催化剂及催化效果的相关探究（2019.14）
（2019安徽改编）某兴趣小组研究发现：氯酸钾（KClO3）分别与二氧化锰、氧化铁和氯化钾混合加热，也能很快产生氧气。同学们对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验。
编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50 mLO2所需时间/s
实验1 5 － － 171
实验2 5 MnO2 0.5 49
实验3 5 Fe2O3 0.5 58
实验4 5 KCl 0.5 154
（1）设置实验1的目的是 作对照实验 。
（2）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 MnO2 。
（3）KClO3分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是 2KClO3 2KCl＋3O2↑（或2KClO3 2KCl＋3O2↑或2KClO3 2KCl＋3O2↑或2KClO3 2KCl＋3O2↑） 。
（4）由实验1和实验4可知，KCl 有 （填"有"或"无"）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集50 mL O2，所需时间明显少于171 s，解释原因： 随着反应的进行，生成的KCl越来越多，KCl对该反应有催化作用，使反应速率加快（合理即可） 。
（5）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50 mL O2所需时间外，还可以测量相同时间内 收集氧气的体积（合理即可） 。
1.某校化学兴趣小组在老师的指导下，对过氧化氢溶液分解制取氧气进行再探究。
【提出问题】小组同学通过查阅资料得知，氯化铜溶液也可作为过氧化氢溶液分解的催化剂，氯化铜溶液中含有H2O、Cu2＋、Cl－，到底哪种粒子对过氧化氢溶液的分解起催化作用呢？
【作出猜想】猜想一：可能是H2O。
猜想二：可能是 Cu2＋ 。
猜想三：可能是Cl－。
【分析交流】猜想一肯定是错误的，因为 过氧化氢溶液中含有H2O 。
【实验探究】为了进一步验证猜想，小组同学设计了如下表实验：
实验操作 实验现象
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入NaCl溶液 无明显变化
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入Na2SO4溶液 无明显变化
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入 CuCl2 （填化学式）溶液 立即产生大量气泡
【结论反思】猜想 二 成立。
【拓展应用】与课本中二氧化锰相比，从循环利用的角度分析， 二氧化锰 （填"二氧化锰"或"氯化铜溶液"）更适合作该反应的催化剂。
【深入探究】小组同学查阅了不同金属离子对过氧化氢分解影响的实验资料得知，100 ℃时，在不同金属离子存在下，过氧化氢24 h的分解率如下表所示。
实验编号 离子 加入量/（mg/L） 分解率/％
① 无 － 2
② Al3＋ 1.0 2
③ Fe3＋ 1.0 15
④ Cu2＋ 0.1 86
⑤ Cr3＋ 0.1 96
【交流反思】实验①的目的是 作对照实验 ，通过以上探究可得出的结论： Al3＋不能加快过氧化氢的分解速率（合理即可） （写一点即可）。
2.（2023邵阳改编）化学实验小组同学针对教材中提出的"硫酸铜溶液对过氧化氢的分解具有催化作用"进行相关探究。
【探究一】硫酸铜溶液是过氧化氢溶液分解的催化剂
（1）要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用，除需证明CuSO4溶液能改变H2O2分解的速率外，还需证明CuSO4在化学反应前后的质量和 化学性质 不变。
（2）为探究CuSO4在化学反应前后的质量是否发生改变，实验小组同学设计了如下实验：将含溶质质量为a g的CuSO4溶液加入一定量的H2O2溶液中，取充分反应后的全部溶液继续进行实验，流程如图（实验过程中的损耗忽略不计）。
①蓝色沉淀灼烧时发生分解反应，只生成黑色固体和水，写出该反应的化学方程式 Cu（OH）2 CuO＋H2O 。
②若CuSO4在化学反应前后质量未改变，则该实验需满足的定量关系为a＝ ＋ （用m、n表示）。
【探究二】CuSO4溶液中起催化作用的是哪种微观粒子？
（3）实验小组同学设计了如图所示的对比实验。若观察到 甲中迅速产生大量气泡，乙、丙中无明显现象 （填实验现象），则说明CuSO4溶液中起催化作用的是Cu2＋。
【探究三】pH对过氧化氢溶液分解的影响
（4）反应条件：6.0 mL 30％过氧化氢溶液，60 ℃；用NaOH溶液调pH；实验时间：1.5 h。实验结果如下表所示：
pH 5 6 7 8 9 10 11
过氧化氢的分解率/％ 0 0.20 0.62 0.80 0.88 0.70 0.60
①由表可知，pH为 9 （填数字）时，过氧化氢分解率最高。
②请结合所学知识分析，影响过氧化氢分解速率的因素还有哪些，并设计方案进行验证 温度；取两份质量和浓度都相同的过氧化氢溶液，加入质量相等、颗粒大小相同的二氧化锰，再将其中一份过氧化氢溶液加热，比较相同时间内产生氧气的体积（合理即可） 。 催化剂及催化效果的相关探究（2019.14）
（2019安徽改编）某兴趣小组研究发现：氯酸钾（KClO3）分别与二氧化锰、氧化铁和氯化钾混合加热，也能很快产生氧气。同学们对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用如图装置完成表中实验。
编号 KClO3质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50 mLO2所需时间/s
实验1 5 － － 171
实验2 5 MnO2 0.5 49
实验3 5 Fe2O3 0.5 58
实验4 5 KCl 0.5 154
（1）设置实验1的目的是 。
（2）表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。
（3）KClO3分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是 。
（4）由实验1和实验4可知，KCl （填"有"或"无"）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集50 mL O2，所需时间明显少于171 s，解释原因： 。
（5）要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50 mL O2所需时间外，还可以测量相同时间内 。
1.某校化学兴趣小组在老师的指导下，对过氧化氢溶液分解制取氧气进行再探究。
【提出问题】小组同学通过查阅资料得知，氯化铜溶液也可作为过氧化氢溶液分解的催化剂，氯化铜溶液中含有H2O、Cu2＋、Cl－，到底哪种粒子对过氧化氢溶液的分解起催化作用呢？
【作出猜想】猜想一：可能是H2O。
猜想二：可能是 。
猜想三：可能是Cl－。
【分析交流】猜想一肯定是错误的，因为 。
【实验探究】为了进一步验证猜想，小组同学设计了如下表实验：
实验操作 实验现象
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入NaCl溶液 无明显变化
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入Na2SO4溶液 无明显变化
其他条件不变，向过氧化氢溶液中加入 （填化学式）溶液 立即产生大量气泡
【结论反思】猜想 成立。
【拓展应用】与课本中二氧化锰相比，从循环利用的角度分析， （填"二氧化锰"或"氯化铜溶液"）更适合作该反应的催化剂。
【深入探究】小组同学查阅了不同金属离子对过氧化氢分解影响的实验资料得知，100 ℃时，在不同金属离子存在下，过氧化氢24 h的分解率如下表所示。
实验编号 离子 加入量/（mg/L） 分解率/％
① 无 － 2
② Al3＋ 1.0 2
③ Fe3＋ 1.0 15
④ Cu2＋ 0.1 86
⑤ Cr3＋ 0.1 96
【交流反思】实验①的目的是 ，通过以上探究可得出的结论： （写一点即可）。
2.（2023邵阳改编）化学实验小组同学针对教材中提出的"硫酸铜溶液对过氧化氢的分解具有催化作用"进行相关探究。
【探究一】硫酸铜溶液是过氧化氢溶液分解的催化剂
（1）要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用，除需证明CuSO4溶液能改变H2O2分解的速率外，还需证明CuSO4在化学反应前后的质量和 不变。
（2）为探究CuSO4在化学反应前后的质量是否发生改变，实验小组同学设计了如下实验：将含溶质质量为a g的CuSO4溶液加入一定量的H2O2溶液中，取充分反应后的全部溶液继续进行实验，流程如图（实验过程中的损耗忽略不计）。
①蓝色沉淀灼烧时发生分解反应，只生成黑色固体和水，写出该反应的化学方程式 。
②若CuSO4在化学反应前后质量未改变，则该实验需满足的定量关系为a＝ （用m、n表示）。
【探究二】CuSO4溶液中起催化作用的是哪种微观粒子？
（3）实验小组同学设计了如图所示的对比实验。若观察到 （填实验现象），则说明CuSO4溶液中起催化作用的是Cu2＋。
【探究三】pH对过氧化氢溶液分解的影响
（4）反应条件：6.0 mL 30％过氧化氢溶液，60 ℃；用NaOH溶液调pH；实验时间：1.5 h。实验结果如下表所示：
pH 5 6 7 8 9 10 11
过氧化氢的分解率/％ 0 0.20 0.62 0.80 0.88 0.70 0.60
①由表可知，pH为 （填数字）时，过氧化氢分解率最高。
②请结合所学知识分析，影响过氧化氢分解速率的因素还有哪些，并设计方案进行验证 。
