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化学专题6——催化剂探究

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催化剂

一、催化剂

1. 定义:在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学

反应前后没有改变的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中起的作用叫做催化作用。

2. 特点: ①催化剂只改变反应速率,可加快反应速率,也可减缓反应速率

3. 证明某物质是否为某反应的催化剂应该证明以上三点是否都符合,缺一不可。

②催化剂的质量在化学变化前后不变 ③催化剂的化学性质在化学反应前后不变

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经典巩固

【巩固 1】(★)下列关于催化剂的说法正确的是( )

A.过氧化氢溶液中加二氧化锰可使产生氧气增多 B.在化学反应前后催化剂质量和性质都不改变 D.在同一反应中可以用多种催化剂改变速率

【巩固 2】(★)下列有关催化剂的叙述中,正确的是( )

A.在过氧化氢分解前后,二氧化锰的质量和化学性质均未改变 B.加热氯酸钾时如果不加入催化剂则无法获得氧气 C.二氧化锰能够用于所有反应的催化剂

D.加热氯酸钾制取氧气时错把高锰酸钾当作二氧化锰,实验结果完全相同

【巩固 3】(★★)氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的性质、制备说法正确的是

( )

C.所有的催化剂在化学反应中都是加快反应速率

A.利用如图装置和药品可比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响 B.可用向下排空气法或排水法收集氧气

C.硫在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体 D.保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子

【巩固 4】(★★)将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b,只向b中加入少量二氧化锰,

另一份微微加热。则放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系的图象正确的是( )

A.

B. C. D.

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【巩固 5】(★★★)某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案

如下:

Ⅰ.用MnO2、CuO,Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂,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,采用甲图装置进行实验,改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图(见乙图)。下列说法不正确的是( )

A.从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁 B.每次实验时,海藻酸钠微球的数量应保持相同

C.用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮

塞被冲开

D.实验中压强增大主要是因为产生了气体,且反应放热

【巩固 6】(★★)实验室里用二氧化锰作催化剂,加热氯酸钾制取氧气,发生如下反应:

2KClO3

MnO22KCl+3O2↑

(1)若用二氧化锰作催化剂,反应前后二氧化锰的质量 ;

A.不变 B.变大

C.变小 D.可能变大也可能变小 (2)若忘记加入二氧化锰,其结果是 。

A.不能产生氧气 B.产生氧气的速率慢 C.产生氧气的总量减少 D.没有氯化钾生成.

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【巩固 7】(★★)如图所示的是分解过氧化氢溶液制取氧气的实验。李明同学先在试管

中加入了一部分过氧化氢溶液,然后将带火星的木条伸进试管中,发生的现象是 ;他又向过氧化氢溶液中加入了适量的氧化铜粉末(可做此反应的催化剂),将带火星的木条伸进试管中,李明观察到的现象是 ,请写出上述反应的化学反应方程式 。

【巩固 8】(★★★)重庆一中的同学们在学习了催化剂的知识后提出:氧化铁固体(Fe2O3,

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?于是进行了以下探究:

【猜想】Ⅰ、Fe2O3既不是催化剂,也不是反应物,反应前后质量和化学性质不变;

Ⅱ、Fe2O3是反应物,要生成O2,反应前后质量和化学性质要改变; Ⅲ、Fe2O3是该反应的催化剂,反应前后 ;

【实验】用天平称量1g Fe2O3固体,取10mL 10%的双氧水于试管中,进行实验:

(1)实验过程中记录现象如下:

步骤①现象 无明显变化 步骤③现象 步骤⑥ 称得固体质量为1g 结论 猜想Ⅲ成立。 (2)老师指出上述实验不能证明Fe2O3是该反应的催化剂,理由是 (填序号);

A、只有二氧化锰能起催化作用 B、未验证回收的固体是否仍是Fe2O3 C、未验证回收的固体的物理性质 D、未验证Fe2O3是否改变反应速率 (3)Fe2O3催化分解双氧水的化学反应式为 ; (4)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 (填序号)。

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【巩固 9】(★★★)化学研究小组的同学对“寻找新的催化剂分解过氧化氢”的探究实验

引起了兴趣。他们进行了如下探究:

【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】

实验步骤 Ⅰ.分别量取2mL5%过氧化氢溶液加入A、B两支试管入带火星的木条,观察现象 Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次实验,观察现象 实验现象 A试管中产生气泡,带火无明显现象 试管中均产生气泡,带火星的木条均复燃 中,向A试管中加入0.5g氧化铁粉末,并在两支试管中插星的木条复燃,B试管中Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得的滤渣进行洗 涤、干燥、称量,所得固体质量仍为0.5g Ⅳ.向C试管中加入2mL5%过氧化氢溶液和0.5g氧化铁粉 末,向D试管中加入XmLY%过氧化氢溶液和Zg二氧化锰 粉末,对比观察现象。 【实验结论】

(1)A中产生的气体是 ;

(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的 和 在反应前后均没有发生

改变,再结合实验Ⅰ的结论,得出:氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。 (3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式: 。 【实验评价】

(1)实验Ⅳ的目的是 ;其中X、Y、Z的数值

分别是 、 、 。

(2)若实验观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是

【实验拓展】查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜、猪肝、发芽的马铃薯等也可以作过

氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是 (填序号) A.二氧化锰只能作为过氧化氢分解的催化剂 B.同一个化学反应可以有多种催化剂 C.催化剂只能加快化学反应的速率

D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物。

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【答案参考】

【巩固 1】【答案】D

【巩固 2】【答案】A

【巩固 3】【答案】D

【巩固 4】【答案】D

【巩固 5】【答案】A

【巩固 6】【答案】(1)A;(2)B。

【巩固 7】【答案】木条不复燃;木条复燃;2H2O2

【巩固 8】【答案】质量和化学性质不变;(1)带火星的木条复燃;

(2)B;(3)2H2O2

【巩固 9】【答案】【实验探究】反应前后氧化铁的质量没有改变;两试管中均产生气泡,

且D试管中产生气泡的速率大于C试管;

【实验结论】(1)氧气;(2)质量;化学性质;(3)过氧化氢

水+氧气;

2H2O+O2↑;(4)AB。

2H2O+O2↑。

【实验评价】(1)对比作用;2;5;0.5;(2)二氧化锰的催化效果比氧化铁好; 【实验拓展】B。

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