第2单元中考特训(二) 关于制取氧气的反应中催化剂的探究(学案并附答案)

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中考特训(二)　关于制取氧气的反应中催化剂的探究
题型一　用氯酸钾制取氧气的反应中催化剂的探究
1.[2019·重庆B]
某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图Z2-1所示,下列关于该过程的说法正确的是(　　)
图Z2-1
A.c代表氧气
B.t2时刻,氧气开始产生
C.t1时刻,高锰酸钾开始分解
D.起催化作用物质的质量一直保持不变
方法点拨
催化剂能改变化学反应速率,反应速率常通过观察产生气体的速率来判断。准确的测定方法有:测定收集相同体积的气体需要的时间,或测定相同时间收集的气体的体积等。
2.某学生设计如图Z2-2所示的实验来证明二氧化锰对氯酸钾的分解反应起催化作用。
　　　图Z2-2
Ⅰ.单独加热A处氯酸钾,直到氯酸钾固体熔化后才有少量氧气放出。
Ⅱ.停止加热A处氯酸钾后,将试管迅速竖直,使B处的二氧化锰滑到试管底部与A处的氯酸钾接触,有大量氧气放出。
他根据实验得出结论:二氧化锰能加快氯酸钾分解的速率,因此二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂。
(1)你认为这个结论是否严密?　
。
(2)为了使结论科学、严密,还需做的实验是?
。?
(3)一般检验是否有氧气放出可以用　
,?
另外还可以用　
的方法来比较生成氧气速率的大小。
思路点拨
探究物质是不是某反应的催化剂的实验步骤:
1.设计对比实验探究该物质是否改变了此化学反应的速率。
2.探究该物质的质量在此化学反应前后是否发生了改变。
3.探究该物质的化学性质在此化学反应前后是否发生了改变。
3.实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的文字表达式:　　　　　
　　　。?
小芳发现,氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,于是进行如下探究:
[提出猜想]
除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
[完成实验]
按下表进行实验,测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号
实验药品
分解温度/℃
①
氯酸钾
580
②
氯酸钾、二氧化锰(质量比1∶1)
350
③
氯酸钾、氧化铜(质量比1∶1)
370
④
氯酸钾、氧化铁(质量比1∶1)
390
[分析数据,得出结论](1)由实验　　　　与实验④对比,证明猜想合理。?
(2)实验所用的三种金属氧化物,催化效果最好的是　　　　　　　　。?
[反思]
(3)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后质量和　　　　　不变。?
(4)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证:?
　
。?
方法点拨
证明催化剂在反应前后化学性质不变的方法:利用该物质的化学性质设计实验或通过将反应后的物质回收后进行重复实验验证。
题型二　用过氧化氢制取氧气的反应中催化剂的探究
4.只有二氧化锰能对过氧化氢起到催化作用吗?化学小组的同学决定用实验室中的常用药品氧化铜验证一下,发现向盛有黑色的氧化铜粉末的试管中加入少量过氧化氢溶液,迅速产生了大量气泡。
[猜想]
Ⅰ.氧化铜能与过氧化氢反应,生成氧气,反应后质量减少;
Ⅱ.氧化铜是反应的催化剂,反应前后　　　　　　　　　　。?
[实验]
用天平称量0.2
g氧化铜,取5
mL
5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:
图Z2-3
(1)填写下表。
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
溶液中有气泡放出,带火星的木条复燃
?
溶液中有气泡放出,
　　　　　　　?
猜想Ⅰ不成立;猜想Ⅱ成立
(2)步骤①的目的是　　　
　　　　　　;步骤⑦的目的是　　　　　　　　　　　　　。?
(3)过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的文字表达式为　。?
5.在二氧化锰的催化作用下,过氧化氢迅速分解生成氧气和水。哪些因素还影响着过氧化氢分解的速率?课外活动小组对此进行了更深入的探究。
[探究实验一]
浓度对化学反应速率的影响(提示:影响化学反应速率的因素有温度、反应物的浓度、反应物间的接触面积、催化剂等)。
实验步骤
现象
结论
取一支试管加入3~5
mL
5%的过氧化氢溶液,然后加入少量二氧化锰
缓慢有少量气泡冒出
迅速有大量气泡冒出
　　　　　
　　　　　　
另取一支试管加入3~5
mL
15%的过氧化氢溶液,然后加入少量二氧化锰
[探究实验二]
温度对化学反应速率的影响。
实验用品:试管、烧杯、热水、冷水、5%的过氧化氢溶液、15%的过氧化氢溶液。
请你设计:
实验步骤
现象
结论
?
?
?
?
温度越高,过氧化氢分解的速率越快
?
?
?
?
[拓展设问]
(1)影响过氧化氢分解速率的因素有　
。?
(2)探究实验一要探究的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,所以在设计对比实验方案时,上述影响过氧化氢分解速率的因素中改变的因素是　　　　　　　　　　　,保持不变的因素是　
。?
(3)探究实验一中是通过分析什么现象得出结论的??
　
。?
典题讲评与答案详析
1.C　[解析]
高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,生成的二氧化锰为氯酸钾反应的催化剂。结合图像可知a比b后分解,b物质较少,因此,判断图中a为氯酸钾,b为高锰酸钾。t1时刻,b物质的质量开始减少,说明高锰酸钾开始分解产生氧气;t2时刻,氯酸钾开始分解生成氯化钾和氧气,c物质的质量开始增大,说明c代表氯化钾;起催化作用的物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰,随着反应进行其质量逐渐增大,直至高锰酸钾完全反应后保持不变。
解题时要明确:①氯酸钾加热反应中起催化作用的不是高锰酸钾,而是高锰酸钾分解生成的二氧化锰;②曲线中质量增加的是生成物,质量减少的是反应物。
2.(1)不严密(2)验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后没有发生改变
(3)带火星的木条检验　将生成的气体用导管引出通入水中,观察产生气泡的快慢(合理即可)
3.氯酸钾氯化钾+氧气
(1)①　(2)二氧化锰　
(3)化学性质
(4)将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂以等质量比充分混合,加热测定分解温度
设计探究某物质是不是化学反应的催化剂的实验时,除了要考虑加入催化剂前后化学反应速率是否发生改变外,还需探究反应前后催化剂的质量和化学性质是否发生改变。当研究多个因素之间的关系时,要注意控制其他几个因素不变。
4.[猜想]
质量和化学性质不变
[实验]
(1)质量为0.2
g　带火星的木条复燃
(2)与步骤③对比,说明氧化铜能加快过氧化氢分解速率　说明氧化铜的化学性质没有改变
(3)过氧化氢水+氧气
5.[探究实验一]
过氧化氢溶液的浓度越大,过氧化氢分解的速率越快
[探究实验二]
取一支试管加入3~5
mL
15%的过氧化氢溶液,然后把试管放入盛有冷水的烧杯中　缓慢有少量气泡冒出
另取一支试管加入3~5
mL
15%的过氧化氢溶液,然后把试管放入盛有热水的烧杯中　迅速有大量气泡冒出
[拓展设问]
(1)温度、反应物的浓度、反应物间的接触面积、催化剂等(2)浓度对化学反应速率的影响　过氧化氢溶液的浓度　温度、反应物间的接触面积、催化剂(3)5%的过氧化氢溶液中缓慢有少量气泡冒出,而15%的过氧化氢溶液中迅速有大量气泡冒出
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精品试卷·第
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