木条伸入试管，无现象，而向其中加入少量黑色粉末B后，迅速产生气泡，生成了使带火星的木条复燃的气体C，使金属E红热并伸入盛有气体C且瓶底有少量液体D的集气瓶中，金属E剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体F。（1）黑色粉末B在A的分解反应中的作用是。（2）写出E燃烧的文字表达式：。12．用过氧化氢溶液和二氧化锰来制氧气，为了证明二氧化锰的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究：（1）图1中加入amL过氧化氢溶液，然后塞入含带火星木条的橡胶塞，如图2所示，观察到的现象是。再通过漏斗加入bg二氧化锰，如图3所示，此时观察到的现象是。充分反应后，将图3的混合液进行过滤、洗涤、干燥、称量，固体仍为bg，甲同学认为二氧化锰是催化剂。（2）乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由：。六、核心素养13．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰（催化剂）制取氧气。现进行如下探究：【提出问题】二氧化锰是催化剂，二氧化锰的用量对反应速率是否有影响?【设计实验】⑴实验装置如图所示。⑵实验记录：每次用30mL5%的过氧化氢溶液，采用不同量二氧化锰粉末作催化剂进行实验，测定相关数据记录于下表中：实验序号过氧化氢体积/mL二氧化锰质量/g测量数据/mLⅠ300.1Ⅱ300.2Ⅲ300.3（1）【分析】写出该反应的文字表达式：。（2）上述实验应该测定的“测量数据”可能是。本实验中，测定“测量数据”的装置（图中方框内）是（填字母）。a.b.c.（3）3次实验“每次用30mL5%的过氧化氢溶液”的目的是。（4）若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“测量数据”更（填“大”或“小”），说明催化剂的用量越多，反应越快。二氧化锰可作为该反应的催化剂的依据是加快该反应的反应速率，反应前后质量和不改变。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、氧化汞加热分解，氧化汞本身有剧毒，加热生成汞蒸气同样有毒，实验存在严重安全、污染隐患，不符合安全环保要求，不符合题意；

B、高锰酸钾制取氧气需要酒精灯持续加热，消耗能源，操作步骤多、装置复杂，不满足节能简便的条件，不符合题意；

C、过氧化氢在二氧化锰催化下分解，常温即可发生反应，不需要加热，无有毒有害物质生成，装置简单、操作便捷，兼顾安全、环保、节能、简便全部要求，符合题意；

D、分离液态空气法是工业大规模制氧气的方法，需要低温高压专用设备，实验室没有配套仪器，不属于实验室制取氧气方案，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】A、根据氧化汞、汞有毒，实验污染大、不安全的知识点解答；

B、根据高锰酸钾制氧需要加热、耗能、操作繁琐的特点解答；

C、根据过氧化氢常温催化制氧的优势：不用加热、产物只有水和氧气、装置简易解答；

D、根据分离液态空气为工业制氧，实验室无法实现的知识点解答。2．【答案】C【解析】【解答】A、实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，不需酒精灯，不符合题意；

B、实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，不需酒精灯，不符合题意；

C、实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，需集气瓶、铁架台、试管、带胶塞的导管、玻璃片，符合题意；

D、实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时，用烧瓶做反应容器，则不需铁架台，不符合题意；

故选C

【分析】根据实验室用过氧化氢分解制取并收集氧气时选择固液常温型发生装置，可选择排水法或向上排空气法收集分析。3．【答案】D【解析】【解答】在化学反应里能改变反应物的化学反应速率(既能提高也能降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。A.并不是任何化学反应都需要催化剂，故A不符合题意；B.不能增加生成物的质量，可以改变化学反应速率，故B不符合题意；C.在化学反应前后其质量和化学性质都不变，故C不符合题意；D.能改变化学反应的速率，故D符合题意。【分析】催化剂不变的是本身的质量和化学性质。4．【答案】（1）过氧化氢分解过慢，产生氧气较少，不足以使木条复燃；过氧化氢→二氧化锰（2）二氧化锰可以加快过氧化氢的分解（3）温度（或过氧化氢溶液浓度）【解析】【解答】（1）常温下过氧化氢自身分解速率极慢，短时间内产生氧气的量很少，不足以使带火星木条复燃；③中是过氧化氢在二氧化锰催化条件下分解，文字表达式：过氧化氢→二氧化锰水+氧气；

（2）对比实验①只有过氧化氢、木条不复燃，③加入二氧化锰后快速产生氧气，木条复燃，两组唯一变量是二氧化锰，可得出结论：二氧化锰能加快过氧化氢分解产生氧气的速率；

（3）影响过氧化氢分解速率的其他因素：过氧化氢溶液的浓度、反应温度（任选一条作答即可）。

【分析】（1）根据过氧化氢常温分解缓慢，产氧量不足无法复燃；催化剂写在文字表达式箭头上方的书写规范解答；

（2）根据控制变量实验思路，单一变量二氧化锰，对比实验得出催化加快反应的结论；

5．【答案】B【解析】【解答】题干反应：甲烷在一定条件分解生成金刚石和氢气，反应特征是一种反应物，生成两种生成物。

A、化合反应定义：多种物质生成一种物质，和本题反应特征完全相反，不符合题意；

B、分解反应定义：一种物质反应生成两种或两种以上新物质，该反应符合一变多，符合题意；

C、置换反应要求单质和化合物反应生成新单质、新化合物，反应物甲烷是纯净化合物，无单质，不属于置换反应，不符合题意；

D、氧化反应是物质与氧气发生的反应，该反应无氧气参与，不属于氧化反应，不符合题意。

故答案为：B。

【分析】A、根据化合反应“多变一”特征，与本题“一变多”对比排除；

B、根据分解反应“一变多”判定标准匹配题干反应；

C、根据置换反应反应物必须有单质的条件排除；

D、根据氧化反应必须有氧气参与的定义解答。6．【答案】B【解析】【解答】题干行为：查阅资料后提出“臭氧层破坏可能和氟氯烃有关”，是根据已有信息做出猜测：

A、提出问题是直接抛出疑问，如“臭氧层为什么被破坏”，不是猜想推测，不符合题意；

B、猜想与假设是根据资料、生活经验，对问题的可能性做出推断，和题干行为完全对应，符合题意；

C、进行实验是动手操作、做实验验证猜想，题干无实验操作，不符合题意；

D、交流评价是实验结束后讨论实验结论，题干无该步骤，不符合题意。

故答案为：B。

【分析】A、根据提出问题是单纯疑问，无推测判断的特点解答；

B、根据猜想假设是合理推测、预判可能性的探究步骤定义解答；

C、根据进行实验需要动手操作的特征排除；

D、根据交流评价是后期讨论环节，和前期猜想区分。7．【答案】A【解析】【解答】完整实验探究标准流程：②明确探究目的→③设计实验方案→①实施实验→④获取证据→⑥分析推理→⑤形成结论，对应序号②③①④⑥，匹配A选项。

A、顺序②③①④⑥⑤，完全符合科学探究完整步骤，符合题意；

B、③⑥⑤②①④，先设计实验再确定目的，逻辑颠倒，不符合题意；

C、③⑥②①⑤，先设计实验再明确探究目标，顺序错误，不符合题意；

D、①⑤④⑥②③，直接先做实验，无目标无方案，逻辑完全混乱，不符合题意。

故答案为：A。

【分析】A、按照科学探究先后逻辑：先确定实验目的，再设计方案，动手实验，收集证据，推理分析，最后得出结论判断；

B、根据探究必须先确定研究目标，再设计实验，本选项颠倒顺序，错误；

C、根据探究逻辑，目的是第一步，不能先设计实验再定目标；

D、无目标直接做实验，不符合化学探究规范。8．【答案】D【解析】【解答】二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，催化剂只改变反应速率，不改变反应物完全反应后生成氧气的总质量：

A、加入二氧化锰依然会快速放出氧气，不会不产生，说法错误，不符合题意；

B、二氧化锰加快反应，放出氧气速率变快，不是变慢，说法错误，不符合题意；

C、氧气总量由过氧化氢的质量决定，催化剂不能增加生成物，总量不变，说法错误，不符合题意；

D、氧气总质量不变，二氧化锰加快分解，放出氧气速率增大，说法正确，符合题意。

故答案为：D。

【分析】A、根据催化作用加快过氧化氢分解，一定会产生氧气解答；

B、根据二氧化锰是加快反应的正催化剂，不会减速解答；

C、根据催化剂不改变生成物质量，氧气总量只由过氧化氢质量决定；

D、结合催化剂两作用：速率改变、产物质量不变综合判断。9．【答案】D【解析】【解答】分解反应判定标准：一种反应物，生成两种及以上物质（一变多）。

A、碳+氧气→点燃二氧化碳，两种物质生成一种，属于化合反应，不符合题意；

B、二氧化碳+水→碳酸，两种物质生成一种，化合反应，不符合题意；

C、碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳，两种反应物，不属于分解反应，不符合题意；

D、过氧化氢→二氧化锰水+氧气，一种物质分解生成两种，一变多，属于分解反应，符合题意。

故答案为：D。

【分析】A、根据化合反应“多变一”特征，排除；

B、根据两种物质化合生成单一产物，属于化合反应；

C、根据反应物有两种，不满足分解反应单一反应物条件；10．【答案】D【解析】【解答】A、氧气质量图像：反应开始立刻产生氧气，过氧化氢耗尽后氧气质量保持不变，图像趋势正确，不符合题意；

B、二氧化锰是催化剂，反应前后质量全程不变，图像为水平直线，正确，不符合题意；

C、原过氧化氢溶液中本身含有水，反应不断生成水，水的质量持续增加，反应结束后恒定，图像正确，不符合题意；

D、过氧化氢是反应物，随反应进行质量不断减少，完全反应后质量应该降为0，图像最后仍有剩余，绘制错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】A、根据反应立刻产氧，反应物耗尽氧气不再增多，图像逻辑正确；

B、根据催化剂反应前后质量不变，图像为水平线；

C、根据反应生成水，初始溶液含水，水质量持续上升至恒定；

D、根据过氧化氢会完全分解，最终质量必须等于0，图像绘制出错。11．【答案】（1）作催化剂，加快反应速率（2）铁+氧气→点燃【解析】【解答】气体C能使带火星木条复燃，可直接判定C是氧气；无色液体A不加黑色粉末B几乎不产氧，加B快速生成氧气，结合制氧反应推出A为过氧化氢溶液，黑色粉末B为二氧化锰（催化作用）；金属E在氧气中燃烧火星四射、生成黑色固体F，是铁在氧气中燃烧特征，E为铁；该反应集气瓶底液体D为水，防止高温熔融物炸裂瓶底。

（1）黑色粉末B二氧化锰在A过氧化氢的分解反应中作催化剂，加快过氧化氢分解的反应速率；

（2）E铁在C氧气中燃烧的文字表达式：铁+氧气→点燃四氧化三铁。

【分析】（1）根据过氧化氢制氧中二氧化锰的催化作用知识点解答；

12．【答案】（1）木条没有复燃；木条复燃（2）只验证了二氯化锰能改变反应速率和反应前后质量不变，没有验证二氧化锰在反应前后的化学性质是否发生改变【解析】【解答】（1）图1、2仅加入过氧化氢溶液，常温分解