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中考化学一轮复习考点过关练习考点07 氧气的制法（含解析）
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这是一份中考化学一轮复习考点过关练习考点07 氧气的制法（含解析），共1页。试卷主要包含了 氧气的实验室制取方法；， 催化剂的作用与特点；， 分解反应、催化剂等概念等内容，欢迎下载使用。
考点07 氧气的制法
命题趋势
主要考查制取气体所需的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法以及装置的连接等。考查的题型主要有选择题和实验题。在中考中这是一个分数较大的题目，主要围绕气体发生装置和收集装置的选择和判断、气体的检验、气体的净化和干燥以及实验注意事项为主，考查内容及形式多变，有一定的拓展度。
考查重点
1. 氧气的实验室制取方法；
2. 催化剂的作用与特点；
3. 分解反应、催化剂等概念
重点考向
考向一、氧气的实验室制法
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
向下排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集。
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面。
需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制。
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
易错警示
1．高锰酸钾制取氧气，要在试管口放一团棉花的目的是为了防止加热时粉末进入导管，而不是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
2．用排水法收集氧气时，刚开始冒气泡时不立即收集，因为开始冒出的气泡是加热膨胀出的空气。当气泡连续而均匀地放出时，开始收集氧气。
3．加热氯酸钾或高锰酸钾并用排水法收集氧气，实验结束时，应先从水中移出导管，然后在熄灭酒精灯，否则水倒吸进入试管使试管炸裂。
知识拓展
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
方法技巧
实验室制取气体时，如何确定气体的发生装置？
确定气体的发生装置主要考虑反应物的状态和反应条件：
常用的气体发生装置如下：
一般来说，“固体加热型”常用A装置；而“固-液不加热”型，常用B或C装置（其中，C装置中的长颈漏斗便于随时添加液体，也可以用分液漏斗或注射器代替，可通过添加液体的速率来控制反应速率）。
过氧化氢制氧气是实验室用“固-液不加热”装置制气体的典型，该发生装置还可以用来制取氢气和二氧化碳；而高锰酸钾和氯酸钾制氧气是“固体加热型”装置制取气体的典型。
跟踪训练
1．（广东省2020年中考）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（ ）
A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④
【答案】A
【解析】实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，故装置组合正确的是①③或①④，观察选项，只有A选项正确。
故选：A。
2．（甘肃省金昌市2020年中考）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D．装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
【答案】D
【解析】A、制取气体时，先检验装置的气密性，后添加药品，A错。
B、反应结束时，先将导管移出水面，后停止加热，防止水倒吸入试管，试管炸裂，B错。
C、导气管口有连续均匀气泡时，开始用装满水的集气瓶收集气体，C错。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管，D正确。
故选：D。
3．实验室加热高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①检验装置的气密性 ②装药品 ③加热 ④把集气瓶灌满水倒置在水槽中 ⑤将盛有药品的试管固定在铁架台上 ⑥熄灭酒精灯 ⑦收集气体 ⑧将导管从水槽中取出，下列操作顺序正确的是（ ）。
A．①②⑤④⑥⑦③⑧ B．②①⑤④③⑦⑧⑥
C．①②⑤④③⑦⑧⑥ D．②①⑤③④⑦⑥⑧
【答案】C
【解析】实验室制取氧气的正确步骤：检查装置的气密性、装入药品、固定装置、加热、用排水法收集、将导管移出水面、熄灭酒精灯，所以操作顺序正确的是①②⑤④③⑦⑧⑥。
故选：B。
4．对用排水法收集氧气后的集气瓶，以下处理正确的是（ ）。
A．将集气瓶从水中提起后，用玻璃片盖住瓶口，瓶口向上正放在桌上
B．在水面下用玻璃片盖住瓶口，一起拿出水面，然后正放在桌上
C．将集气瓶子从水中提取，倒立在桌上
D．将集气瓶仍然留在水槽中，用时再取出来
【答案】B
【解析】解答本题必须熟知氧气的收集方法。选取玻璃片的作用，避免拿出集气瓶时与空气相混。
放置的选取决定于氧气的密度大于空气的密度，所以应正放集气瓶。
一般实验室中氧气现用现制取的原则，因此选项D不对。
综上所述，故应选B。
5．检验集气瓶里的氧气是否收集满，应将带火星的木条（ ）
A．插入集气瓶中 B．插入集气瓶底 C．放在集气瓶口 D．都可以
【答案】C
【解析】本题考查的是收集氧气时的验满方法。只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满，根据氧气有助燃的性质去检验。氧气能使带火星木条复燃，故检验集气瓶中是否收集满氧气的方法是：将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满。这种方法只适用于向上排空气法，若使用排水集气法则没有必要验满，看见集气瓶口有气泡逸出就说明已经集满。故C选项正确。
6．（2019•丰润区一模）某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；
B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；
C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；
D、若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；【答案】B。
7．用加热高锰酸钾的方法制取氧气时要在试管口放一团棉花，其主要作用是（ ）。
A． 防止试管炸裂 B．调节放出氧气的气流 C．吸收其他气体杂质 D．防止高锰酸钾粉末进入导管
【答案】D
【解析】用加热高锰酸钾制氧气，试管口要有一团棉花，其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。故选：D。
8．（2020贵州黔东南）下图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题：
（1）写出下列仪器的名称：a___；b_____。
（2）若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是____（填写字母），若用F装置收集该气体，则气体应从__端进入（填“c”或“d”）。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，其原理是__________（用化学方程式表示）。
（3）加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是___（填写字母），发生反应的化学方程式为__。若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是__（填写序号）。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
【答案】
（1）试管；锥形瓶
（2）D； c；CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O
（3）A； 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ①③②
【解析】（1）仪器的名称：a是试管，b是锥形瓶。（2）装置D含有多孔塑料片，固体物质在多孔塑料片上，当反应进行时多孔塑料片上的固体与液体接触，反应进行；当把止水夹关闭时，产生的气体导致压强增大，把液体压入长颈漏斗，隔板上的固体与液体分离，反应停止，故若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是D；若用F装置收集二氧化碳气体，二氧化碳密度比空气大，则气体应从长管进入，空气从短管排出，故气体应从c端进入；通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O。（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，用高锰酸钾制取氧气需要加热，故加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是A，发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是盖上玻璃片；取出集气瓶；氧气密度比空气大，正放在实验台上；故收集完毕的操作顺序是①③②。
真题再现
1．（2021·江苏南京市·中考）实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）
A．大试管、铁架台 B．烧杯、玻璃棒 C．集气瓶、酒精灯 D．导管、单孔塞
【答案】B
【解析】
实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置需要大试管（反应容器）、酒精灯（加热容器）、铁架台（固定）、单孔塞、导管，收集装置需要集气瓶、水槽等。不需要烧杯和玻璃棒。故选B。
2．（2021·湖南岳阳市·中考）实验室常用以下装置来制取和收集气体。下列说法正确的是（ ）
A．实验室制取氧气时，可选用③或⑤作为收集装置
B．检验④中CO2是否收集满：将燃着的木条伸入集气瓶内，看木条是否熄灭
C．用①、⑤制取并收集气体完毕后，应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
D．用锌粒和稀硫酸制取氢气，可选用②作为发生装置
【答案】D
【解析】A、氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，故可选用④或⑤作为收集装置，不符合题意；
B、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭，不能伸入集气瓶内，不符合题意；
C、用①、⑤制取并收集气体完毕后，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意；
D、用锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热反应，发生装置可选②，符合题意。故选D。
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取 B．干燥
C．收集 D．验满
【答案】C
【解析】A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；
B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；
C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；
D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。
4．（2021·湖南株洲市·中考真题）O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：
（1）KMnO4分解法：该反应的化学方程式为___________；
（2）KClO3分解法：应选用上图中的___________（填图中装置对应的字母）作发生装置；
（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________；
（4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质；
（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为___________（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。
【答案】2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ A 催化作用 不易溶于水 后
【解析】（1）高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式为：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（2）氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故选择A作为发生装置；
（3）过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用；
（4）能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质；
（5）因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。
5．（2021·湖南永州市·中考真题）某同学做氧气的性质实验，下图为木炭在氧气中燃烧的实验示意图。
实验步骤：
①用排水法收集好一瓶氧气。②………………
③用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛满氧气的集气瓶中，燃烧停止后，取出坩埚钳。
④向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡。
根据实验操作，通过分析，回答下列问题：
（1）步骤②具体操作为_______。
（2）步骤③操作中，最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入到盛满氧气的集气瓶中，这一实验操作的主要目的是_______。
（3）步骤④操作中，可观察到澄清石灰水变浑浊，其发生反应的化学方程式为_______。
（4）酒精(化学式C2H5OH)和木炭都是常用的燃料，若取相同质量的C2H5OH和C在氧气中完全燃烧，两者中消耗O2的质量较少的是_______(填“C2H5OH”或“C”)。
【答案】在水下盖上玻璃片，将集气瓶取出，正放在桌面上 使氧气充分反应，现象明显 CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O C2H5OH
【解析】（1）用排水法收集一瓶氧气，收集完毕，在水下盖上玻璃片，将集气瓶取出，正放在桌面上；
（2）步骤③操作中，最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入到盛满氧气的集气瓶中，这一实验操作的主要目的是使氧气充分反应，现象明显；
（3）步骤④操作中，可观察到澄清石灰水变浑浊，是碳燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O；
（4）若取相同质量的C2H5OH和C在氧气中完全燃烧，酒精燃烧：C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O，酒精与消耗氧气的质量比为：46:96=23：48，木炭燃烧： C＋O2CO2，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32=3：8，碳消耗氧气的质量大，消耗氧气的质量较少的是C2H5OH。
6．（2021·湖南郴州市·中考真题）某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验并探究。
（1）实验室用氯酸钾和MnO2为原料制氧气，反应的化学方程式为______，若要收集到干燥的氧气，则收集装置为______（从A~E中选择）。
（2）若用H2O2溶液和MnO2来制氧气，应选用的发生装置是______（从A~E中选择）。为了证明MnO2的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究：
图1中加入amLH2O2溶液，然后塞入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 MnO2，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MnO2是催化剂。
（3）乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由：______。
（4）______（填“能”或“否”）用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。
【答案】2KClO32KCl+3O2↑ D A 木条不复燃 产生大量气泡，木条复燃 未证明MnO2的化学性质也保持不变（或未重复上述实验，证明MnO2的质量仍然保持不变）（合理即可） 能
【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，向上排空气法收集的氧气比较干燥，故收集装置选D；
（2）若用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选A；
常温下，过氧化氢的分解速率很慢，故带火星的木条不复燃；
加入二氧化锰后，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，故现象为：产生大量气泡，带火星的木条复燃；
（3）二氧化锰除了能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，该实验未证明二氧化锰的化学性质没有改变，故结论不严谨；
（4）图4中，集气瓶底部铺了一层细沙，能用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。
7．（2021·湖北宜昌市·中考真题）探究氧气的实验室制取和性质。
（1）如图是硫在氧气中燃烧的实验。
①观察到火焰的颜色是______。
②反应的化学方程式是______。
③当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，可得出氧气的一条物理性质是______。
（2）如图是实验室制取气体的部分装置。
①实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是______，选择的发生装置是______(填字母序号，下同)；还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，选择的发生装置是______。
②可以选择装置C收集氧气，其原因是______。
③可见，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和______，选择气体的收集装置要依据______。
【答案】产生蓝紫色火焰 S+O2SO2 氧气的密度大 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ A B 氧气不易溶于水 反应条件 气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应
【解析】（1）①观察到火焰的颜色是产生蓝紫色火焰；故答案为：产生蓝紫色火焰。
②反应的化学方程式是S+O2SO2；故答案为：S+O2SO2。
③当火焰变得微弱时，说明上层的氧气基本耗尽，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，说明下方有氧气，可得出氧气的一条物理性质是氧气的密度大；故答案为：氧气的密度大。
（2）①实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，该反应是固体和固体加热生成气体的反应，因此选择的发生装置是A；还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，该反应是固体和液体不加热反应制气体，因此选择的发生装置是B；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；A；B。
②可以选择装置C收集氧气，其原因是氧气不易溶于水；因此可以用排水法收集；故答案为：氧气不易溶于水。
③可见，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和反应条件，选择气体的收集装置要依据气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应；故答案为：反应条件；气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应。
考向二、催化剂
（1）定义：催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。
（2）特点：“一变两不变”
①改变化学反应速率，即可加快也可减慢。
②反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。
2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
易错警示
1. 催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
2. 催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。
3. 不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。
4. MnO2不一定是催化剂，如2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中MnO2是生成物，在MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑中MnO2是反应物；催化剂也不一定是MnO2，如双氧水制取氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
知识拓展
①催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；
②催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；
③催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；
④对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。
方法技巧
①催化剂不能决定化学反应能否发生；
②催化剂不能改变产量；
③催化剂参与化学反应（降低反应的活化能）。
跟踪训练
1．（抚顺市、铁岭市2020年中考）下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项错误；
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项错误；
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变，故选项正确；
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项错误。故选C。
2．催化剂的叙述中，正确的是（ ）。
A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率
B．同一反应的催化剂只有特定的一种
C．不使用二氧化锰作催化剂，加热过氧化氢溶液不会放出氧气
D．使用二氧化锰作催化剂，可以增加过氧化氢溶液分解放出氧气的质量
【答案】A
【解析】A、根据催化剂的定义可知A说法正确。
B、催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变，故B错误。
C、使用催化剂只是改变化学反应速率，不使用催化剂不一定就不能发生化学反应，故C错误。
D、使用催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故D错误。故选：A。
3．氧气的反应中，用到了二氧化锰做催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是（ ）。
A．反应前后化学性质不发生改变 B．反应前后质量发生了改变
C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应
【答案】B
【解析】A、催化剂在反应前后化学性质不发生变化。故A选项正确；
B、催化剂在反应前后质量不发生变化；故B选项错误；
C、某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等；故C选项正确；
D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化锰可以在氯酸钾和高锰酸钾受热分解中起到催化作用；故D选项正确。故选：B。
4．（2020年新乡市新乡县中考）加热一定质量KClO3和KMnO4的混合物到质量不再减少为止，下列图示相关量的变化中，不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】在加热的条件下，高锰酸钾首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解为氯化钾和氧气。
A．高锰酸钾分解时生成二氧化锰，当高锰酸钾完全分解时，二氧化锰的质量不再改变，所以图象的起点为原点，先变大，后不变，所示图象错误；
B．开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，固体质量减小，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，固体质量减少（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以固体质量减小的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，固体的质量不再减少，所示图象正确；
C．开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，氧气质量增大，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，氧气质量增大（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以气体质量增大的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，气体的质量不再增大，所示图象正确；
D．开始加热时，高锰酸钾分解没有氯化钾生成，当氯酸钾开始分解时生成氯化钾，所以氯化钾质量增大，直至完全分解，所示图象正确。故选A。
5．（2020年扬州市宝应县中考二模）某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．c代表氧气 B．t2时刻，O2开始产生
C．t1时刻，KMnO4开始分解 D．起催化作用物质的质量一直保持不变
【答案】C
【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂，同时生成氧气；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气判断图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾，c：氯化钾；t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气；起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰，随着加热反应进行其质量先增大，直至高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量保持不变。故选C。
6．热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时，某实验小组的四位同学，将反应过程中二氧化锰在混合物里的质量分数（n%）随时间的变化，绘制成了下列图像，你认为其中符合实际的是（ ）
A B C D
【答案】C
【解析】刚开始加热时，氯酸钾没有分解，总质量不变，二氧化锰的质量也不变，二氧化锰的质量分数不变；一段时间后氯酸钾开始分解，混合物的总质量逐渐减小，而二氧化锰的质量仍不变，则质量分数应逐渐增大；反应结束后，总质量和二氧化锰的质量都不变，质量分数也不再发生变化。A选项中二氧化锰的质量分数始终不变，故A选项错误；B选项中二氧化锰的质量分数不可能为0，故B选项错误；D选项中二氧化锰的质量分数在减小，故D选项错误；只有C选项符合题意。故C选项正确。
7．学兴趣小组的同学自拟研究主题，对过氧化氢分解反应及催化剂做研究：
（1）小红的实验方案为：
催化剂
反
应
时
间
/s
过氧化氢
3g氧化铜
3g氧化铁
3g二氧化锰
3g氧化铝
10%过氧化氢溶液10mL
她要探究的问题是_____________________________________，通过实验，她得出结论的依据是
___________________________________________。
（2）小明的实验报告如图所示
反
应
时
间
/m
条 件
浓度用量
30%过氧化氢
溶液10mL
15%过氧化氢
溶液10mL
5%过氧化氢
溶液10mL
加入a g二氧化锰
0.2
0.8
2.0
小明通过分析数据，得出的结论是______________________________________。
（3）小刚的探究过程如下：
【问题】氧化镁能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【猜想】氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
实验结论
实验一
_____________________________
_____________________________
木条不复燃
常温下过氧化氢不分解
实验二
在装有10mL 15%过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化镁，然后将带火星的木条伸入试管中
木条复燃
_____________________
_____________________
_____________________
【结论】氧化镁能加快过氧化氢的分解速率，故氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。实验结束后小组同学进行了交流讨论，认为小刚的猜想还不能得到证实，理由是_____________________
___________________________________________。
参与了课外小组的研究后，是否触发了你的灵感？关于过氧化氢分解以及催化剂问题，你想研究的问题是________________________________________。
【答案】（1）哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；
（2）过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；
（3）取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率；是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变；催化剂的多少是否影响化学反应速率（合理即可）。
【解析】（1）小红的实验方案中唯一的变量是催化剂的种类，且她测量的是反应时间。故填：哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；
（2）从表格中数据可以看出，30%过氧化氢溶液分解所需要的时间最短。故填：过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；
（3）这是一组对比实验，实验二加入了氧化镁，所以实验一则不需要添加，故填：取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中。
再根据实验现象判断，加入氧化镁后木条复燃了。故填；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率。
该实验中的氧化镁只是加快了反应的速率，其自身的质量和化学性质是否改变未知。故填：是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变。
这是一道开放性试题，答案很多，合理即可。如：催化剂的多少、催化剂的颗粒大小、温度对催化效果的影响等。
真题再现
1．（2021·安徽）科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其装置和反应的微观示意图如图。下列说法错误的是（ ）
A．反应最终生成两种分子 B．该过程实现了能量的转化
C．反应前后催化剂的化学性质不变 D．该设计为缓解温室效应提供了新途径
【答案】A
【解析】A、由图可知，反应后生成了氧气、氢气、一氧化碳，故有一氧化碳分子、氢分子、氧分子三种分子，符合题意；
B、该过程将光能转化为化学能，不符合题意；
C、催化剂化学反应前后，质量和化学性质不变，不符合题意；
D、该设计可以吸收二氧化碳，为缓解温室效应提供了新途径，不符合题意。故选A。
2．（2021·山东）如图为某反应的微观过程，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应前后两种化合物的质量比为1：2
B．反应物中化合物与单质的分子个数比为1：1
C．此反应属于置换反应
D．反应前后催化剂的物理性质保持不变
【答案】A
【分析】由图可知，该反应为甲烷氧气在催化剂的作用下反应生成甲醇，该反应的化学方程式为：2CH4＋O22CH3OH+O2。
【解析】A、甲烷是由C、H元素组成的纯净物，属于化合物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，甲醇是由C、H、O元素组成的纯净物，属于化合物，故反应前后两种化合物的质量比为：（2×16）：（2×32）=1:2，符合题意；
B、由化学方程式可知，反应物中化合物与单质的分子个数比为：2:1，不符合题意；
C、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
D、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意。故选A。
3．（2020·湖南）氢气作为清洁能源，越来越受到人们的关注。我国科学家寻找到一种新型催化剂，能使一氧化碳和水在低温条件下反应产生氢气，反应过程如图所示。下列说法正确的是
A．H2是不可再生能源
B．反应物和生成物均为化合物
C．使用催化剂可以改变化学反应条件
D．化学反应前后，分子的种类、数目均不变
【答案】C
【分析】由图可知，该反应是一氧化碳和水在催化剂的作用下反应生成氢气和二氧化碳，该反应的化学方程式为： CO＋H2OH2＋CO2。
【解析】A、氢气可通过一氧化碳和水在催化剂的作用下制得，故氢气属于可再生能源，不符合题意；
B、由化学方程式可知，反应物是一氧化碳和水，它们都是由不同种元素组成的化合物，生成物是氢气和二氧化碳，氢气是由同种元素组成的单质，二氧化碳是由不同种元素组成的化合物，不符合题意；
C、由题干信息可知，使用催化剂后，可使一氧化碳和水在低温的条件下反应，故催化剂可以改变化学反应条件，符合题意；
D、由化学方程式可知，分子的种类发生了改变，数目不变，不符合题意。故选C。
4．（2020·辽宁铁岭）下列有关催化剂的说法正确的是
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项错误；
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项错误；
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变，故选项正确；
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项错误。故选C。
5．（2020·广东）大多数化工生产都有催化剂的参与。
（1）化工生产使用催化剂的目的是______。
（2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。
①用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为_________。
②上图中收集氧气的方法是向______排空气法。为了检验氧气是否收集满，将_____放在集气瓶口。
③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象_______。
④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从下图中选择合适的仪器或装置，重组一套制取装置，需要用到的是________（填标号）。
（3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______（填标号）。
A 利用太阳光将水分解生产H2
B 将空气中的He分解生产H2
C 常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg
D 使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多
【答案】改变反应的速率（或提高生产效率） 2H2O22H2O+O2 ↑ 上 带火星的木条 黑色固体消失，溶液变蓝色 ACFG A
【分析】根据在化学反应里能改变其它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做催化剂（又叫触媒）；催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变；发生装置、收集装置的选择依据；进行分析作答。
【解析】（1）催化剂的特点是改变反应的速率，速率的改变也会提高生成效率，所以化工生产使用催化剂的目的是改变反应的速率或提高生产效率；
（2）①如图所示装置和药品是过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解制取氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2 ↑；
②图中收集氧气的方法是向上排空气法，因为氧气的密度比空气略大；为了检验氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口；
③反应结束后，氧化铜的质量和化学性质不变，向试管中加入过量稀硫酸，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是黑色固体消失，溶液变蓝色；
④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，发生装置应选择的仪器是锥形瓶、带导管的双孔塞和长颈漏斗，氧气不易溶于水，可用排水法收集，仪器标号是：ACFG；
（3）A、水能分解产生氢气，利用太阳光和催化剂将水分解生产H2， 符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，空气中的He不能分解生产H2，不符合题意；
C、金属的活动性是：Mg大于Cu，所以常温下Cu不能从硫酸镁溶液中置换出Mg，反应不能发生，不符合题意；
D、催化剂的特点是改变反应的速率，不能改变反应进行的程度，使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多不能实现，不符合题意。故选A。
6．（2019·四川）以CO2为碳源，与电解水产生的H2经催化可转化为高附加值的有机物，此方法具有重要的战略意义。中国化学家使用特殊的催化剂实现了CO2和H2转化为A或B等有机物，反应原理如下图所示：
请回答下列问题：
（1）B的化学式是_________。
（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后，其质量和_________不变。
（3）在催化剂Ⅰ中发生反应的化学方程式是_________。
（4）由CO2 和H2反应生成A的总反应化学方程式是_________。
（5）如果该反应工业化生产后的重要意义是_________。
【答案】C6H6 化学性质 CO2+H2CO+H2O 4 CO2+13H2C4H10+8H2O 减少温室气体，减少化石能源使用（等其它合理回答）
【解析】（1）B的一个分子含有6个碳原子和6个氢原子，所以化学式是 C6H6。
（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后，其质量和化学性质不变。
（3）在催化剂Ⅰ中发生反应是二氧化碳和氢气在催化加I的作用下生成一氧化碳和水，对应的化学方程式是CO2+H2CO+H2O；
（4）由CO2 和H2反应生成A的总反应化学方程式是4 CO2+13H2C4H10+8H2O；
（5）如果该反应工业化生产后，由于是利用了二氧化碳，所以重要意义是减少温室气体，减少化石能源使用（等其它合理回答）。
7．（2018·福建）我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金原子组成的高效催化体系，使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应，反应微观模型如下图所示。
(1)反应微观模型中，除钼外还有______种元素，有_______种单质分子。
(2)该反应过程中：
①构成催化剂的各原子_______(填“有”或“没有”)变化。
②金原子对______(填“CO”或“H2O”)起吸附催化作用。
③反应的化学方程式为____________________。
【答案】4 1 没有 CO CO+H2OCO2+H2
【解析】(1)根据微观示意图分析解答；(2) ①根据催化剂在化学反应中自身的质量和化学性质不变解答；②根据由一氧化碳转化为二氧化碳分析解答；③根据一氧化碳和水在120℃和催化剂的作用下生成二氧化碳和氢气解答。(1)反应微观模型中，除钼外还有C、H、O、Au共4种元素，有1种单质分子；(2) ①构成催化剂的各原子没有变化；②金原子对CO起吸附催化作用；③一氧化碳和水在120℃和催化剂的作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2。
8．（2021·广东广州·中考真题）多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO2，CuSO4等，实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)，FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是_______。
(2)如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL，如有气泡产生，则将______伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象
第1次
第2次
第3次
第4次
漂白液
大量气泡
较多气泡
少量气泡
无气泡
FeCl3溶液
较多气泡
较多气泡
较多气泡
较多气泡
K2SO4溶液
_______
实验结论
i.实验中产生的气体都是氧气
(查阅得知：NaClO＋H2O2＝H2O＋O2 ↑＋NaCl)
ii.K2SO4不能催化过氧化氢分解。
iii.______可能是过氧化氢分解的催化剂。
Iv.……
(3)下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是_______(填标号)。
A CuCl2 B Fe2(SO4)3 C Na2SO4 D KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从下图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)，组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是_______(填标号)。
【答案】2H2O22H2O+O2 ↑ 带火星木条 无气泡 FeCl3 AB AE
【分析】本题考查探究实验。
【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气：2H2O22H2O+O2 ↑；
（2）检验氧气用带火星的木条，木条复燃，说明是氧气；题中给出信息：K2SO4不能催化过氧化氢分解，因此加入硫酸钾溶液，实验现象为无气泡；
iii 根据题中信息，加入氯化铁后，产生大量气泡，且过氧化氢的量增大，并不会改变产生气泡的量，说明不是氯化铁和过氧化氢反应，而是起到了催化剂作用；
（3）根据题意，CuSO4可以作催化剂，当加入硫酸钾后并不产生气泡，说明起到催化剂作用的是铜离子而不是硫酸根离子，因此A符合题意；同时分析得出铁离子可以作催化剂，因此硫酸铁可以作催化剂，故选AB；
（4）过氧化氢生成氧气不需要加热，因此不需要酒精灯，该实验是利用量筒中的水被排出从而测定氧气的体积，因此导管E不需要。
9．（2021·浙江温州·）小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1g苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10mL溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6mL），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是为了保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是___________（例举一个）。
（2）本实验可得出的结论是___________。
（3）若用20mL5%的过氧化氢溶液与6g苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是_______秒。
【答案】温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大（其他合理答案也可） 过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢 100（时间不超过150秒，合理即可）
【解析】（1）过氧化氢分解会生成氧气，温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大，会使液滴移动速度变快，所以需要保持温度不变;
（2）根据图乙中信息可以看出，在一定量的过氧化氢溶液中，加入苹果的质量越大，产生氧气的速度越快，但是苹果质量增加到一定程度，速度增大的幅度变小，说明增大得越来越慢，故本实验可得出的结论是过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢；
（3）加入6g苹果，分解速率可达0.04mL/s，若不改变反应物的用量，收集6mL氧气需要的时间为150秒，而此时加入反应物用量变大，也会提高反应速率，所以收集时间小于150秒，因此可推断为100秒。
10. 学习了二氧化锰过氧化氢分解有催化作用的知识后，某兴趣小组的同学提出问题：氧化铁能否起到类似于二氧化锰的催化作用呢？于是他们进行了以下探究．
【猜想】
Ⅰ氧化铁不是反应的催化剂、也不参与反应，质量和化学性质反应前后均不变；
Ⅱ氧化铁参与反应产生氧气，反应前后质量不变，但化学性质发生了改变；
Ⅲ氧化铁是反应的催化剂，反应前后 ______ ．
【实验】用天平称氧化铁，用试管取的过氧化氢溶液，进行如下实验：
注：氧化铁不溶于水，过滤可与水分离
（1）填写下表：
步骤现象
步骤结果
步骤现象
结论
带火星的木条复燃．
______
过氧化氢溶液中：
______
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；
猜想Ⅲ成立．
（2）步骤的目的是 ______ ．
（3）写出上述有关过氧化氢分解的化学反应方程式 ______ ．
（4）步骤重复实验、的目的是 ______ ．
【继续探究】从上述实验得出氧化铁是反应的催化剂．对同种催化剂，有哪些因素可能影响催化效果？请提出猜想并设计实验进行探究．
【答案】Ⅲ：质量和化学性质均不变；
质量不变；有气泡冒出；
检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；
2H2O22H2O+O2 ↑；
判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变
猜想1：催化剂表面积大小影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入粉末状和颗粒状的氧化铁，观察气体产生的速率．
猜想2：催化剂的使用量影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入和颗粒大小相同的氧化铁，观察气体产生的速率．
【解析】
【猜想】根据催化剂的含义进行解答；
【实验】根据氧化铁对过氧化氢的分解有催化作用回答；根据步骤的目的是检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气进行解答；根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；根据步骤重复实验、的目的是判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变进行解答；
【继续探究】根据科学探究的环节探究催化剂表面积大小、使用量等影响化学反应速率．
催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等．
【解析】
【猜想】Ⅲ氧化铁是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质均不变；故填：质量和化学性质均不变；
【实验】氧化铁对过氧化氢的分解有催化作用，质量反应前后不变；故填：质量不变；有气泡冒出；
步骤的目的是检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；故填：检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；
过氧化氢分解生成水和氧气，化学反应方程式为：2H2O22H2O+O2 ↑；
步骤重复实验、的目的是判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变；故填：判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变；
【继续探究】可探究催化剂表面积大小、使用量等影响化学反应速率．
所以实验方案：猜想1：催化剂表面积大小影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入粉末状和颗粒状的氧化铁，观察气体产生的速率．
猜想2：催化剂的使用量影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入和颗粒大小相同的氧化铁，观察气体产生的速率．
考向四、分解反应
1. 概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。
2. 反应特点：“一变多”
3. 反应通式：AB→A+B
4. 比较分解反应和化合反应
反应类型
分解反应
化合反应
概念
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
表达式
AB→A＋B
A＋B→AB
特征
“一变多”
“多变一”
实例
如：双氧水分解
如：红磷燃烧
共性
都是化学变化,都属于化学基本反应类型。
跟踪训练
1．下列反应属于分解反应的是（ ）
A.2H2+O22H2O
B.Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑
D.KOH+HCl＝KCl+H2O
【答案】C
【解析】A项,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应;B项,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;C项,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应;D项,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应。
2．汽车安全气囊中有一种物质，能在汽车碰撞时迅速反应，如图是反应过程的微观示意图。该反应类型属于( )
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】B
【解析】NaN3受热分解产生N2和Na，其化学方程式为2NaN32Na+3N2↑；该反应是由一种物质生成多种物质的反应，故属于分解反应；故选B。
3．（2020•青浦区一模）下列有关分解反应的说法正确的是（ ）
A．生成物只有一种 B．生成物中一定有单质
C．反应物一定只有一种 D．生成物中一定有化合物
【答案】C
【解析】A、生成物一定不只有一种，必须是两种或两种以上物质，该选项说法不正确；
B、分解反应中，生成物中不一定有单质，例如碳酸分解生成水和二氧化碳，生成物中不含有单质，该选项说法不正确；
C、分解反应中，反应物一定只有一种，该选项说法正确；
D、生成物中不一定有化合物，例如水分解生成氢气和氧气时，生成物中不含有化合物，该选项说法不正确。
故选：C。
4．（2019秋•芮城县期末）下列属于分解反应的是（ ）
A．蒸发食盐水得食盐
B．分离液态空气得氧气
C．过氧化氢分解制取氧气
D．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳
【答案】C
【解析】A、蒸发食盐水得食盐，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。
B、分离液态空气得氧气，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。
D、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误。故选：C。
5．关于四种基本反应类型的叙述中，正确的是
A. 分解反应一定没有单质生成
B. 复分解反应中反应物和生成物一定都是化合物
C. 有氧气参加的反应都是化合反应
D. 有单质和化合物生成的反应一定是置换反应
【答案】B
【解析】A、分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应；分解反应有可能生成单质，如水电解可以生成氢气和氧气两种单质；B、复分解反应是指由两种化合物相互交换成分，生成另外两种新的化合物的反应；所以复分解反应一定都是化合物；C、有氧气参加的反应都是氧化反应，但不一定是化合反应，如蜡烛的燃烧属于氧化反应但不是化合反应；D、有化合物和单质生成的反应不一定是置换反应，例如一氧化碳还原氧化铜的反应能生成二氧化碳和单质铜，不属于置换反应。
真题再现
1.（2020·河北石家庄市·石家庄二十三中九年级月考）下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的
A．镁＋氧气氧化镁
B．氢气＋氯气氯化氢
C．碳酸氢铵＋氧气氨气＋二氧化碳＋水
D．锌＋硫酸硫酸锌＋氢气
【答案】D
【解析】A、该反应是由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，错误；
B、该反应属于化合反应，错误；
C、该反应是由一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，错误；
D、该反应是由两种物质反应生成两种物质，既不是化合反应也不是分解反应，正确。故选D。
2.（2021·铜仁市第六中学九年级月考）下列变化不属于分解反应的是（ ）
A．碳酸钙→氧化钙 + 二氧化碳 B．过氧化氢→水 + 氧气
C．蜡烛＋氧气→二氧化碳＋水 D．水→氢气 + 氧气
【答案】C
【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，其特点可总结为“一变多”。
A、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。
B、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。
C、该反应是由两种物质生成两种物质的反应，不符合“一变多”的特征，不是分解反应。
D、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。故选：C。
3．（2021·河北石家庄市·石家庄外国语学校八年级期中）下列反应既不属于分解反应也不属于化合反应的是（ ）
A．过氧化氢水+氧气
B．石蜡＋氧气二氧化碳＋水
C．镁＋氧气氧化镁
D．硫＋氧气二氧化硫
【答案】B
【解析】A、一种物质生成多种物质的反应叫做分解反应，过氧化氢水+氧气，该反应属于分解反应，不符合题意；
B、一种物质生成多种物质的反应叫做分解反应，多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，石蜡＋氧气二氧化碳＋水，既不是分解反应也不是化合反应，符合题意；
C、多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，镁＋氧气氧化镁，该反应属于化合反应，不符合题意；
D、多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，硫＋氧气二氧化硫，该反应属于化合反应，不符合题意；答案：B。
4.（2021·福建）下列装置常用于实验室制取气体。
(1)仪器①的名称是__________。
(2)用装置甲制取氧气，采用该收集方法的依据是__________。用收集的氧气做铁丝燃烧实验，应预先在集气瓶中加入少量的__________。
(3)用装置乙制取气体，实验结束时，为防止水槽里的水倒流，应采取的操作是__________。
(4)在加热条件下，用醋酸钠( CH3COONa)固体与碱石灰固体中的氢氧化钠反应制取甲烷，同时生成碳酸钠，应选用的装置是__________(填“甲”或“乙”)，反应的化学方程式为__________。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）氧气的密度比空气大 水或铺一层细沙
（3）先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯
（4）乙 CH3COONaCH4↑＋Na2CO3
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是：长颈漏斗；
（2）用装置甲制取氧气，采用该收集方法的依据是：氧气的密度比空气大；
用收集的氧气做铁丝燃烧实验，应预先在集气瓶中加入少量的水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；
（3）用装置乙制取气体，实验结束时，为防止水槽里的水倒流，应采取的操作是：先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯；
（4）在加热条件下，用醋酸钠( CH3COONa)固体与碱石灰固体中的氢氧化钠反应制取甲烷，属于固体加热反应，且甲烷难溶于水，制取装置应选乙；
醋酸钠与氢氧化钠反应生成甲烷和碳酸钠，该反应的化学方程式为：CH3COONaCH4↑＋Na2CO3。
5．（2021·广西中考真题）下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：
（1）图中标号①仪器名称是______。用A装置制取氧气的化学方程式是______。选择C装置收集氧气是因为______。集满氧气的集气瓶应______（填“正”或“倒”）放在桌面上。
（2）用装置F和装置______（填序号）收集并测量O2体积，实验时气体应从装满水的装置F中的导管______（填“a”或“b”）端通入。
（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取极易溶于水的氨气（NH3）。若要制取并收集于燥的氨气，正确的装置连接顺序是______（填字母代号）。
【答案】（1）酒精灯 2KClO32KCl+3O2↑ 氧气不易溶于水 正
（2）I b
（3）AHE（或AHF）
【解析】（1）图中标号①仪器名称是酒精灯。用A装置制取氧气的反应为固体加热反应且试管口没有一团棉花，故反应为氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水，可以用排水法收集。氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。
（2）氧气密度小于水，实验时氧气应从装满水的装置F中的导管b端通入，水被排出，排出水的体积就是收集到氧气气体，测量水的体积还需要使用装置量筒I。
（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取氨气，反应为固体加热反应，发生装置选A；氨气极易溶于水、密度小于空气密度，收集装置选择向下空气法装置E或万用瓶装置F（氨气短进长出，从b端进入）。若要制取并收集于燥的氨气，氨气能和硫酸反应，不与碱石灰反应，故在制得氨气后应首先通过碱石灰干燥装置H干燥后再收集，故正确的装置连接顺序是AHE（或AHF）。
考向五、氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
知识拓展
近年来，出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。
方法技巧
氧气的工业制法是物理变化，氧气的实验室制法则是化学变化。
跟踪训练
1. 以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程 （ ）
A.二氧化碳氧气 B.空气液态空气氧气
C.高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 D.过氧化氢水 + 氧气
【答案】A
【解析】
A、工业制氧气的原理是分离液态空气，有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化溢出，故选项正确；
B、二氧化碳通过光合作用制取氧气，故选项错误；
C、实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气，故选项错误；
D、实验室分解过氧化氢的方法制取氧气，故选项错误；
2．工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了（ ）
A．分解反应 B．化合反应 C．氧化反应 D．液态氧和液态氮的沸点不同
【答案】D
【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法，即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点‐183℃要低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故D选项正确。
真题再现
1．（2020春•兴宁区月考）如图所示四种途径都可以得到O2（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O2的最佳方案
B．为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，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．工业上采用途径丁制取大量O2，主要是利用了N2和O2的密度不同
【答案】D
【解析】A．过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，不会对环境造成任何污染，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O2的最佳方案，说法正确；
B．过氧化氢中若不加入二氧化锰，反应速率很慢；若单独加热氯酸钾制备氧气需要加热的温度很高，所以为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，还需要加入催化剂，说法正确；
C．过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热生成氯化钾和氧气；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，三个反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，说法正确；
D．工业制备氧气是利用了氮气和氧气的沸点的不同，说法错误。故选：D。
考点07 氧气的制法
命题趋势
主要考查制取气体所需的药品、反应原理、实验装置、收集方法、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项、气体的净化和干燥方法以及装置的连接等。考查的题型主要有选择题和实验题。在中考中这是一个分数较大的题目，主要围绕气体发生装置和收集装置的选择和判断、气体的检验、气体的净化和干燥以及实验注意事项为主，考查内容及形式多变，有一定的拓展度。
考查重点
1. 氧气的实验室制取方法；
2. 催化剂的作用与特点；
3. 分解反应、催化剂等概念
重点考向
考向一、氧气的实验室制法
制取方法
高锰酸钾制取氧气
氯酸钾制取氧气
过氧化氢制取氧气
所用药品
高锰酸钾（紫色固体）
氯酸钾（白色粉末）、
二氧化锰（黑色粉末）
过氧化氢（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2 ↑
发生装置
固体加热型
固固加热型
固液不加热型
收集装置
选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应
向上排空气法
向下排空气法
选择依据：氧气的密度比空气大，且不与空气各成分反应
优点
稍加热就分解，不用催化剂；反应速度适中，便于收集。
反应速度适中，便于收集；和高锰酸钾相比，药品白色，仪器容易清洗；相同质量的KClO3和KMnO4，KClO3生成的氧气多
不用加热，节约能源；生成物只有水，利于环保；二氧化锰容易回收
缺点
需要加热，操作麻烦、浪费能源；使用紫色的高锰酸钾，不易清洗仪器和桌面。
需要加热，操作麻烦、浪费能源；反应中生成刺激性气味、污染空气的氯气
作为反应物的过氧化氢不宜长时间保存且浓度太大时反应速度太快，不宜控制。
检验方法
将一根带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
验满方法
①用向上排空气法收集时，将一根带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明集气瓶内氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满氧气。
总之，从是否节约能源、是否利于环保、操作是否简单等方面综合比较，最适合在实验室制取氧气的方法是用过氧化氢制取氧气的方法
易错警示
1．高锰酸钾制取氧气，要在试管口放一团棉花的目的是为了防止加热时粉末进入导管，而不是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
2．用排水法收集氧气时，刚开始冒气泡时不立即收集，因为开始冒出的气泡是加热膨胀出的空气。当气泡连续而均匀地放出时，开始收集氧气。
3．加热氯酸钾或高锰酸钾并用排水法收集氧气，实验结束时，应先从水中移出导管，然后在熄灭酒精灯，否则水倒吸进入试管使试管炸裂。
知识拓展
1、制取装置（发生装置）的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾（加热氯酸钾与二氧化锰的混合物）制取氧气，应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：
排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
方法技巧
实验室制取气体时，如何确定气体的发生装置？
确定气体的发生装置主要考虑反应物的状态和反应条件：
常用的气体发生装置如下：
一般来说，“固体加热型”常用A装置；而“固-液不加热”型，常用B或C装置（其中，C装置中的长颈漏斗便于随时添加液体，也可以用分液漏斗或注射器代替，可通过添加液体的速率来控制反应速率）。
过氧化氢制氧气是实验室用“固-液不加热”装置制气体的典型，该发生装置还可以用来制取氢气和二氧化碳；而高锰酸钾和氯酸钾制氧气是“固体加热型”装置制取气体的典型。
跟踪训练
1．（广东省2020年中考）实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是（ ）
A．①③ B．①⑤ C．②③ D．②④
【答案】A
【解析】实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，属于固体混合需加热型，发生装置是①，氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空法（装置④）或排水法（装置③）收集，故装置组合正确的是①③或①④，观察选项，只有A选项正确。
故选：A。
2．（甘肃省金昌市2020年中考）关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B．反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C．导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D．装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
【答案】D
【解析】A、制取气体时，先检验装置的气密性，后添加药品，A错。
B、反应结束时，先将导管移出水面，后停止加热，防止水倒吸入试管，试管炸裂，B错。
C、导气管口有连续均匀气泡时，开始用装满水的集气瓶收集气体，C错。
D、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管，D正确。
故选：D。
3．实验室加热高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①检验装置的气密性 ②装药品 ③加热 ④把集气瓶灌满水倒置在水槽中 ⑤将盛有药品的试管固定在铁架台上 ⑥熄灭酒精灯 ⑦收集气体 ⑧将导管从水槽中取出，下列操作顺序正确的是（ ）。
A．①②⑤④⑥⑦③⑧ B．②①⑤④③⑦⑧⑥
C．①②⑤④③⑦⑧⑥ D．②①⑤③④⑦⑥⑧
【答案】C
【解析】实验室制取氧气的正确步骤：检查装置的气密性、装入药品、固定装置、加热、用排水法收集、将导管移出水面、熄灭酒精灯，所以操作顺序正确的是①②⑤④③⑦⑧⑥。
故选：B。
4．对用排水法收集氧气后的集气瓶，以下处理正确的是（ ）。
A．将集气瓶从水中提起后，用玻璃片盖住瓶口，瓶口向上正放在桌上
B．在水面下用玻璃片盖住瓶口，一起拿出水面，然后正放在桌上
C．将集气瓶子从水中提取，倒立在桌上
D．将集气瓶仍然留在水槽中，用时再取出来
【答案】B
【解析】解答本题必须熟知氧气的收集方法。选取玻璃片的作用，避免拿出集气瓶时与空气相混。
放置的选取决定于氧气的密度大于空气的密度，所以应正放集气瓶。
一般实验室中氧气现用现制取的原则，因此选项D不对。
综上所述，故应选B。
5．检验集气瓶里的氧气是否收集满，应将带火星的木条（ ）
A．插入集气瓶中 B．插入集气瓶底 C．放在集气瓶口 D．都可以
【答案】C
【解析】本题考查的是收集氧气时的验满方法。只要证明瓶口是氧气就说明氧气已收集满，根据氧气有助燃的性质去检验。氧气能使带火星木条复燃，故检验集气瓶中是否收集满氧气的方法是：将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满。这种方法只适用于向上排空气法，若使用排水集气法则没有必要验满，看见集气瓶口有气泡逸出就说明已经集满。故C选项正确。
6．（2019•丰润区一模）某化学兴趣小组用如图所示的装置（装置气密性良好）来制取干燥的氧气，并测定H2O2溶液中溶质的质量分数。下列说法正确的（ ）
A．将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的
B．称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数
C．若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在b导管口处验满
D．若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气会使测量结果偏大
【解析】A、将装置I分别与装置II、III、IV、V连接，均能达到实验目的错误，因为装置II收集的气体不干燥；故选项错误；
B、称量装置I反应前及完全反应冷却后的质量，可计算出H2O2溶液中溶质的质量分数正确；故选项正确；
C、若用装置IV收集氧气，可将带火星的木条放置在a处验满，放在b导管口处验满错误；故选项错误；
D、若用装置V测量生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，会使测量结果偏大错误；故选项错误；【答案】B。
7．用加热高锰酸钾的方法制取氧气时要在试管口放一团棉花，其主要作用是（ ）。
A． 防止试管炸裂 B．调节放出氧气的气流 C．吸收其他气体杂质 D．防止高锰酸钾粉末进入导管
【答案】D
【解析】用加热高锰酸钾制氧气，试管口要有一团棉花，其作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。故选：D。
8．（2020贵州黔东南）下图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题：
（1）写出下列仪器的名称：a___；b_____。
（2）若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是____（填写字母），若用F装置收集该气体，则气体应从__端进入（填“c”或“d”）。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，其原理是__________（用化学方程式表示）。
（3）加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是___（填写字母），发生反应的化学方程式为__。若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是__（填写序号）。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
【答案】
（1）试管；锥形瓶
（2）D； c；CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O
（3）A； 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ①③②
【解析】（1）仪器的名称：a是试管，b是锥形瓶。（2）装置D含有多孔塑料片，固体物质在多孔塑料片上，当反应进行时多孔塑料片上的固体与液体接触，反应进行；当把止水夹关闭时，产生的气体导致压强增大，把液体压入长颈漏斗，隔板上的固体与液体分离，反应停止，故若用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并能随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是D；若用F装置收集二氧化碳气体，二氧化碳密度比空气大，则气体应从长管进入，空气从短管排出，故气体应从c端进入；通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O。（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，用高锰酸钾制取氧气需要加热，故加热高锰酸钾制取氧气时应选用的发生装置是A，发生反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，若用E来收集氧气，收集完毕的操作顺序是盖上玻璃片；取出集气瓶；氧气密度比空气大，正放在实验台上；故收集完毕的操作顺序是①③②。
真题再现
1．（2021·江苏南京市·中考）实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）
A．大试管、铁架台 B．烧杯、玻璃棒 C．集气瓶、酒精灯 D．导管、单孔塞
【答案】B
【解析】
实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置需要大试管（反应容器）、酒精灯（加热容器）、铁架台（固定）、单孔塞、导管，收集装置需要集气瓶、水槽等。不需要烧杯和玻璃棒。故选B。
2．（2021·湖南岳阳市·中考）实验室常用以下装置来制取和收集气体。下列说法正确的是（ ）
A．实验室制取氧气时，可选用③或⑤作为收集装置
B．检验④中CO2是否收集满：将燃着的木条伸入集气瓶内，看木条是否熄灭
C．用①、⑤制取并收集气体完毕后，应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面
D．用锌粒和稀硫酸制取氢气，可选用②作为发生装置
【答案】D
【解析】A、氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，故可选用④或⑤作为收集装置，不符合题意；
B、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，看木条是否熄灭，不能伸入集气瓶内，不符合题意；
C、用①、⑤制取并收集气体完毕后，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流，炸裂试管，不符合题意；
D、用锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热反应，发生装置可选②，符合题意。故选D。
3．（2021·重庆）氧气是人类活动的必需的物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是（ ）
A．制取 B．干燥
C．收集 D．验满
【答案】C
【解析】A、实验室可用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，且长颈漏斗下端应在液面以下，图中正确，不符合题意；
B、浓硫酸具有吸水性且不与氧气反应。洗气应“长进短出”，这样反应比较充分，图中正确，不符合题意；
C、氧气的密度比空气大，收集氧气，应“长进短出”，符合题意；
D、氧气具有助燃性，氧气验满，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不符合题意。故选C。
4．（2021·湖南株洲市·中考真题）O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：
（1）KMnO4分解法：该反应的化学方程式为___________；
（2）KClO3分解法：应选用上图中的___________（填图中装置对应的字母）作发生装置；
（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________；
（4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质；
（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为___________（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。
【答案】2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ A 催化作用 不易溶于水 后
【解析】（1）高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式为：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
（2）氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故选择A作为发生装置；
（3）过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用；
（4）能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质；
（5）因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。
5．（2021·湖南永州市·中考真题）某同学做氧气的性质实验，下图为木炭在氧气中燃烧的实验示意图。
实验步骤：
①用排水法收集好一瓶氧气。②………………
③用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛满氧气的集气瓶中，燃烧停止后，取出坩埚钳。
④向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡。
根据实验操作，通过分析，回答下列问题：
（1）步骤②具体操作为_______。
（2）步骤③操作中，最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入到盛满氧气的集气瓶中，这一实验操作的主要目的是_______。
（3）步骤④操作中，可观察到澄清石灰水变浑浊，其发生反应的化学方程式为_______。
（4）酒精(化学式C2H5OH)和木炭都是常用的燃料，若取相同质量的C2H5OH和C在氧气中完全燃烧，两者中消耗O2的质量较少的是_______(填“C2H5OH”或“C”)。
【答案】在水下盖上玻璃片，将集气瓶取出，正放在桌面上 使氧气充分反应，现象明显 CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O C2H5OH
【解析】（1）用排水法收集一瓶氧气，收集完毕，在水下盖上玻璃片，将集气瓶取出，正放在桌面上；
（2）步骤③操作中，最好是将烧红的木炭由瓶口缓慢插入到盛满氧气的集气瓶中，这一实验操作的主要目的是使氧气充分反应，现象明显；
（3）步骤④操作中，可观察到澄清石灰水变浑浊，是碳燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2 +Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O；
（4）若取相同质量的C2H5OH和C在氧气中完全燃烧，酒精燃烧：C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O，酒精与消耗氧气的质量比为：46:96=23：48，木炭燃烧： C＋O2CO2，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32=3：8，碳消耗氧气的质量大，消耗氧气的质量较少的是C2H5OH。
6．（2021·湖南郴州市·中考真题）某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验并探究。
（1）实验室用氯酸钾和MnO2为原料制氧气，反应的化学方程式为______，若要收集到干燥的氧气，则收集装置为______（从A~E中选择）。
（2）若用H2O2溶液和MnO2来制氧气，应选用的发生装置是______（从A~E中选择）。为了证明MnO2的催化作用，甲同学通过以下装置来进行实验探究：
图1中加入amLH2O2溶液，然后塞入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 MnO2，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MnO2是催化剂。
（3）乙同学认为甲同学的结论不严谨，请你帮乙同学说出理由：______。
（4）______（填“能”或“否”）用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。
【答案】2KClO32KCl+3O2↑ D A 木条不复燃 产生大量气泡，木条复燃 未证明MnO2的化学性质也保持不变（或未重复上述实验，证明MnO2的质量仍然保持不变）（合理即可） 能
【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，向上排空气法收集的氧气比较干燥，故收集装置选D；
（2）若用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，发生装置应选A；
常温下，过氧化氢的分解速率很慢，故带火星的木条不复燃；
加入二氧化锰后，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，故现象为：产生大量气泡，带火星的木条复燃；
（3）二氧化锰除了能改变化学反应速率，化学反应前后，其质量和化学性质不变，该实验未证明二氧化锰的化学性质没有改变，故结论不严谨；
（4）图4中，集气瓶底部铺了一层细沙，能用图4来探究铁在氧气中的燃烧实验。
7．（2021·湖北宜昌市·中考真题）探究氧气的实验室制取和性质。
（1）如图是硫在氧气中燃烧的实验。
①观察到火焰的颜色是______。
②反应的化学方程式是______。
③当火焰变得微弱时，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，可得出氧气的一条物理性质是______。
（2）如图是实验室制取气体的部分装置。
①实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是______，选择的发生装置是______(填字母序号，下同)；还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，选择的发生装置是______。
②可以选择装置C收集氧气，其原因是______。
③可见，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和______，选择气体的收集装置要依据______。
【答案】产生蓝紫色火焰 S+O2SO2 氧气的密度大 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ A B 氧气不易溶于水 反应条件 气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应
【解析】（1）①观察到火焰的颜色是产生蓝紫色火焰；故答案为：产生蓝紫色火焰。
②反应的化学方程式是S+O2SO2；故答案为：S+O2SO2。
③当火焰变得微弱时，说明上层的氧气基本耗尽，将燃烧匙进一步伸入瓶底，火焰又变旺，说明下方有氧气，可得出氧气的一条物理性质是氧气的密度大；故答案为：氧气的密度大。
（2）①实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，该反应是固体和固体加热生成气体的反应，因此选择的发生装置是A；还可用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，该反应是固体和液体不加热反应制气体，因此选择的发生装置是B；故答案为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；A；B。
②可以选择装置C收集氧气，其原因是氧气不易溶于水；因此可以用排水法收集；故答案为：氧气不易溶于水。
③可见，选择气体的发生装置要依据反应物的状态和反应条件，选择气体的收集装置要依据气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应；故答案为：反应条件；气体的密度及常温下能否与空气中的成分反应、气体的溶解性及能否与水反应。
考向二、催化剂
（1）定义：催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变的物质(又叫触媒)。
（2）特点：“一变两不变”
①改变化学反应速率，即可加快也可减慢。
②反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。
2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
易错警示
1. 催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
2. 催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。
3. 不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。
4. MnO2不一定是催化剂，如2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中MnO2是生成物，在MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑中MnO2是反应物；催化剂也不一定是MnO2，如双氧水制取氧气的反应中，氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂。
知识拓展
①催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；
②催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；
③催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；
④对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。
方法技巧
①催化剂不能决定化学反应能否发生；
②催化剂不能改变产量；
③催化剂参与化学反应（降低反应的活化能）。
跟踪训练
1．（抚顺市、铁岭市2020年中考）下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项错误；
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项错误；
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变，故选项正确；
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项错误。故选C。
2．催化剂的叙述中，正确的是（ ）。
A．催化剂能改变其他物质的化学反应速率
B．同一反应的催化剂只有特定的一种
C．不使用二氧化锰作催化剂，加热过氧化氢溶液不会放出氧气
D．使用二氧化锰作催化剂，可以增加过氧化氢溶液分解放出氧气的质量
【答案】A
【解析】A、根据催化剂的定义可知A说法正确。
B、催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变，故B错误。
C、使用催化剂只是改变化学反应速率，不使用催化剂不一定就不能发生化学反应，故C错误。
D、使用催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，故D错误。故选：A。
3．氧气的反应中，用到了二氧化锰做催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是（ ）。
A．反应前后化学性质不发生改变 B．反应前后质量发生了改变
C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应
【答案】B
【解析】A、催化剂在反应前后化学性质不发生变化。故A选项正确；
B、催化剂在反应前后质量不发生变化；故B选项错误；
C、某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等；故C选项正确；
D、某些催化剂可催化不同的反应，例如二氧化锰可以在氯酸钾和高锰酸钾受热分解中起到催化作用；故D选项正确。故选：B。
4．（2020年新乡市新乡县中考）加热一定质量KClO3和KMnO4的混合物到质量不再减少为止，下列图示相关量的变化中，不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】在加热的条件下，高锰酸钾首先分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解为氯化钾和氧气。
A．高锰酸钾分解时生成二氧化锰，当高锰酸钾完全分解时，二氧化锰的质量不再改变，所以图象的起点为原点，先变大，后不变，所示图象错误；
B．开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，固体质量减小，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，固体质量减少（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以固体质量减小的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，固体的质量不再减少，所示图象正确；
C．开始加热一会，高锰酸钾就开始分解产生氧气，氧气质量增大，在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解产生氧气，氧气质量增大（因为氯酸钾产生氧气的比例大于高锰酸钾，所以气体质量增大的幅度增大），当氯酸钾完全分解后，气体的质量不再增大，所示图象正确；
D．开始加热时，高锰酸钾分解没有氯化钾生成，当氯酸钾开始分解时生成氯化钾，所以氯化钾质量增大，直至完全分解，所示图象正确。故选A。
5．（2020年扬州市宝应县中考二模）某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．c代表氧气 B．t2时刻，O2开始产生
C．t1时刻，KMnO4开始分解 D．起催化作用物质的质量一直保持不变
【答案】C
【解析】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂，同时生成氧气；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气判断图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾，c：氯化钾；t1时刻，KMnO4开始分解产生氧气；起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰，随着加热反应进行其质量先增大，直至高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量保持不变。故选C。
6．热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时，某实验小组的四位同学，将反应过程中二氧化锰在混合物里的质量分数（n%）随时间的变化，绘制成了下列图像，你认为其中符合实际的是（ ）
A B C D
【答案】C
【解析】刚开始加热时，氯酸钾没有分解，总质量不变，二氧化锰的质量也不变，二氧化锰的质量分数不变；一段时间后氯酸钾开始分解，混合物的总质量逐渐减小，而二氧化锰的质量仍不变，则质量分数应逐渐增大；反应结束后，总质量和二氧化锰的质量都不变，质量分数也不再发生变化。A选项中二氧化锰的质量分数始终不变，故A选项错误；B选项中二氧化锰的质量分数不可能为0，故B选项错误；D选项中二氧化锰的质量分数在减小，故D选项错误；只有C选项符合题意。故C选项正确。
7．学兴趣小组的同学自拟研究主题，对过氧化氢分解反应及催化剂做研究：
（1）小红的实验方案为：
催化剂
反
应
时
间
/s
过氧化氢
3g氧化铜
3g氧化铁
3g二氧化锰
3g氧化铝
10%过氧化氢溶液10mL
她要探究的问题是_____________________________________，通过实验，她得出结论的依据是
___________________________________________。
（2）小明的实验报告如图所示
反
应
时
间
/m
条 件
浓度用量
30%过氧化氢
溶液10mL
15%过氧化氢
溶液10mL
5%过氧化氢
溶液10mL
加入a g二氧化锰
0.2
0.8
2.0
小明通过分析数据，得出的结论是______________________________________。
（3）小刚的探究过程如下：
【问题】氧化镁能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【猜想】氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
实验结论
实验一
_____________________________
_____________________________
木条不复燃
常温下过氧化氢不分解
实验二
在装有10mL 15%过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化镁，然后将带火星的木条伸入试管中
木条复燃
_____________________
_____________________
_____________________
【结论】氧化镁能加快过氧化氢的分解速率，故氧化镁能作过氧化氢分解的催化剂。实验结束后小组同学进行了交流讨论，认为小刚的猜想还不能得到证实，理由是_____________________
___________________________________________。
参与了课外小组的研究后，是否触发了你的灵感？关于过氧化氢分解以及催化剂问题，你想研究的问题是________________________________________。
【答案】（1）哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；
（2）过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；
（3）取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率；是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变；催化剂的多少是否影响化学反应速率（合理即可）。
【解析】（1）小红的实验方案中唯一的变量是催化剂的种类，且她测量的是反应时间。故填：哪一种催化剂的效果最好；过氧化氢分解时间的长短；
（2）从表格中数据可以看出，30%过氧化氢溶液分解所需要的时间最短。故填：过氧化氢溶液的浓度越大，放出氧气的速率越快；
（3）这是一组对比实验，实验二加入了氧化镁，所以实验一则不需要添加，故填：取适量过氧化氢溶液于试管中，然后将带火星的木条伸入试管中。
再根据实验现象判断，加入氧化镁后木条复燃了。故填；氧化镁能加快过氧化氢的分解速率。
该实验中的氧化镁只是加快了反应的速率，其自身的质量和化学性质是否改变未知。故填：是否是催化剂还需要验证氧化镁化学反应前后其质量和化学性质是否改变。
这是一道开放性试题，答案很多，合理即可。如：催化剂的多少、催化剂的颗粒大小、温度对催化效果的影响等。
真题再现
1．（2021·安徽）科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其装置和反应的微观示意图如图。下列说法错误的是（ ）
A．反应最终生成两种分子 B．该过程实现了能量的转化
C．反应前后催化剂的化学性质不变 D．该设计为缓解温室效应提供了新途径
【答案】A
【解析】A、由图可知，反应后生成了氧气、氢气、一氧化碳，故有一氧化碳分子、氢分子、氧分子三种分子，符合题意；
B、该过程将光能转化为化学能，不符合题意；
C、催化剂化学反应前后，质量和化学性质不变，不符合题意；
D、该设计可以吸收二氧化碳，为缓解温室效应提供了新途径，不符合题意。故选A。
2．（2021·山东）如图为某反应的微观过程，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应前后两种化合物的质量比为1：2
B．反应物中化合物与单质的分子个数比为1：1
C．此反应属于置换反应
D．反应前后催化剂的物理性质保持不变
【答案】A
【分析】由图可知，该反应为甲烷氧气在催化剂的作用下反应生成甲醇，该反应的化学方程式为：2CH4＋O22CH3OH+O2。
【解析】A、甲烷是由C、H元素组成的纯净物，属于化合物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，甲醇是由C、H、O元素组成的纯净物，属于化合物，故反应前后两种化合物的质量比为：（2×16）：（2×32）=1:2，符合题意；
B、由化学方程式可知，反应物中化合物与单质的分子个数比为：2:1，不符合题意；
C、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
D、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意。故选A。
3．（2020·湖南）氢气作为清洁能源，越来越受到人们的关注。我国科学家寻找到一种新型催化剂，能使一氧化碳和水在低温条件下反应产生氢气，反应过程如图所示。下列说法正确的是
A．H2是不可再生能源
B．反应物和生成物均为化合物
C．使用催化剂可以改变化学反应条件
D．化学反应前后，分子的种类、数目均不变
【答案】C
【分析】由图可知，该反应是一氧化碳和水在催化剂的作用下反应生成氢气和二氧化碳，该反应的化学方程式为： CO＋H2OH2＋CO2。
【解析】A、氢气可通过一氧化碳和水在催化剂的作用下制得，故氢气属于可再生能源，不符合题意；
B、由化学方程式可知，反应物是一氧化碳和水，它们都是由不同种元素组成的化合物，生成物是氢气和二氧化碳，氢气是由同种元素组成的单质，二氧化碳是由不同种元素组成的化合物，不符合题意；
C、由题干信息可知，使用催化剂后，可使一氧化碳和水在低温的条件下反应，故催化剂可以改变化学反应条件，符合题意；
D、由化学方程式可知，分子的种类发生了改变，数目不变，不符合题意。故选C。
4．（2020·辽宁铁岭）下列有关催化剂的说法正确的是
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
【答案】C
【解析】A、催化剂在化学反应前后质量不变，故选项错误；
B、催化剂能改变化学反应速率，能加快化学反应速率，也能减慢反应速率，故选项错误；
C、催化剂在在化学反应后其化学性质不变，故选项正确；
D、过氧化氢分解可用二氧化锰作催化剂，也可选择其他物质做催化剂，故选项错误。故选C。
5．（2020·广东）大多数化工生产都有催化剂的参与。
（1）化工生产使用催化剂的目的是______。
（2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。
①用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为_________。
②上图中收集氧气的方法是向______排空气法。为了检验氧气是否收集满，将_____放在集气瓶口。
③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象_______。
④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从下图中选择合适的仪器或装置，重组一套制取装置，需要用到的是________（填标号）。
（3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______（填标号）。
A 利用太阳光将水分解生产H2
B 将空气中的He分解生产H2
C 常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg
D 使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多
【答案】改变反应的速率（或提高生产效率） 2H2O22H2O+O2 ↑ 上 带火星的木条 黑色固体消失，溶液变蓝色 ACFG A
【分析】根据在化学反应里能改变其它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做催化剂（又叫触媒）；催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变；发生装置、收集装置的选择依据；进行分析作答。
【解析】（1）催化剂的特点是改变反应的速率，速率的改变也会提高生成效率，所以化工生产使用催化剂的目的是改变反应的速率或提高生产效率；
（2）①如图所示装置和药品是过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解制取氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2 ↑；
②图中收集氧气的方法是向上排空气法，因为氧气的密度比空气略大；为了检验氧气是否收集满，将带火星的木条放在集气瓶口；
③反应结束后，氧化铜的质量和化学性质不变，向试管中加入过量稀硫酸，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，可观察到的现象是黑色固体消失，溶液变蓝色；
④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，发生装置应选择的仪器是锥形瓶、带导管的双孔塞和长颈漏斗，氧气不易溶于水，可用排水法收集，仪器标号是：ACFG；
（3）A、水能分解产生氢气，利用太阳光和催化剂将水分解生产H2， 符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，空气中的He不能分解生产H2，不符合题意；
C、金属的活动性是：Mg大于Cu，所以常温下Cu不能从硫酸镁溶液中置换出Mg，反应不能发生，不符合题意；
D、催化剂的特点是改变反应的速率，不能改变反应进行的程度，使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多不能实现，不符合题意。故选A。
6．（2019·四川）以CO2为碳源，与电解水产生的H2经催化可转化为高附加值的有机物，此方法具有重要的战略意义。中国化学家使用特殊的催化剂实现了CO2和H2转化为A或B等有机物，反应原理如下图所示：
请回答下列问题：
（1）B的化学式是_________。
（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后，其质量和_________不变。
（3）在催化剂Ⅰ中发生反应的化学方程式是_________。
（4）由CO2 和H2反应生成A的总反应化学方程式是_________。
（5）如果该反应工业化生产后的重要意义是_________。
【答案】C6H6 化学性质 CO2+H2CO+H2O 4 CO2+13H2C4H10+8H2O 减少温室气体，减少化石能源使用（等其它合理回答）
【解析】（1）B的一个分子含有6个碳原子和6个氢原子，所以化学式是 C6H6。
（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后，其质量和化学性质不变。
（3）在催化剂Ⅰ中发生反应是二氧化碳和氢气在催化加I的作用下生成一氧化碳和水，对应的化学方程式是CO2+H2CO+H2O；
（4）由CO2 和H2反应生成A的总反应化学方程式是4 CO2+13H2C4H10+8H2O；
（5）如果该反应工业化生产后，由于是利用了二氧化碳，所以重要意义是减少温室气体，减少化石能源使用（等其它合理回答）。
7．（2018·福建）我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金原子组成的高效催化体系，使水煤气中的CO和H2O在120℃下发生反应，反应微观模型如下图所示。
(1)反应微观模型中，除钼外还有______种元素，有_______种单质分子。
(2)该反应过程中：
①构成催化剂的各原子_______(填“有”或“没有”)变化。
②金原子对______(填“CO”或“H2O”)起吸附催化作用。
③反应的化学方程式为____________________。
【答案】4 1 没有 CO CO+H2OCO2+H2
【解析】(1)根据微观示意图分析解答；(2) ①根据催化剂在化学反应中自身的质量和化学性质不变解答；②根据由一氧化碳转化为二氧化碳分析解答；③根据一氧化碳和水在120℃和催化剂的作用下生成二氧化碳和氢气解答。(1)反应微观模型中，除钼外还有C、H、O、Au共4种元素，有1种单质分子；(2) ①构成催化剂的各原子没有变化；②金原子对CO起吸附催化作用；③一氧化碳和水在120℃和催化剂的作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2。
8．（2021·广东广州·中考真题）多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO2，CuSO4等，实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)，FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是_______。
(2)如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL，如有气泡产生，则将______伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象
第1次
第2次
第3次
第4次
漂白液
大量气泡
较多气泡
少量气泡
无气泡
FeCl3溶液
较多气泡
较多气泡
较多气泡
较多气泡
K2SO4溶液
_______
实验结论
i.实验中产生的气体都是氧气
(查阅得知：NaClO＋H2O2＝H2O＋O2 ↑＋NaCl)
ii.K2SO4不能催化过氧化氢分解。
iii.______可能是过氧化氢分解的催化剂。
Iv.……
(3)下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是_______(填标号)。
A CuCl2 B Fe2(SO4)3 C Na2SO4 D KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从下图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)，组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是_______(填标号)。
【答案】2H2O22H2O+O2 ↑ 带火星木条 无气泡 FeCl3 AB AE
【分析】本题考查探究实验。
【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气：2H2O22H2O+O2 ↑；
（2）检验氧气用带火星的木条，木条复燃，说明是氧气；题中给出信息：K2SO4不能催化过氧化氢分解，因此加入硫酸钾溶液，实验现象为无气泡；
iii 根据题中信息，加入氯化铁后，产生大量气泡，且过氧化氢的量增大，并不会改变产生气泡的量，说明不是氯化铁和过氧化氢反应，而是起到了催化剂作用；
（3）根据题意，CuSO4可以作催化剂，当加入硫酸钾后并不产生气泡，说明起到催化剂作用的是铜离子而不是硫酸根离子，因此A符合题意；同时分析得出铁离子可以作催化剂，因此硫酸铁可以作催化剂，故选AB；
（4）过氧化氢生成氧气不需要加热，因此不需要酒精灯，该实验是利用量筒中的水被排出从而测定氧气的体积，因此导管E不需要。
9．（2021·浙江温州·）小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1g苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10mL溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6mL），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是为了保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是___________（例举一个）。
（2）本实验可得出的结论是___________。
（3）若用20mL5%的过氧化氢溶液与6g苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是_______秒。
【答案】温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大（其他合理答案也可） 过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢 100（时间不超过150秒，合理即可）
【解析】（1）过氧化氢分解会生成氧气，温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大，会使液滴移动速度变快，所以需要保持温度不变;
（2）根据图乙中信息可以看出，在一定量的过氧化氢溶液中，加入苹果的质量越大，产生氧气的速度越快，但是苹果质量增加到一定程度，速度增大的幅度变小，说明增大得越来越慢，故本实验可得出的结论是过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢；
（3）加入6g苹果，分解速率可达0.04mL/s，若不改变反应物的用量，收集6mL氧气需要的时间为150秒，而此时加入反应物用量变大，也会提高反应速率，所以收集时间小于150秒，因此可推断为100秒。
10. 学习了二氧化锰过氧化氢分解有催化作用的知识后，某兴趣小组的同学提出问题：氧化铁能否起到类似于二氧化锰的催化作用呢？于是他们进行了以下探究．
【猜想】
Ⅰ氧化铁不是反应的催化剂、也不参与反应，质量和化学性质反应前后均不变；
Ⅱ氧化铁参与反应产生氧气，反应前后质量不变，但化学性质发生了改变；
Ⅲ氧化铁是反应的催化剂，反应前后 ______ ．
【实验】用天平称氧化铁，用试管取的过氧化氢溶液，进行如下实验：
注：氧化铁不溶于水，过滤可与水分离
（1）填写下表：
步骤现象
步骤结果
步骤现象
结论
带火星的木条复燃．
______
过氧化氢溶液中：
______
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；
猜想Ⅲ成立．
（2）步骤的目的是 ______ ．
（3）写出上述有关过氧化氢分解的化学反应方程式 ______ ．
（4）步骤重复实验、的目的是 ______ ．
【继续探究】从上述实验得出氧化铁是反应的催化剂．对同种催化剂，有哪些因素可能影响催化效果？请提出猜想并设计实验进行探究．
【答案】Ⅲ：质量和化学性质均不变；
质量不变；有气泡冒出；
检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；
2H2O22H2O+O2 ↑；
判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变
猜想1：催化剂表面积大小影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入粉末状和颗粒状的氧化铁，观察气体产生的速率．
猜想2：催化剂的使用量影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入和颗粒大小相同的氧化铁，观察气体产生的速率．
【解析】
【猜想】根据催化剂的含义进行解答；
【实验】根据氧化铁对过氧化氢的分解有催化作用回答；根据步骤的目的是检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气进行解答；根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；根据步骤重复实验、的目的是判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变进行解答；
【继续探究】根据科学探究的环节探究催化剂表面积大小、使用量等影响化学反应速率．
催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等．
【解析】
【猜想】Ⅲ氧化铁是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质均不变；故填：质量和化学性质均不变；
【实验】氧化铁对过氧化氢的分解有催化作用，质量反应前后不变；故填：质量不变；有气泡冒出；
步骤的目的是检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；故填：检验过氧化氢溶液是否会自发的分解放出氧气；
过氧化氢分解生成水和氧气，化学反应方程式为：2H2O22H2O+O2 ↑；
步骤重复实验、的目的是判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变；故填：判断氧化铁在过氧化氢分解前后化学性质是否改变；
【继续探究】可探究催化剂表面积大小、使用量等影响化学反应速率．
所以实验方案：猜想1：催化剂表面积大小影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入粉末状和颗粒状的氧化铁，观察气体产生的速率．
猜想2：催化剂的使用量影响化学反应速率．
实验方法：用两支试管各盛放的过氧化氢溶液，分别加入和颗粒大小相同的氧化铁，观察气体产生的速率．
考向四、分解反应
1. 概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。
2. 反应特点：“一变多”
3. 反应通式：AB→A+B
4. 比较分解反应和化合反应
反应类型
分解反应
化合反应
概念
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
表达式
AB→A＋B
A＋B→AB
特征
“一变多”
“多变一”
实例
如：双氧水分解
如：红磷燃烧
共性
都是化学变化,都属于化学基本反应类型。
跟踪训练
1．下列反应属于分解反应的是（ ）
A.2H2+O22H2O
B.Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑
D.KOH+HCl＝KCl+H2O
【答案】C
【解析】A项,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应;B项,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;C项,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应;D项,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应。
2．汽车安全气囊中有一种物质，能在汽车碰撞时迅速反应，如图是反应过程的微观示意图。该反应类型属于( )
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】B
【解析】NaN3受热分解产生N2和Na，其化学方程式为2NaN32Na+3N2↑；该反应是由一种物质生成多种物质的反应，故属于分解反应；故选B。
3．（2020•青浦区一模）下列有关分解反应的说法正确的是（ ）
A．生成物只有一种 B．生成物中一定有单质
C．反应物一定只有一种 D．生成物中一定有化合物
【答案】C
【解析】A、生成物一定不只有一种，必须是两种或两种以上物质，该选项说法不正确；
B、分解反应中，生成物中不一定有单质，例如碳酸分解生成水和二氧化碳，生成物中不含有单质，该选项说法不正确；
C、分解反应中，反应物一定只有一种，该选项说法正确；
D、生成物中不一定有化合物，例如水分解生成氢气和氧气时，生成物中不含有化合物，该选项说法不正确。
故选：C。
4．（2019秋•芮城县期末）下列属于分解反应的是（ ）
A．蒸发食盐水得食盐
B．分离液态空气得氧气
C．过氧化氢分解制取氧气
D．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳
【答案】C
【解析】A、蒸发食盐水得食盐，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。
B、分离液态空气得氧气，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误。
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项正确。
D、蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，该反应的反应物是两种，不符合“一变多”的特征，不属于分解反应，故选项错误。故选：C。
5．关于四种基本反应类型的叙述中，正确的是
A. 分解反应一定没有单质生成
B. 复分解反应中反应物和生成物一定都是化合物
C. 有氧气参加的反应都是化合反应
D. 有单质和化合物生成的反应一定是置换反应
【答案】B
【解析】A、分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应；分解反应有可能生成单质，如水电解可以生成氢气和氧气两种单质；B、复分解反应是指由两种化合物相互交换成分，生成另外两种新的化合物的反应；所以复分解反应一定都是化合物；C、有氧气参加的反应都是氧化反应，但不一定是化合反应，如蜡烛的燃烧属于氧化反应但不是化合反应；D、有化合物和单质生成的反应不一定是置换反应，例如一氧化碳还原氧化铜的反应能生成二氧化碳和单质铜，不属于置换反应。
真题再现
1.（2020·河北石家庄市·石家庄二十三中九年级月考）下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的
A．镁＋氧气氧化镁
B．氢气＋氯气氯化氢
C．碳酸氢铵＋氧气氨气＋二氧化碳＋水
D．锌＋硫酸硫酸锌＋氢气
【答案】D
【解析】A、该反应是由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，错误；
B、该反应属于化合反应，错误；
C、该反应是由一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，错误；
D、该反应是由两种物质反应生成两种物质，既不是化合反应也不是分解反应，正确。故选D。
2.（2021·铜仁市第六中学九年级月考）下列变化不属于分解反应的是（ ）
A．碳酸钙→氧化钙 + 二氧化碳 B．过氧化氢→水 + 氧气
C．蜡烛＋氧气→二氧化碳＋水 D．水→氢气 + 氧气
【答案】C
【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，其特点可总结为“一变多”。
A、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。
B、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。
C、该反应是由两种物质生成两种物质的反应，不符合“一变多”的特征，不是分解反应。
D、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应。故选：C。
3．（2021·河北石家庄市·石家庄外国语学校八年级期中）下列反应既不属于分解反应也不属于化合反应的是（ ）
A．过氧化氢水+氧气
B．石蜡＋氧气二氧化碳＋水
C．镁＋氧气氧化镁
D．硫＋氧气二氧化硫
【答案】B
【解析】A、一种物质生成多种物质的反应叫做分解反应，过氧化氢水+氧气，该反应属于分解反应，不符合题意；
B、一种物质生成多种物质的反应叫做分解反应，多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，石蜡＋氧气二氧化碳＋水，既不是分解反应也不是化合反应，符合题意；
C、多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，镁＋氧气氧化镁，该反应属于化合反应，不符合题意；
D、多种物质生成一种物质的反应叫做化合反应，硫＋氧气二氧化硫，该反应属于化合反应，不符合题意；答案：B。
4.（2021·福建）下列装置常用于实验室制取气体。
(1)仪器①的名称是__________。
(2)用装置甲制取氧气，采用该收集方法的依据是__________。用收集的氧气做铁丝燃烧实验，应预先在集气瓶中加入少量的__________。
(3)用装置乙制取气体，实验结束时，为防止水槽里的水倒流，应采取的操作是__________。
(4)在加热条件下，用醋酸钠( CH3COONa)固体与碱石灰固体中的氢氧化钠反应制取甲烷，同时生成碳酸钠，应选用的装置是__________(填“甲”或“乙”)，反应的化学方程式为__________。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）氧气的密度比空气大 水或铺一层细沙
（3）先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯
（4）乙 CH3COONaCH4↑＋Na2CO3
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称是：长颈漏斗；
（2）用装置甲制取氧气，采用该收集方法的依据是：氧气的密度比空气大；
用收集的氧气做铁丝燃烧实验，应预先在集气瓶中加入少量的水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；
（3）用装置乙制取气体，实验结束时，为防止水槽里的水倒流，应采取的操作是：先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯；
（4）在加热条件下，用醋酸钠( CH3COONa)固体与碱石灰固体中的氢氧化钠反应制取甲烷，属于固体加热反应，且甲烷难溶于水，制取装置应选乙；
醋酸钠与氢氧化钠反应生成甲烷和碳酸钠，该反应的化学方程式为：CH3COONaCH4↑＋Na2CO3。
5．（2021·广西中考真题）下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：
（1）图中标号①仪器名称是______。用A装置制取氧气的化学方程式是______。选择C装置收集氧气是因为______。集满氧气的集气瓶应______（填“正”或“倒”）放在桌面上。
（2）用装置F和装置______（填序号）收集并测量O2体积，实验时气体应从装满水的装置F中的导管______（填“a”或“b”）端通入。
（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取极易溶于水的氨气（NH3）。若要制取并收集于燥的氨气，正确的装置连接顺序是______（填字母代号）。
【答案】（1）酒精灯 2KClO32KCl+3O2↑ 氧气不易溶于水 正
（2）I b
（3）AHE（或AHF）
【解析】（1）图中标号①仪器名称是酒精灯。用A装置制取氧气的反应为固体加热反应且试管口没有一团棉花，故反应为氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑。选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水，可以用排水法收集。氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。
（2）氧气密度小于水，实验时氧气应从装满水的装置F中的导管b端通入，水被排出，排出水的体积就是收集到氧气气体，测量水的体积还需要使用装置量筒I。
（3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取氨气，反应为固体加热反应，发生装置选A；氨气极易溶于水、密度小于空气密度，收集装置选择向下空气法装置E或万用瓶装置F（氨气短进长出，从b端进入）。若要制取并收集于燥的氨气，氨气能和硫酸反应，不与碱石灰反应，故在制得氨气后应首先通过碱石灰干燥装置H干燥后再收集，故正确的装置连接顺序是AHE（或AHF）。
考向五、氧气的工业制法
1．原料：原料是空气。
2．原理：利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。
3．方法：分离液态空气，其过程可以简单地表示如下：
4．贮存：氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
知识拓展
近年来，出现了利用膜分离技术富集空气中氧气的方法。
方法技巧
氧气的工业制法是物理变化，氧气的实验室制法则是化学变化。
跟踪训练
1. 以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程 （ ）
A.二氧化碳氧气 B.空气液态空气氧气
C.高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 D.过氧化氢水 + 氧气
【答案】A
【解析】
A、工业制氧气的原理是分离液态空气，有液态变成气态时由于氧气与氮气沸点不同，然后升温沸点低的先汽化溢出，故选项正确；
B、二氧化碳通过光合作用制取氧气，故选项错误；
C、实验室可以使用加热分解高锰酸钾制取氧气，故选项错误；
D、实验室分解过氧化氢的方法制取氧气，故选项错误；
2．工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了（ ）
A．分解反应 B．化合反应 C．氧化反应 D．液态氧和液态氮的沸点不同
【答案】D
【解析】氧气的工业制法是分离液态空气法，即主要利用氧气和氮气的沸点不同得到液氧。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点‐183℃要低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。故D选项正确。
真题再现
1．（2020春•兴宁区月考）如图所示四种途径都可以得到O2（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O2的最佳方案
B．为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，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．工业上采用途径丁制取大量O2，主要是利用了N2和O2的密度不同
【答案】D
【解析】A．过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，不会对环境造成任何污染，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O2的最佳方案，说法正确；
B．过氧化氢中若不加入二氧化锰，反应速率很慢；若单独加热氯酸钾制备氧气需要加热的温度很高，所以为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，还需要加入催化剂，说法正确；
C．过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热生成氯化钾和氧气；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，三个反应均符合“一变多”的特征，均属于分解反应，说法正确；
D．工业制备氧气是利用了氮气和氧气的沸点的不同，说法错误。故选：D。
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