2022年中考化学总复习学案-第一部分模块一微专题一有关催化剂的探究

微专题一(学用见P7~8)有关催化剂的探究1.质量相等的a、b两份氯酸钾,向b中加入少量的MnO2,同时放在两支试管中加热,下列放出氧气质量与反应时间的关系图像中正确的是(C)【解析】质量相等的a、b两份氯酸钾,向b中加入少量的MnO2,同时放在两支试管中加热,b中的MnO2能够加快反应速率,先开始反应,反应需要时间短,最终生成氧气质量相等,C项正确。2.某兴趣小组的同学对实验室制备氧气的条件进行如下实验探究。(1)小明同学知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,想再探究其他物质是否也可作过氧化氢分解的催化剂。【提出问题】氧化铜能否作过氧化氢分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?【设计并完成实验】实验步骤实验现象Ⅰ.分别量取5mL5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铜粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象A试管中产生气泡,带火星的木条复燃,B试管中无明显现象Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入5%的过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管中,如此反复几次实验,观察现象试管中均产生气泡,带火星的木条均复燃Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为agⅣ.分别量取5mL5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铜粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象【实验分析】①实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铜的化学性质和质量在反应前后均没有发生变化,能(填“能”或“不能”)作为过氧化氢分解的催化剂。

②设计实验Ⅳ的目的是对比氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。

(2)小丽同学想探究二氧化锰的用量对过氧化氢分解速率的影响。她做了这样一组实验:每次用30mL10%的过氧化氢溶液,采用不同量的二氧化锰粉末做实验,测定收集到500mL氧气时所用的时间,结果如下(其他实验条件均相同):实验序号12345678910二氧化锰用量/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0时间/s22131210985333请分析表中数据,可以得出的结论是在一定范围内,二氧化锰的用量越大,反应速率越大。

(3)除是否使用催化剂、催化剂的种类、催化剂的质量外,还可能有哪些因素会影响过氧化氢的分解速率?你的猜想是温度(或过氧化氢浓度)(写出1条即可)。

3.小雨阅读课外资料得知:氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂。于是,他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好?影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢?【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列几组实验。序号KClO3的质量/g催化剂及其质量温度/℃氧气的体积/mL反应所需时间①10.0330100t1②10.0CuO1.5g330100t2③10.0MnO21.5g330100t3④10.0MnO2g

380100t4(1)若t2>t3,说明二氧化锰的催化效果更好。

(2)写出实验④所涉及的化学方程式:2KClO32KCl+3O2↑。

(3)实验④中MnO2的质量为1.5g,若t3>t4,则化学反应快慢与温度的关系是温度越高,反应速率越快。

(4)氯酸钾的分解速率还可能与催化剂的颗粒大小(写出1个即可)因素有关。

4.某化学兴趣小组在实验室里进行与过氧化氢分解相关的数字化实验,他们对该实验充满了浓厚的兴趣。【实验一】探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:Ⅰ.将MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液,制成含等质量不同种催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,用如图甲所示装置进行实验,然后改用其他三种海藻酸钠微球,分别重复上述实验,得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图乙所示。(1)每次实验时,海藻酸钠微球数量应相同的原因是保证催化剂的用量相同。

(2)用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因可能是产生氧气的速率过快,导致锥形瓶内气压过大,橡胶塞被弹出。

(3)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO。

【实验二】MnO2和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化效果,小明按图丙所示装置进行了如下实验(酶是一种生物催化剂,其生物活性受温度影响变化明显,温度过高,生物活性降低,甚至变质)。①取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡胶塞。②用注射器A从容器中抽出2mL气体,再用注射器B将2mLH2O2溶液注入容器中,采集数据,直至反应结束。③用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验,获得的数据如图丁。(1)步骤②将注射器B中的2mLH2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2mL气体,其目的是使加入反应物后瓶内的初始气压与原气压相同。

(2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化效果比二氧化锰好”这一结论,其依据是等质量的催化剂使等体积的过氧化氢分解达到相同气压,