專題3 有關(guān)催化劑的實(shí)驗(yàn)探究題（學(xué)生版）-2020化學(xué)《滿分中考·重難點(diǎn)題型》精準(zhǔn)練（九上）

專題3有關(guān)催化劑的實(shí)驗(yàn)探究題1．【2019重慶】小李將實(shí)驗(yàn)剩余的FeCl3溶液倒入含有H2O2的廢液缸，立即產(chǎn)生大量的無色氣泡。（1）小李根據(jù)組成的元素猜測，無色氣體可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一種或多種。（查閱資料）①Cl2是黃綠色、有刺激性氣味的氣體

②FeCl3在水中解離出Fe3+、Cl-根據(jù)資料，小李可排除的氣體為________（實(shí)驗(yàn)一）為進(jìn)一步驗(yàn)證該氣體成分，他用燃著的木條伸入收集滿該氣體的小試管中，只觀察到木條燃得更旺，則該氣體一定含________。（2）小李認(rèn)為上訴過程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化劑。（實(shí)驗(yàn)二）為了進(jìn)一步探究哪種離子起催化作用，他做了下圖所示的對比實(shí)驗(yàn)。若要證明FeCl3溶液中的Fe3+對H2O2分解起催化作用，除觀察到試管c中無明顯現(xiàn)象外，還需觀察到的現(xiàn)象為________。（3）小王同學(xué)認(rèn)為由此得出“FeCl3溶液作H2O2分解的催化劑”的結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，還需要補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步探究，他們又設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。（實(shí)驗(yàn)三）X溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為________（得出結(jié)論）要證明FeCl3溶液作H2O2分解的催化劑，須滿足一下兩個(gè)方面的條件:①從定性角度需觀察到________(填序號)的現(xiàn)象。A．實(shí)驗(yàn)一B．實(shí)驗(yàn)二C．實(shí)驗(yàn)三②從定量角度需得到的關(guān)系式為m1=________(用m2和m3表示)。2．二氧化錳可作過氧化氫分解的催化劑，興趣小組想探究過氧化氫分解有沒有其他催化劑。影響過氧化氫分解的因素，除催化劑外，還有什么？（1）Ⅰ.【提出問題】氧化鐵能否作過氧化氫分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①分別取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A中加入1g氧化鐵粉末，并分別在A、B試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象。A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無明顯現(xiàn)象②待A中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)3次。試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃③將步驟②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量為ag。④分別取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C中加入1g氧化鐵粉末，向D中加入1g二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】步驟②證明氧化鐵的________在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。③中如果a=________，證明氧化鐵的________在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑。（2）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式________。（3）【實(shí)驗(yàn)評價(jià)】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟④的目的是________。（4）Ⅱ.探究過氧化氫溶液濃度對過氧化氫分解速率的影響?！窘涣饔懻摗靠梢酝ㄟ^測定相同條件下不同濃度過氧化氫溶液

來探究。A．

產(chǎn)生相同體積氧氣的時(shí)間

B．

單位時(shí)間產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量

C．

產(chǎn)生氧氣的總體積

D．

單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積（5）【實(shí)驗(yàn)探究】按圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：水浴溫度控制在21℃，二氧化錳均為0.5g，過氧化氫溶液均為5mL，三頸瓶容積為250mL，恒壓漏斗（漏斗的支管與三頸瓶相連）的作用是使過氧化氫溶液自行下滴。數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)繪制圖像如圖2、3。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】圖2說明過氧化氫溶液濃度與反應(yīng)速率關(guān)系是________。以10%H2O2溶液為例，三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是________。（6）圖3說明從溫度看，過氧化氫溶液濃度越高，反應(yīng)越________（填“劇烈”或“平穩(wěn)”）。3．在學(xué)習(xí)了催化劑的知識以后，某化學(xué)興趣小組對催化劑產(chǎn)生了深厚興趣．在用百度搜索“催化劑”時(shí)顯示：“據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有90%以上的工業(yè)過程中使用催化劑，如化工、石化、生化、環(huán)保等”．他們決定對過氧化氫制氧氣實(shí)驗(yàn)“尋找新的催化劑”．（1）【提出問題】氧化鐵能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑？

【猜想】氧化鐵能作過氧化氫溶液分解的催化劑

【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)一：取一定量的H2O2溶液于試管中，幾乎觀察不到氣泡，說明常溫下H2O2幾乎不分解．

實(shí)驗(yàn)二：在實(shí)驗(yàn)一的試管中，加入W克的氧化鐵，立刻產(chǎn)生大量氣泡，用帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃．得出結(jié)論：________．

實(shí)驗(yàn)三：待實(shí)驗(yàn)二反應(yīng)結(jié)束后，將試管中的剩余物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，并稱得固體質(zhì)量仍為W克。得出結(jié)論：________．（2）【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甲同學(xué)得出結(jié)論：氧化鐵能作為過氧化氫溶液分解的催化劑．

【反思評價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為：還應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用來探究________，才能確認(rèn)氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑．此觀點(diǎn)得到大家的贊同．（3）【實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展】氧化鐵與二氧化錳相比較，誰對過氧化氫溶液分解的催化效果更好？

丙同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：在A試管加入W克的氧化鐵，B試管中加入W克的二氧化錳，然后分別加入等體積的同種H2O2溶液，測量收集等體積氧氣所需時(shí)間，見下表：濃度時(shí)間/min催化劑30%H2O2溶液15%H2O2溶液5%H2O2溶液加入wg二氧化錳0.20.82.0加入wg氧化鐵7.09.016.0結(jié)論：在催化分解過氧化氫溶液時(shí)，________的催化效果更好．（4）【知識延伸】①查閱資料得知，氧化銅、硫酸銅、紅磚粉末、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。②下列有關(guān)催化劑的說法中不正確的是

。A．催化劑在化工生產(chǎn)過程中有重要作用B．同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以用多種不同物質(zhì)作催化劑C．不同的化學(xué)反應(yīng)可以選擇相同的物質(zhì)用作催化劑D．

催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率4．某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了“尋找新的催化劑”的如下研究性實(shí)驗(yàn)?！咎岢鰡栴}】①二氧化錳常用作氯酸鉀和過氧化氫分解的催化劑，其它物質(zhì)是否也可以用作該反應(yīng)的催化劑呢？②除了催化劑還有其它因素影響化學(xué)反應(yīng)的速率嗎？（1）【查閱資料】研究表明，許多物質(zhì)對氯酸鉀的分解有催化作用，分別用它們作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生反應(yīng)和反應(yīng)劇烈時(shí)的溫度如下表所示：氧化鐵氧化鋁氧化銅氧化鎂開始反應(yīng)420℃515℃305℃490℃劇烈反應(yīng)490℃540℃350℃545℃通過分析資料中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，如果不用二氧化錳作催化劑，最好選用的物質(zhì)是________。（2）【實(shí)驗(yàn)探究一】①將3g氯酸鉀放在試管中加熱。②將3g氯酸鉀與1g二氧化錳混合均勻后加熱。③將xg氯酸鉀與1g氧化銅混合均勻后加熱。④將實(shí)驗(yàn)③反應(yīng)后的固體加水溶解、過濾、洗滌、________、稱量，結(jié)果為1g。⑤將實(shí)驗(yàn)④后得到1g固體和xg氯酸鉀混合均勻后加熱，現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)③相同。（3）【分析實(shí)驗(yàn)】a.實(shí)驗(yàn)③中x的值應(yīng)為________。b.實(shí)驗(yàn)④過濾操作中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、________，它在操作中的作用是________，通過實(shí)驗(yàn)④可以得出的結(jié)論是________。c.通過實(shí)驗(yàn)⑤可以得出的結(jié)論是________。d.實(shí)驗(yàn)②③對比的目的是________。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化銅確實(shí)也能做氯酸鉀分解的催化劑（4）【實(shí)驗(yàn)探究二】影響化學(xué)反應(yīng)的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實(shí)驗(yàn)小組探究影響過氧化氫反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號H2O2溶液濃度%H2O2溶液體積/mL溫度℃MnO2的用量/g收集氧氣的體積/mL反應(yīng)所需的時(shí)間/s①51200．1416.75②151200．146.04③305350249.21④305550210.76a.通過實(shí)驗(yàn)①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率還與________有關(guān)；b.通過對比實(shí)驗(yàn)________可知，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快。5．FeCl3(氯化鎂)溶液能對過氧化氫的分解也起催化作用，某小組擬在相同濃度FeCl3溶液的催化下，探究過氧化氫濃度對過氧化氫分解速率的影響。（1）Ⅰ.分別取相同體積、相同濃度的FeCl3溶液，如圖觀察到________，就可以粗略判斷，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為進(jìn)一步判斷上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，作用圖示裝置，小剛同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行定量研究。（2）Ⅱ.[方案一]在不同過氧化氫濃度下，測定收集相同氣體體積所需時(shí)間。

[方案二]在不同過氧化氫濃度下，測定________；

方案二的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果:其中x=________，y=________。通過測量，若V1________V2(填“＞”、“＝”或“＜”)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:________.。6．學(xué)習(xí)了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學(xué)想：氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化作用呢？于是進(jìn)行了以下探究．（1）【猜想】Ⅰ、氧化銅不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；Ⅱ、氧化銅參與反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；Ⅲ、氧化銅是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后________．（2）【實(shí)驗(yàn)】天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①填寫下表：步驟③現(xiàn)象步驟⑥結(jié)果步驟⑦現(xiàn)象結(jié)論溶液中有氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃．________溶液中有氣泡放出，________猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立．②步驟①的目的是________．步驟⑦的目的是________．③過氧化氫能被氧化銅催化分解放出氧氣的文字表達(dá)式為________．7．催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起著非常重要的作用，某興趣小組進(jìn)行如下探究。探究一催化劑的選擇研究表明，許多金屬氧化物對氯酸鉀有催化作用。分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應(yīng)和反應(yīng)劇烈時(shí)的溫度如表所示：溫度Fe2O3Al2O3CuOMgO開始反應(yīng)470515305490劇烈反應(yīng)490540350545（1）上述實(shí)驗(yàn)中，從溫度對反應(yīng)催化效果來看，最好選用________作催化劑。（2）探究二氧化銅與二氧化錳的催化效果進(jìn)行比較用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)均以生成25mL氣體為準(zhǔn)，可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略，相關(guān)裝置和數(shù)據(jù)見下表：序號KClO3質(zhì)量催化劑質(zhì)量待測試劑①2.45g—a②2.45g0.51gMnO2b③.45g0.51gCuOc上述實(shí)驗(yàn)中的“待測數(shù)據(jù)”是________。若b________c（填“>”、“=”或“<”）可知在某溫度下氧化銅對氯酸鉀分解效果更好。（3）探究三氧化銅與二氧化錳的對于過氧化氫的催化效果進(jìn)行比較安妮同學(xué)用如圖1所示的裝置進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，在試管中分別加入等質(zhì)量的氧化銅和二氧化錳，分別將注射器內(nèi)盛有的雙氧水注入試管中，利用注射器收集氧氣，收集到氧氣的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。裝入藥品前檢查該裝置氣密性的方法是________，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)注入雙氧水的方法是________（填序號），另一種方法除了誤差較大，還可能造成的后果是________。A．快速推注射器活塞

B．緩慢推注射器活塞（4）實(shí)驗(yàn)中造成U形管內(nèi)紅墨水液面左低右高的可能原因是________。（5）通過圖象2除了能得出二氧化錳催化效果比氧化銅好，還能得出的結(jié)論是________。（6）由氧化銅催化的反應(yīng)，t1-t2時(shí)間段反應(yīng)速率逐漸變________（填“快”或“慢”），原因是________。8．開放日，化學(xué)興趣小組的同學(xué)自擬研究主題，對過氧化氫分解反應(yīng)及催化劑做研究：（1）小紅的實(shí)驗(yàn)方案為：3g氧化銅3g氧化鐵3g二氧化錳3g氧化鋁10%過氧化氫溶液10mL2.83.41.55.7她要探究的問題是________，通過實(shí)驗(yàn)，她得出結(jié)論是________。（2）小明的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如圖所示30%H2O210mL15%H2O210mL5%H2O210mL加入agMnO20.20.82.0小明通過分析數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是________。（3）小剛的探究過程如下：①【問題】MgO能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？②【猜想】MgO能作過氧化氫分解的催化劑．③【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)一A________木條不復(fù)燃常溫下過氧化氫溶液不分解實(shí)驗(yàn)二在裝有10mL15%過氧化氫溶液的試管中加入少量MgO，然后將帶火星的木條伸入試管中木條復(fù)燃B________④【結(jié)論】MgO能加快過氧化氫的分解速率，故MgO能作過氧化氫分解的催化劑．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組同學(xué)進(jìn)行了交流討論，認(rèn)為小剛的猜想還不能得到證實(shí)，理由是_______。參與了課外小組的研究后，是否觸發(fā)了你的靈感？關(guān)于過氧化氫分解以及催化劑問題，你想研究的問題是________。9．小明同學(xué)欲通過實(shí)驗(yàn)證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”這一命題。（1）他設(shè)計(jì)并完成了下表所示的探究實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論或總結(jié)各步驟結(jié)論總結(jié)實(shí)驗(yàn)一將氯酸鉀加熱至融化，伸入帶火星的木條。木條復(fù)燃氯酸鉀受熱要分解產(chǎn)生氧氣，但是________。(反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______。)二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑。實(shí)驗(yàn)二加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條。木條不復(fù)燃二氧化錳受熱不產(chǎn)生氧氣。實(shí)驗(yàn)三________木條迅速復(fù)燃二氧化錳能加快氯酸鉀的分解。請你幫小明同學(xué)填寫上表中未填完的空格；（2）在小明設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二起的作用是________；（3）小英同學(xué)認(rèn)為僅由上述實(shí)驗(yàn)還不能完全得出表內(nèi)“總結(jié)”，她補(bǔ)充設(shè)計(jì)了兩個(gè)方面的探究實(shí)驗(yàn)，最終完成了對“命題”的實(shí)驗(yàn)證明。

第一方面的實(shí)驗(yàn)操作中包含了兩次稱量，其目的是：________；

第二方面的實(shí)驗(yàn)是要________。10．實(shí)驗(yàn)室常用過氧化氫溶液和二氧化錳（催化劑）制取氧氣．【提出問題】催化劑二氧化錳的用量對反應(yīng)速率是否有影響？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：過氧化氫體積（mL）過氧化氫濃度二氧化錳質(zhì)量（g）測量數(shù)據(jù)（mL）Ⅰ

30

5%

0.1Ⅱ

30

5%

0.2Ⅲ

30

5%

0.3【實(shí)驗(yàn)分析】（1）過氧化氫分解的