逻辑推理是化学学习常用的思维方法。某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放入过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率。于是，他们对此展开探究：【提出问题】什么物质是该反应的催化剂？【猜想与假设】（1）猜想一：铁钉表面的氧化铁是过氧化氢分解的催化剂。猜想二：铁钉里的________是过氧化氢分解的催化剂。【进行实验】（2）请完善下面表格。实验操作实验现象实验结论实验I：取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定质量的氧化铁粉末，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象________。猜想一成立，发生反应的文字表达式为________。实验Ⅱ：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入相同质量的铁粉，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象无明显现象【交流讨论】（3）同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨，实验1还不能够确切地说明氧化铁就是过氧化氢分解的催化剂，理由是________。【继续探究】（4）小组同学补做以下实验，进而确认了该实验结论。①实验前称量氧化铁粉末的质量为m1；②完成实验I；③待反应结束，将实验I试管里的物质进行过滤，洗涤，干燥，称悬氧化铁粉末的质量为m2 ，且m1________（选填“>”、“=”或“<”）m2；④把它再加到5%的过氧化氢溶液中，多次重复实验I，仍可观察到相同的实验现象。【拓展延伸】（5）为探究氧化铁的催化效果，小组同学将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b，只向b中加入少量氧化铁_________（填字母）。A. B. C. D. （6）影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外，还可能有_______

小明同学在做家庭实验时，不小心将过氧化氢溶液溅到水泥块上，发现水泥块上立即冒气泡，激发了小明的探究欲望，请你参与小明的探究。

【猜想】水泥块可作过氧化氢分解的催化剂。

【实验】设计并完成下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
	实验操作	实验现象	结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有少量气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但速率________	水泥块可作过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入水泥块伸入带火星的木条	没有气泡产生，木条不复燃	水和水泥块不能放出氧气
实验三	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，________	迅速产生大量气泡，________	水泥块能加快过氧化氢的分解

（2）请写出在实验三中用过氧化氢产生氧气的文字表达式：________。

（3）在小明的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是________。

【反思】

（4）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成实验证明猜想是正确的：

第一方面的实验操作中，包含了两次称量，其目的是：________。

第二方面的实验，是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明水泥块________。

（5）查阅资料得知：氧化铜、氧化铝、猪肝、土豆等也可以作过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是______。（填字母序号）

A. 催化剂只能加快化学反应的速率	B. 同一个化学反应可以有多种催化剂
C. 二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂	D. 加入催化剂后能产生更多的氧气

实验探究题容易

2. 如图所示，将盛有 $\text{[math]}$ 过氧化氢溶液的烧杯放在电子秤上，向烧杯中加入 $\text{[math]}$ 二氧化锰，在以后的 $\text{[math]}$ 内，每一分钟读一次数。记录数据如下：

时间 $\text{[math]}$	0	1	2	3	4	5	6
质量 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

借助表中的数据计算所用过氧化氢溶液中 $\text{[math]}$ 的质量分数。

计算题容易

3. 如何验证一瓶无色气体是氧气？

简答题容易

1.

【探究型】学习了MnO₂对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO₂的催化作用呢？于是进行了以下探究。

【猜想】

（1）I.CuO不是催化剂，也不参加反应，反应前后质量和化学性质不变。

II.CuO参与反应生成O₂ ，反应前后质量和化学性质发生改变。

III.CuO是反应的催化剂，反应前后不变。

【实验及结论】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图一实验：

（2）填写表格：

步骤③现象	步骤⑥	步骤⑦现象	结论
溶液中有气泡冒出，带火星木条复燃	称量所得固体质量为g	溶液中有气泡冒出，	猜想I、II不成立；猜想III成立。

【表达与交流】

（3）过氧化氢被CuO催化分解放出氧气的化学符号表达式为。

【反思与拓展】

（4）甲同学为研究催化剂种类对催化效果的影响，用等量的两份过氧化氢溶液设计了图二实验，大家认为该方案不可行，其原因是实验中除了催化剂种类不同，过氧化氢溶液的溶质质量分数也不同，无法形。

（5）以下有关催化剂的说法正确的是(填序号)。

①二氧化锰是催化剂

②某些化学反应可以有多个催化剂

③一种物质可能作为多个反应的催化剂

④所有化学反应都需要催化剂

⑤催化剂只能加快化学反应速率

实验探究题普通

2. 同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铁固体(Fe₂O₃ ，难溶于水)，在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？

【作出猜想】

I.氧化铁既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变；

Ⅱ.氧化铁是反应物，会生成氧气，反应前后质量和化学性质都改变；

III.氧化铁是该反应的催化剂，反应前后。

【进行实验】用天平称量1gFe₂O₃固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行以下7个步骤的实验探究。

步骤⑦：步骤⑥后，将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。

【寻找证据】

步骤①现象	步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	得出结论
溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃	溶液中较快放出气泡，。	固体质量为g	溶液中较快放出气泡，木条复燃	猜想成立

【实验分析】步骤⑦中的重复实验，目的是证明验证氧化铁在反应前后不变。

【表达与交流】步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是(填字母)。

A. B.

C. D.

实验探究题普通

3. 同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铁固体（ $\text{[math]}$ ，难溶于水），在双氧水制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？

(1) 【作出猜想】
Ⅰ. $\text{[math]}$ 既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变；

Ⅱ. $\text{[math]}$ 是反应物，会生成 $\text{[math]}$ ，反应前后质量和化学性质都改变；

Ⅲ. $\text{[math]}$ 是该反应的催化剂，反应前后；

(2) 【进行实验】用天平称量1g $\text{[math]}$ 固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行7个步骤的实验探究：

步骤⑦：步骤⑥后，将所得固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象．

【寻找证据】

步骤①现象	步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	得出结论
溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃	溶液中；带火星的木条复燃	固体质量为g	溶液中较快放出气泡，带火星木条.	猜想成立

(3) 【实验分析】

写出该反应的化学反应方程式；对比步骤①③的现象可知，氧化铁（能或不能）加快过氧化氢分解的速率；步骤⑦中的重复实验，目的是证明。

(4) 【表达与交流】

步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是____（填字母）

实验探究题普通

【探究型】学习了MnO₂对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO₂的催化作用呢？于是进行了以下探究。

【猜想】

（1）I.CuO不是催化剂，也不参加反应，反应前后质量和化学性质不变。

II.CuO参与反应生成O₂ ，反应前后质量和化学性质发生改变。

III.CuO是反应的催化剂，反应前后不变。

【实验及结论】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图一实验：

（2）填写表格：

步骤③现象	步骤⑥	步骤⑦现象	结论
溶液中有气泡冒出，带火星木条复燃	称量所得固体质量为g	溶液中有气泡冒出，	猜想I、II不成立；猜想III成立。

【表达与交流】

（3）过氧化氢被CuO催化分解放出氧气的化学符号表达式为。

【反思与拓展】

（4）甲同学为研究催化剂种类对催化效果的影响，用等量的两份过氧化氢溶液设计了图二实验，大家认为该方案不可行，其原因是实验中除了催化剂种类不同，过氧化氢溶液的溶质质量分数也不同，无法形。

（5）以下有关催化剂的说法正确的是(填序号)。

①二氧化锰是催化剂

②某些化学反应可以有多个催化剂

③一种物质可能作为多个反应的催化剂

④所有化学反应都需要催化剂

⑤催化剂只能加快化学反应速率

实验探究题普通

2. 同学们在学习了催化剂的知识后提出问题：氧化铁固体(Fe₂O₃ ，难溶于水)，在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？

【作出猜想】

I.氧化铁既不是催化剂，也不是反应物，反应前后质量和化学性质都不变；

Ⅱ.氧化铁是反应物，会生成氧气，反应前后质量和化学性质都改变；

III.氧化铁是该反应的催化剂，反应前后。

【进行实验】用天平称量1gFe₂O₃固体，取10mL10%的双氧水于试管中，进行以下7个步骤的实验探究。

步骤⑦：步骤⑥后，将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中，重复完成实验②③，并观察现象。

【寻找证据】

步骤①现象	步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	得出结论
溶液中缓慢放出气泡，带火星的木条不复燃	溶液中较快放出气泡，。	固体质量为g	溶液中较快放出气泡，木条复燃	猜想成立

【实验分析】步骤⑦中的重复实验，目的是证明验证氧化铁在反应前后不变。

【表达与交流】步骤③中，试管中各物质质量随反应时间t变化曲线正确的是(填字母)。

A. B.

C. D.

实验探究题普通

3. 用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析不正确的是（）

A. 用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下 B. 乙实验中A处带火星木条不复燃，C处带火星木条复燃 C. 乙实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 D. 丙为该实验的图像

单选题普通

1. 某化学兴趣小组用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气。

(1) 反应中，二氧化锰加快了氯酸钾制氧气的反应速率。

①实验结束后，小利将二氧化锰分离出来并干燥，再与少量氯酸钾混合加热，伸入带火星的木条：小利的实验目的是。

②若要证明二氧化锰是氯酸钾分解制取氧气的催化剂，还需要补充实验，证明反应前后。

(2) 小组同学发现上述制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对气体成分进行探究。

【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？

【查阅资料】

Ⅰ．氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体可能含有两种成分。

Ⅱ．氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体可能含有氯气

Ⅲ．氯气是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。

【猜想与假设】

猜想一：该气体为氧气；

猜想二：该气体为氯气；

猜想三：该气体为。

【实验探究】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1	小美用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中	A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色	猜想成立
2	小丽用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中	C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸	猜想三成立

③小明认为小美的实验操作有一处错误，即。

【实验结论】氯酸钾制取氧气得到的气体成分是氧气和氯气的混合物。

【反思与总结】某些反应可能会有副反应，生成少量其他物质。氯酸钾分解反应中有副反应，氯气就是副反应的生成物。

(3) 二氧化锰不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室常用二氧化锰与浓盐酸 $\text{[math]}$ 加热制取氯气，同时生成氯化锰 $\text{[math]}$ 和水。请完成该反应的符号表达式。

实验探究题普通

2. 我国航天局首次对外发布《月球样品管理办法》。科学家们不断寻找利用月球样品制造氧气的新方案，为未来建立永久性月球基地扫除最大的障碍。某小组以“制作简易制氧机”为主题开展项目式学习，请你根据所学知识回答下列问题：

任务一：反应物的选择

(1) 工业上通过方法制取氧气。

(2) 下列物质均可获得氧气，从反应条件分析其操作最简单的是____(填字母)。 A. 高锰酸钾 B. 氯酸钾 C. 过氧化氢 D. 水

(3) 任务二：获得稳定的氧气来源

若直接用过氧化氢溶液与二氧化锰粉末制取氧气，不能选择下列发生装置 (填字母)，为获得平稳的气流，可选下列发生装置(填字母)。

(4) 任务三：制作简易制氧机

如2图是小组根据图C装置最终制成的简易制氧机成品，该制氧机发生反应的化学方程式，该制氧机（填“需要”或“不需要”)不停添加两种试剂。组长提出洗气室的水不能装满，理由是。

(5) 任务四：研究过氧化氢分解的条件

已知过氧化氢在常温下分解缓慢，加入红砖粉后反应也明显加快，若要证明红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的是否改变。

(6) 请通过了解月球制氧机，结合实验室制备氧气的方法，除了考虑到药品的价格、制氧气反应的难易与安全性等因素，你认为应考虑的其他因素（至少1点)有。

实验探究题困难

3. 如图是实验室制取氧气及氧气的化学性质部分实验装置，请回答下列问题。

(1) 实验室过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧气发生反应的化学方程式是。为了气流平稳且氧气较纯，选择制取和收集氧气的装置组合可以是（填字母）；若用环保空塑料输液袋G装置收集氧气，验满的方法是。

(2) 排水法收集了三瓶氧气，如图是硫、木炭、铁丝三种物质在氧气中的燃烧，回答问题：

①1号瓶底放水的作用是。

②如图是进行3号瓶实验时的几种操作，更能提高实验成功率的方式是（填编号）；

(3) 某研究小组以过氧化氢溶液为原料，探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：在试管中加入20mL5%H₂O₂溶液，分别取等质量的重铬酸钾（K₂C₂O₇）、CuO、Fe₂O₃三种物质放在锥形瓶中，采用如图实验装置进行实验，并记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

①为了证明CuO是催化剂，除了上述实验，还需要设计实验证明。

②根据实验结果，小明认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中，应选择重铬酸钾作为催化剂。你是否同意他的观点，并说明理由。

实验探究题困难

1. 实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是（）

A. 二氧化锰是催化剂 B. 与高锰酸钾制取氧气装置相同 C. 可用向下排空气法收集 D. 可用带火星的木条检验氧气

单选题普通

实验操作	实验现象	实验结论
实验I：取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定质量的氧化铁粉末，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象	________。	猜想一成立，发生反应的文字表达式为________。
实验Ⅱ：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入相同质量的铁粉，并将一根带火星的小木条置于试管口，观察现象	无明显现象	猜想一成立，发生反应的文字表达式为________。