探究过氧化氢分解反应中二氧化锰的催化作用-初中化学微专题-重点实验专项

探究过氧化氢分解反应中二氧化锰的催化作用(专项训练) 【基础练习】 1．为了证明金属铜能作为分解的催化剂，在证明金属铜可以加快分解的速率后，以下还需要进行的实验有 ①称量实验前铜的质量； ②将实验后的铜干燥、称重： ③向实验仪器中加入二氧化锰； ④将实验后的铜加入重新取的相同浓度的过氧化氢溶液中。 A．①②③④ B．①②④ C．②③④ D．③④ 2．结合如图实验，下列说法正确的是 A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气 B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少 C．该实验证明氧气可以支持燃烧 D．实验①的反应速率比实验③的快 3．如图是过氧化氢在催化剂的作用下，分解放出大量氧气的实验装置，下列现象正确的是 A．气球胀大，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移 C．气球胀大，红墨水右移 D．气球缩小，红墨水左移 4．马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是 A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变 C．同一个化学反应可以有多种催化剂 D．催化剂只能提高某些化学反应的速率 5．下图是探究二氧化锰是否能做过氧化氢分解反应的催化剂的实验，请回答有关问题。 (1)向盛有 5mL 5%的过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条，观察到带火星的木条不复燃，其原因是 ； (2)向上述试管中加入少量的二氧化锰后，把带火星的木条伸入试管中，观察到的现象是 ；这说明 ； (3)要确定二氧化锰能对过氧化氢分解有催化作用，还需要确定两个因素，这两个因素是 和 。 【能力提升】 6．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的催化剂作用呢？于是进行了以下探究。 (1)【猜想】 I.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变： Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变： Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后 。 【实验】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： (2)填写下表： 步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论 ,带火星的木条复燃 氧化铜的质量为 产生大量气泡，带火星的木条复燃 猜想I、Ⅱ不成立：猜想Ⅲ成立 (3)步骤①的目的是 。 (4)过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的文字表达式为 。 7．小强同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。他设计并完成了下表所示的探究实验： 实验操作 实验现象 实验结论 实验总结 实验一 取10mL8%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条 有气泡产生，木条不复燃 过氧化氢分解产生氧气，但是① 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 实验二 向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条 没有明显现象 ② 实验三 ③ ④ 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 (1)请你帮小强同学把上表中未填完的内容在表内横线上补充完整① ；② ；③ ；④ 。 (2)“实验一”和“实验二”起的作用是 。 (3)小芳同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“实验总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。 ①对二氧化锰进行了两次称量，其目的是： 。 ②倒掉实验三反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，反复实验，其目的是 。 8．“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？ 【实验探究】 实验步骤 实验现象 Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象 A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 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，如此反复多次试验，观察现象。 试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag / Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，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变化，可以作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为 ； 【实验评价】 (4)实验设计Ⅳ的目的是 ； (5)若实验Ⅳ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，CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。 (6)下列有关催化剂的说法中正确的是________； A．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂。 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。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】催化剂能改变化学反应速率，在反应前后质量和化学性质不变，为了证明金属铜能作为分解的催化剂，在证明金属铜可以加快分解的速率后，还需验证在反应前后质量和化学性质不变，因此需要进行的实验有：①称量实验前铜的质量；②将实验后的铜干燥、称重：④将实验后的铜加入重新取的相同浓度的过氧化氢溶液中。①②是验证化学反应前后铜的质量不变，④是验证铜在反应前后化学性质不变。 故选B。 2．C 【详解】A、实验①带火星的木条不复燃，说明氧气浓度不足，并不能说明没有产生氧气，错误； B、催化剂反应前后质量不变，故二氧化锰质量不变，错误； C、该实验证明氧气可以支持燃烧，正确； D、由图可知，实验①的反应速率比实验③的慢，错误； 故选C。 3．D 【详解】过氧化氢在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气，则瓶内的压强变大，充气的气球缩小，红墨水向左移动。故选：D。 4．C 【详解】A、二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂，也可能作为其他反应的催化剂，选项错误； B、催化剂化学反应前后，质量和化学性质都不变，物理性质可能改变，选项错误； C、同一个化学反应可以有多种催化剂，如过氧化氢溶液分解的催化剂可以是二氧化锰还可以是氧化铁等物质，选项正确； D、催化剂可以提高某些化学反应的速率，也可以减慢化学反应的速率，选项错误； 故选：C。 5．(1)过氧化氢分解速度较慢，试管中氧气浓度较低，不足以使带火星木条复燃 (2) （溶液中产生大量气泡，）带火星木条复燃 二氧化锰可以加速过氧化氢分解 (3) 反应前后质量是否改变 反应前后化学性质是否改变 【详解】（1）常温下，无催化剂的情况下过氧化氢分解速度较慢，所以向盛有 5mL 5%的过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条，观察到带火星的木条不复燃。其原因是过氧化氢分解速度较慢，试管中氧气浓度较低，不足以使带火星木条复燃。 （2）二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，可以加速过氧化氢分解，短时间内可以产生大量的氧气，使氧气浓度较高，带火星的木条复燃。所以观察到的现象是溶液中产生大量气泡，带火星木条复燃。该现象说明二氧化锰可以加速过氧化氢分解。因为没有验证反应前后质量和化学性质不变，不可说明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂或二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用。 （3）催化剂除了能改变反应速率外，在反应前后质量和化学性质不变。所以还需要确定两个因素，这两个因素是反应前后质量是否改变和反应前后化学性质是否改变。 6．(1)质量和化学性质不变 (2) 产生大量气泡 0.2g (3)与步骤③对比，检验加入CuO前后双氧水分解速率有无变化 (4)过氧化氢水+氧气 【详解】（1）催化剂的特点是“一变二不变”，即化学反应速率改变，质量和化学性质不变，故猜想Ⅲ为CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。 （2）氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解生成氧气的速率，故步骤③观察到的现象是产生大量气泡，木条复燃；催化剂在反应前后质量不变，故步骤⑥的结果是氧化铜的质量仍为0.2g。 （3）为了检验氧化铜是否能改变反应的速率，要通过加入氧化铜和不加氧化铜的现象进行对比，才能做出科学合理的结论。 （4）过氧化氢在氧化铜的催化条件下生成水和氧气，该反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气。 【点睛】催化剂的特点是“一变二不变”，即催化剂能改变化学反应的速率，质量和化学性质在反应前后保持不变。 7．(1) 速率慢 二氧化锰不能与水作用产生氧气 取10mL8%的过氧化氢溶液于试管中，加入二氧化锰，伸入带火星的木条 有气泡产生，木条复燃 (2)对比作用 (3) 探究反应前后二氧化锰的质量是否改变 探究反应前后二氧化锰的化学性质是否改变 【详解】（1）实验一：催化剂的作用是改变化学反应的速率，并不能使不反应的物质发生反应，所以，实验一中，过氧化氢也会分解但是速率慢。 实验二：水在通常情况下不分解，加入二氧化锰没有明显现象，说明了二氧化锰不能使水分解产生氧气。故填：二氧化锰不能与水作用产生氧气。 实验三：对比上面两个实验，要得到二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的结论，只要向盛有10mL8%过氧化氢溶液（与一对比，要遵守单一变量的原则）的试管中加入二氧化锰，将带火星的木条伸入试管，如果有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，说明了二氧化锰加快了过氧化氢的分解。 （2）过氧化氢中有一定量的水，我们要得到二氧化锰加快了过氧化氢的分解这一结论，就要先知道过氧化氢自身的分解速率，以及水在二氧化锰存在的情况下是否分解，然后我们完成过氧化氢在二氧化锰存在的条件下的实验，对比得出正确的答案。故填：对比作用。 （3）催化剂的作用是，加快了反应的速率，自身的质量和化学性质不发生变化，我们要确定二氧化锰的催化作用，还要知道二氧化锰在反应过程中的质量，和化学性质没有发生变化，所以，我们要进行实验比较MnO2在过氧化氢溶液分解前后的质量，验证MnO2的化学性质是否改变。故填：探究反应前后二氧化锰的质量是否改变；探究反应前后二氧化锰的化学性质是否改变。 8．(1)氧气##O2 (2) 化学性质 质量 (3) (4)比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢的催化效果 (5)二氧化锰对过氧化氢的催化效果比氧化铁的更明显 (6)B 【详解】（1）A中的气体能使带火星的木条复燃，所以该气体为氧气； （2）实验Ⅱ说明了氧化铁能多次重复使用，且一直能起相同的作用，物质的性质决定物质的用途，从而说明氧化铁的化学性质没有改变；实验Ⅲ称量后固体仍为ag，说明氧化铁的质量在反应前后没有改变，故填：化学性质、质量。 （3）过氧化氢在氧化铁作催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的文字表达式为：。 （4）实验Ⅳ用氧化铁和二氧化锰两种不同的催化剂来作对比实验，其目的是比较氧化铁和二氧化锰对过氧化氢的催化效果。 （5）实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，D试管中加入的是二氧化锰，由此可以得到的结论是：二氧化锰对过氧化氢的催化效果比氧化铁的更明显。 （6）A、MnO2能作过氧化氢分解的催化剂，也可作氯酸钾分解的催化剂，故选项错误； B、CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂，同一个化学反应可以有多种催化剂，故选项正确； C、催化剂能改变化学反应的速率，可能加速，也可能减缓，故选项错误； D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，例如高锰酸钾分解产生二氧化锰，故选项错误； 故选B。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$