第二章《催化剂的判定》专题练习含答案Word格式.docx
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结合下列过程，回答有关问题。
（1）MnO2作催化剂，向5mL5%的H2O2溶液中加入少量MnO2，立即产生大量气泡。
写出用H2O2溶液制备O2的文字表达式：
。
（2）向5mL5%的H2O2溶液中加入2滴一定浓度的FeCl3溶液，立即产生大量气泡。
（查阅资料）FeCl3溶液中主要含有三种微粒：
H2O、Fe3+、Cl-
（提出问题）那种微粒对H2O2溶液的分解起催化作用？
（提出假设）假设一：
可能是H2O
假设二：
可能是Fe3+
假设三：
可能是________。
（分析讨论）假设一不可能成立，理由是。
（实验探究）
步骤
实验操作
结论
Ⅰ
其他条件不变，向H2O2溶液中加入NaCl溶液
无明显变化
Na+，Cl－没有催化作用
Ⅱ
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Na2SO4溶液
________
Ⅲ
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Fe2（SO4）3溶液
立即产生大量气泡
Fe3+有催化作用
（实验结论）假设________成立，而假设一和另一种假设不成立。
（知识拓展）比较催化剂，从循环利用的角度分析，________（填化学式）更适合做该反应的催化剂。
3.
（1）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，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，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：
并测定分解温度（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：
370
④
氯酸钾、氧化铁（质量比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________。
（2）[反思]
①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________和________不变；
②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________。
③同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）。
4.如图所示，老师在演示用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验中，收集完氧气后，反应还在继续进行。
小明同学认为，这个装置的缺点是不能控制反应随时发生、随时停止，造成了药品的浪费。
为了解决小明提出的问题，请你对原实验装置加以改进，或设计新的简易实验装置，以便有效地控制过氧化氢的分解反应。
（你可从下列用品中选取，也可自行选用其他仪器）
请你至少写出两种方案：
方案一：
方案二：
5.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
6.某化学兴趣小组进行了“寻找新的催化剂”的如下研究性实验。
【提出问题】①二氧化锰常用作氯酸钾和过氧化氢分解的催化剂，其它物质是否
也可以用作该反应的催化剂呢？
②除了催化剂还有其它因素影响化学反应的速率吗？
【查阅资料】
研究表明，许多物质对氯酸钾的分解有催化作用，分别用它们作催化剂，氯酸钾开
始发生反应和反应剧烈时的温度如下表所示：
氧化铁
氧化铝
氧化铜
氧化镁
开始反应
420℃
515℃
305℃
490℃
剧烈反应
540℃
350℃
545℃
通过分析资料中的数据，实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的物质是________。
【实验探究一】
①将3g氯酸钾放在试管中加热。
②将3g氯酸钾与1g二氧化锰混合均匀后加热。
③将xg氯酸钾与1g氧化铜混合均匀后加热。
④将实验③反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、________、称量，结果为1g。
⑤将实验④后得到1g固体和xg氯酸钾混合均匀后加热，现象与实验③相同。
【分析实验】
a.实验③中x的值应为________。
b.实验④过滤操作中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、________，它在操作中的作用是，通过实验④可以得出的结论是
c.通过实验⑤可以得出的结论是。
d.实验②③对比的目的是（
）。
【实验结论】氧化铜确实也能做氯酸钾分解的催化剂
【实验探究二】
影响化学反应的速率除了催化剂以外，还有其它因素吗？
以下是另一实验小组探究影响过氧化氢反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号
H2O2溶
液浓度%
H2O2溶液体积/mL
温度℃
MnO2的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需
的时间/s
5
1
20
0．1
4
16．75
15
6．04
30
35
2
49．21
55
10．76
a.通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与________有关；
b.通过对比实验________可知，温度越高，化学反应速率越快。
7.学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,再想探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。
请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。
（问题）能不能作过氧化氢分解的催化剂。
（猜想）Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
（1）（实验验证）
实验结论
实验一
在装有过氧化氢溶液的试管中将带火星的木条伸入试管中
木条不复燃
常温下过氧化氢溶液不分解
实验二
在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3,然后将带火星的木条伸入试管中
木条复燃
（讨论与反思）经过讨论,有的同学认为只有上述证据,不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂,还要补充一个探究实验：
（2）实验三：
（实验目的）探究
（3）（实验步骤）①准确称量Al2O3的质量；
②完成实验二；
③待反应结束,将实验二试管里的物质进行________（填操作）,洗涤,干燥,称量；
④对比反应前后Al2O3的质量。
（4）（讨论）如果Al2O3反应前后质量不变,则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。
但小华认为,要证明猜想,上述三个实验还不足够,还需要再增加一个探究实验：
探究。
（5）（拓展）小明将高锰酸钾混入氯酸钾中,加热时发现氯酸钾分解速率大大加快。
在此反应中,高锰酸钾________（填“是”或“不是”）催化剂,理由
8.催化剂在化学反应中起着非常重要的作用,某兴趣小组进行如下探究。
探究一催化剂的选择
研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾有催化作用。
分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如表所示：
温度
Fe2O3
Al2O3
CuO
MgO
470
515
305
490
540
545
（1）上述实验中,从温度对反应催化效果来看,最好选用________作催化剂。
（2）探究二氧化铜与二氧化锰的催化效果进行比较
用如图装置进行实验,实验均以生成25mL气体为准,可能影响实验的因素均已忽略,相关装置和数据见下表：
序号
KClO3质量
催化剂质量
待测试剂
2.45g
—
a
0.51gMnO2
b
.45g
0.51gCuO
c
上述实验中的“待测数据”是________。
若b________c（填“>
”、“=”或“<
”）可知在某温度下氧化铜对氯酸钾分解效果更好。
（3）探究三氧化铜与二氧化锰的对于过氧化氢的催化效果进行比较
安妮同学用如图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的双氧水注入试管中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
装入药品前检查该装置气密性的方法是,开始实验时注入双氧水的方法是________（填序号）,另一种方法除了误差较大,还可能造成的后果是。
A.快速推注射器活塞
B.缓慢推注射器活塞
（4）实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的可能原因是。
（5）通过图象2除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好,还能得出的结论是。
（6）由氧化铜催化的反应,t1-t2时间段反应速率逐渐变________（填“快”或“慢”）,原因是________。
9.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。
（1）（猜想）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________。
（2）（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，进行如下实验：
填写下表：
步骤③现象
步骤⑥
步骤⑦现象
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）过氧化氢被CuO催化分解放出氧气的化学反应方程式为。
（3）（反思与拓展）
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以下实验，大家认为该方案不可行，其原因是。
（4）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
10.二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂，兴趣小组想探究过氧化氢分解有没有其他
催化剂。
影响过氧化氢分解的因素，除催化剂外，还有什么？
（1）Ⅰ.【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂？
如果能，其催化效果如何？
【实验探究】
①分别取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B试管中插入带火星木条，观察现象。
②待A中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，如此反复3次。
试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
③将步骤②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量为ag。
④分别取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C中加入1g氧化铁粉末，向D中加入1g二氧化锰粉末，观察现象。
【实验结论】
步骤②证明氧化铁的________在反应前后没有发生变化。
③中如果a=________，
证明氧化铁的________在反应前后没有发生变化。
氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。
（2）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式________。
【实验评价】设计实验步骤④的目的是________。
（4）Ⅱ.探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响。
【交流讨论】可以通过测定相同条件下不同浓度过氧化氢溶液
来探究。
A.产生相同体积氧气的时间
B.单位时间产生氧气的质量
C.产生氧气的总体积D.单位时间内产生氧气的体积
（5）
【实验探究】按图1装置进行实验：
水浴温度控制在21℃，二氧化锰均为0.5g，过氧化氢溶液均为5mL，三颈瓶容积为250mL，恒压漏斗（漏斗的支管与三颈瓶相连）的作用是使过氧化氢溶液自行下滴。
数字传感器数据绘制图像如图2、3。
【实验结论】图2说明过氧化氢溶液浓度与反应速率关系是。
以10%H2O2溶液为例，三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是。
（6）图3说明从温度看，过氧化氢溶液浓度越高，反应越________（填“剧烈”或“平稳”）。
参考答案
1.
（1）干燥
（2）氧气（或O2）；
氧化铁可以改变（或加快）过氧化氢溶液的分解速率；
质量；
化学性质；
（3）二氧化锰比氧化铁的催化效果好（4）B,D
【解析】
（1）过滤所得固体要经洗涤、干燥后再称量；
（2）①A中产生的气体能使带火星木条复燃，为氧气；
②实验Ⅰ证明氧化铁可以改变（或加快）过氧化氢溶液的分解速率；
实验Ⅱ、Ⅲ证明氧化铁的质量和化学性质反应前后没有改变；
③氧化铁催化过氧化氢分解的符号表达式为H2O2
H2O＋O2；
（3）实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，而两个试管中只催化剂种类不同，所以可得相同条件下二氧化锰比氧化铁的催化效果好；
（4）A、MnO2也可作氯酸钾分解的催化剂，错误；
B、同一个化学反应可以有多种催化剂，正确；
C、催化剂改变化学反应的速率，包括加快或减慢，错误；
D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，正确；
E、使用催化剂只能改变速率，不能增加生成物的质量，错误；
2.
（2）Cl－；
过氧化氢溶液中本身含有水；
Na＋，
没有催化作用或
没有催化作用；
二；
MnO2
（1）过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下产生水和氧气，因此文字表达式为：
（2）FeCl3溶液中主要含有三种微粒：
H2O、Fe3+、Cl-，猜想一是H2O，猜想二是Fe3+，则猜想三一定是Cl-。
而猜想1肯定不成立，因为过氧化氢溶液中就含有水，无法迅速产生大量气泡，说明水无催化作用，可排除。
实验探究Ⅰ结论Na+，Cl－没有催化作用，而实验Ⅲ结论是Fe3+有催化作用，则实验Ⅱ的结论应该是加入的
没有催化作用或Na＋，
没有催化作用。
通过实验探究证明猜想二正确。
比较催化剂，Fe3+的溶液催化过氧化氢溶液后难以直接分离，而二氧化锰是不溶于水的固体，因此从循环利用的角度分析，MnO2更适合做该反应的催化剂。
（1）氯酸钾
氯化钾+氧气；
①；
二氧化锰
（2）质量；
将相同质量的氯酸钾分别与颗粒大小不同的同种催化剂按质量比1:
1充分混合，加热测定分解温度；
催化剂与反应物的质量比：
取颗粒大小相同的同一催化剂与氯酸钾按不同质量比进行充分混合，分别加热，测定分解温度
【解析】加热氯酸钾与二氧化锰混合物制取氧气的文字表达式为：
氯酸钾
氯化钾+氧气，故填：
氯化钾+氧气[分析数据、得出结论]
（1）由实验①与实验④对比可知，加入氧化铁后氯酸钾分解温度降低，说明氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂，故填：
（2）由表中数据可知，实验②分解温度最低，因此催化效果最好的是二氧化锰，故填：
二氧化锰；
[反思]①催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，故填：
②验证同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果可以进行如下实验：
故填：
③催化剂与反应物的质量比不同也可能会尹刚催化效果，可以进行如下实验：
取颗粒大小相同的同一催化剂与氯酸钾按不同质量比进行充分混合，分别加热，测定分解温度。
取颗粒大小相同的同一催化剂与氯酸钾按不同质量比进行充分混合，分别加热，测定分解温度；
4.
【答案】将长颈漏斗改用分液漏斗或注射器；
选用盛装二氧化锰的小布袋，将连在小袋子上的铁丝穿过橡皮塞并上下抽动
（1）将长颈漏斗改用分液漏斗，分液漏斗可以随时添加液体药品，从而能够控制过氧化氢的分解；
（2）选用盛装二氧化锰的小布袋和盛装适量过氧化氢溶液的锥形瓶，将连在小袋子上的铁丝穿过橡皮塞，通过铁丝上下抽动使小布袋伸入过氧化氢溶液和拿出过氧化氢溶液来控制反应的发生和停止。
5.
（1）改变反应的速率（或提高生产效率）
；
上；
带火星的木条；
黑色固体消失，溶液变蓝色；
ACFG（3）A
（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
；
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，正确；
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，不正确；
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，不正确；
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，不正确。
故答案为：
A。
6.
【答案】
（1）氧化铜
（2）干燥
（3）3g；
玻璃棒；
引流；
氧化铜的质量在化学反应前后没有改变；
氧化铜的化学性质没有改变；
比较氧化铜和二氧化锰对氯酸钾受热分解的催化效果
（4）双氧水溶液的浓度；
③④
（1）从表格中给出的几种物质在催化氯酸钾时的开始温度和剧烈反应的温度可得氧化铜在催化氯酸钾时需要的温度最低，因此选择氧化铜
（2）从水中分离不溶性杂质时，先溶解、过滤、洗涤、干燥、称量
（3）实验目的是探究催化剂的作用，因此选择的氯酸钾的质量是一样多，所以x是3g
过滤操作中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，其中玻璃棒其引流的作用，通过实验④可以得出的结论是氧化铜的质量在化学反应前后没有改变
实验⑤中氧化铜还能继续催化氯酸钾，说明化学性质也没有变
实验②③
只有一个变量催化剂，因此实验目的是比较氧化铜和二氧化锰对氯酸钾受热分解的催化效果
（4）实验①和②中，由于过氧化氢的浓度不同，反应所需的时间有差异，浓度大的反应所需的时间少，因此可以得出化学反应速率还与过氧化氢的浓度有关；
控制变量，只能有一个变量，要比较温度的影响，引起其他必须一致，所以可以对比实验③④
7.
【答案】
（1）Al2O3能加快过氧化氢的分解速率,故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
（2）Al2O3在反应前后质量是否改变（3）过滤（4）化学反应前后Al2O3的化学性质是否改变
（5）不是；
高锰酸钾在加热过程中质量逐渐减小,其质量和化学性质都发生改变
【解析】【解答】
（1）[实验验证]通过实验一探究Al2O3对过氧化氢分解速率的影响.实验1的步骤是：
取过氧化氢溶液，然后将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃，可见常温下过氧化氢分解速率很慢.实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，带火星的木条复燃，可见，Al2O3能加快过氧化氢的分解速率.但不能说Al2O3就是过氧化氢的催化剂.故填：
Al2O3能加快过氧化氢的分解速率；
实验三：
（2）[实验目的]探究Al2O3在反应前后质量是否改变；
Al2O3在反应前后质量是否改变；
（3）[实验步骤]①准确称量Al2O3的质量；
③待反应结束,将实验二试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量；
过滤；
（4）[讨论]如果Al2O3反应前后质量不变,则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。
探究Al2O3的化学性质在反应后是否改变。
Al2O3的化学性质在反应后是否改变；
（5）[拓展]由于高锰酸钾在加热时能够发生分解生成二氧化锰，这样在氯酸钾在受热时高锰酸钾分解出的MnO2就能够对氯酸钾的分解起到催化的作用。
这个过程中高锰酸钾转化为二氧化锰的等物质，其中的二氧化锰改变了氯酸钾的分解速率，所以作催化剂的是二氧化锰，而非高锰酸钾。
不是；
高锰酸钾在加热过程中质量逐渐减小,其质量和化学性质都发生改变。
8.
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