Question

【题目】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
开始反应	470	515	305	490
剧烈反应	490	540	350	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。

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
①	2.45g	—	a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
③	2.45g	0.51gCuO	c

（2）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。

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。

（3）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___________________。

Answer 1

【答案】CuO 生成25mL氧气所需的时间 ＞ 将左侧装置浸入热水中，注射器中活塞右移，U型管中液面左低右高 B 反应剧烈，放热大造成活塞向外移动偏大 过氧化氢反应放热，且生成氧气，导致大试管中压强变大 催化剂不影响生成氧气的质量 慢 过氧化氢溶液的浓度变小，反应速率减慢

【解析】

（1）根据表格中的数据可知，加入催化剂后氯酸钾分解温度最低的是氧化铜，故上述实验中从温度对反应催化效果来看，最好选用氧化铜作催化剂。

（2）根据探究二的实验目的：氧化铜与二氧化锰的催化效果进行比较，可知实验是用来比较分别加入等量氧化铜与二氧化锰催化剂和没加催化剂的反应速率情况，要比较反应速率的快慢可以通过对比收集相同体积的氧气所需时间的长短来体现，所以待测数据是三种情况下收集25mL气体所需的时间；产生相同体积的氧气所需的时间越短。说明催化效果越好。故由实验结论氧化铜的催化效果更好，可知相同条件下用氧化铜做催化剂时收集相同体积的氧气所需的时间短，b＞c。

（3）装入药品前检查该装置气密性的方法是连接好装置，将装置试管放入热水中，若发现注射器的活塞向外移动，U型关内的液面左侧降低，右侧升高则说明装置的气密性良好；开始实验时注入双氧水的方法是缓慢推注射器活塞，防止反应剧烈，放热大造成活塞向外移动偏大。

（4）过氧化氢反应放热，且生成氧气，导致大试管中压强变大，造成U形管内红墨水液面左低右高；

（5）要比较两种催化剂的催化效果，主要比较相同时间内收集的氧气体积，相同时间收集的氧气体积越大，说明催化效果越好；由图象分析得出，当反应结束时，等体积、无论是用何种催化剂，等浓度的过氧化氢溶液生成的氧气体积相等，说明催化剂不能改变生成氧气的量；

（6）由图象知，在氧化铜作为催化的条件下，t0～t1时间段曲线逐渐变陡，说明反应速率逐渐变快，因为过氧化氢分解制氧气的同时放出热量；t1～t2时间段曲线逐渐变平缓，说明反应速率又逐渐变慢，原因是随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度在不断下降。