专题训练催化剂和催化作用的相关探究-2023-2024学年九年级化学沪教版上册

第2章　身边的化学物质 专题训练-- 催化剂和催化作用的相关探究 1．[2022·江西]学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。(实验加入的硫酸铜质量为1 g) 【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。 实验现象 实验结论 步骤①木条不复燃； 步骤②产生气泡，溶液变蓝色； 步骤③____________ 硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的符号表达式为_____________________ 【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的________________在反应前后都没有发生改变。 木条复燃 质量和化学性质 【继续探究】在甲同学实验的基础上，乙同学将步骤③中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，再称其质量为________g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，仍然可以加速过氧化氢分解。由此得出实验结论：硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂。 1 【拓展延伸】比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是________(填序号)。 A．溶液的起始温度 B．催化剂的质量 C．溶液的浓度 D．反应的起始时间 D 2．[2023·宝鸡禺滨区月考改编]关于催化剂的研究是一项重要的课题，某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。 【任务一】定量探究催化剂的催化效果 小组同学发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液的分解速率会加快。为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果，该小组同学用如图1所示装置进行实验，以生成40 mL氧气为标准(其他影响实验的因素均相同)设计下列三组实验。 实验序号 5%过氧化氢溶液 其他物质质量 待测数据 1 20 mL / a 2 20 mL 0.5 g淀粉粉末 b 3 20 mL 0.5 g二氧化锰粉末 c (1)写出实验2的文字表达式：_____________________________________。 (2)设计实验1的目的是________。 (3)上述实验中“待测数据”是指_________________________；最后结果表明二氧化锰的催化效果较好，则b______(填“＜”“>”或“＝”)c。 对比 生成40 mL氧气需要的时间 > 【任务二】数字化探究催化剂的催化效果 分别取20 mL浓度为5%的过氧化氢溶液、0.5 g二氧化锰、0.5 g淀粉，按图2中甲所示装置进行实验，实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触，瓶内压强的变化如图2中乙所示。 (4)对比分析图2中的________点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (5)请从催化剂的角度解释上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因：_________________________________________________。 ac、bd 过氧化氢溶液体积和浓度都相同，最终生成氧气体积相等 3．小芳在阅读资料时发现：氯酸钾与氧化铜或氧化铁混合加热，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：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________________。 ① 二氧化锰 【反思】 (3)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后________________不变。 (4)同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果？________________________________。 化学性质和质量 温度、浓度、表面积(合理即可) 4．[2022·广东实验中学期中]某化学兴趣小组对实验室制取氧气及催化剂展开了探究。请回答下列问题。 影响过氧化氢分解速率的因素有哪些？兴趣小组同学做了四组实验，实验数据如下表： 实验序号 H2O2溶液的浓度 H2O2溶液的体积/mL 温度/℃ MnO2的用量/g 收集O2的体积/mL 反应时间 ① 5% 1 20 0.1 4 16 s ② 15% 1 20 0.1 4 6 s ③ 30% 5 35 0 4 98 min ④ 30% 5 55 0 4 20 min (1)能说