题目内容

11．化学教材“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、氧化铜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？
验探究1】
实验步骤实验现象
①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a　g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象．A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
②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内，如此反复多次实验，观察现象．试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃
③将实验②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a　g．/
④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a　g氧化铁粉末，向D试管中加入a　g二氧化锰粉末，观察现象．/
（1）A中产生的气体是氧气
（2）在第③步中，要使剩余物分离必须进行的操作是过滤，必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和漏斗，玻璃棒的作用是引流
【实验结论】
（3）实验②、③证明：氧化铁的质量和化学性质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；
（4）写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气．
【实验评论】
（5）实验设计④的目的是证明氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，若实验④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二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂
【知识拓展】
（6）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，下列有关催化剂的说法中正确的是B
A．催化剂只加快反应速率
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．MnO2只能作为氧化氢溶液分解的催化剂
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．

分析 根据催化剂的性质以及作用进行分析解答即可，根据过滤操作使用的仪器进行分析解答．

解答 解：（1）A中产生的气体能使带火星的木条复燃，故说明A中产生的气体是氧气，故填：氧气；
（2）在第③步中，要使剩余物分离必须进行的操作是过滤，用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和漏斗，玻璃棒起到了引流的作用，故填：过滤；引流；
【实验结论】
（3）实验②、③证明：氧化铁的质量和化学性质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，故填：质量；催化剂；
（4）氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气，故填：过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气．
【实验评论】
（5）实验设计④是通过对比实验证明氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，故填：证明氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
【知识拓展】
（6）A．催化剂可以加快或是减慢反应速率，错误；
B．同一个化学反应可以有多种催化剂，正确；
C．MnO2除了作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作为其他化学反应的催化剂，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，错误；
故填：B．

点评 本题考查的是催化剂的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．

练习册系列答案
相关题目
1．请结合下列装置回答问题（以下所选装置均填序号）

（1）加热固体物质制取气体，可选用的发生装置是A．
（2）实验室制取二氧化碳应选用的发生装置是B，理由是反应物是固体和液体，反应不需要加热．
（3）适用E和F收集气体，分别利用的性质是不易溶于水、能溶于水．
（4）小明同学准备用装置A加热KMnO4来制取O2，你认为这样做可能产生的后果是高锰酸钾的小颗粒随气流进入导管．
（5）某同学用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应制取氨气，可选用的气体发生装置是A．
2．氯化钠对工农业生产和人类的健康来讲都非常重要．
（1）氯化钠在自然界中分布广泛，我省的叶县地区存在着丰富的矿盐．在矿盐周围注水，再将得到的盐井水蒸发，可得粗盐．
在实验室中将粗盐溶于水、过滤、蒸发结晶等实验的目的是除去粗盐中的不溶性杂质．
（2）将用氯化钠通电分解得到的钠，投入水中，发现生成一种可燃性气体，且反应后的溶液可以使石蕊试液变蓝色．则钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；．
将钠投入氯化镁溶液中，发现除了生成上述气体外，还有白色沉淀生成．该反应过程中，生成白色沉淀一步的化学反应方程式为MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl．
钠的金属活泼性比镁强，这个结论不能  （填“能”或“不能”）通过类似证明铁、铜金属活泼性强弱的实验方法得到证明．
（3）已知某粗盐中一定量的氯化钙杂质．取20g该精盐将其中的氯化钙完全转化成为碳酸钙沉淀，得沉淀1g．则该粗盐的纯度是多少？
19．现有实验室制取气体的部分装置，请结合所学化学知识，回答有关问题：

（1）请写出图中标有字母的仪器名称：
a试管，b酒精灯，c集气瓶
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，装置A还需做的一点改动是试管口需要塞一团棉花，请写出该反应的文字表达式：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，可用的发生装置是B或C，收集较为纯净的氧气应选择的装置是D请写出反应的文字表达式：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气，
其中二氧化锰起作用．若用E装置收集氧气，试写出验满的方法（包括操作、现象、结论）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已经收集满．
（4）欲使用如图装置H用排空气法收集氧气，则气体应从Ⅰ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）端通入；欲使用装置H用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）端通入；
（5）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷．制取甲烷的发生装置应选择A（填装置编号，下同），收集装置应选DF，收集满后应放于桌面上．
（6）能用E装置收集的气体有二氧化碳（任举一例）．
6．探究氯酸钾和二氧化锰制氧气实验中反应物与催化剂的最佳质量比．实验中采用如图实验装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中．在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所用的时间．实验记录的数据如表所示：
　实验编号　1　2　3　4　5　6　78　9　　10
二氧化锰的质量/g0.10.20.330.40.50.6611.323
二氧化锰与氯酸钾的质量比　1：201：101：61：51：41：31：22：31：13：2
　生成200mL氧气时间/秒235186162147　133117143160211244
请回答下列问题：
（1）实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
（2）此实验中收集一定体积的氧气宜采取的收集方法是排水法．原因是不易溶于水，收集气体前集气瓶内未装满水，对实验结果没有　（填“有”或“没有”）影响．
（3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为1：3．
（4）利用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气比加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气更好．请写出前者的两个优点操作简便、节能．
（5）催化剂能影响化学反应速率，温度、反应物的浓度、接触面积等也会对化学反应速率带来影响．分析上表数据，结合影响化学反应速率的因素分析：
①当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：二氧化锰用量多，导致反应物氯酸钾的质量分数变小．
②当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：二氧化锰用量少，导致氯酸钾与二氧化锰的接触面积变小．
16．已知a、b两试管内加入等浓度、等体积的过氧化氢溶液，且b试管内有少量二氧化锰．则能正确表示a、b两支试管放出的氧气质量（纵坐标）与反应时间（横坐标）关系的图是（　　）
A．B．C．D．
3．下列属于复合材料的是（　　）
A．棉花B．玻璃钢C．聚乙烯D．天然橡胶
20．工业上进行金属切割或焊接时常使用到氧炔焰（乙炔在氧气中燃烧产生的火焰）．
（1）化学反应常伴随有能量变化，乙炔燃烧是化学能转化为热能．
（2）乙炔不充分燃烧，会生成一氧化碳和水，可见乙炔不充分燃烧既浪费燃料又污染环境，为了使乙炔充分燃烧，你的做法是增大氧气的浓度．
（3）在点燃乙炔（C2H2）前，必须检验纯度，以防止发生爆炸，请写出C2H2充分燃烧的化学方程式2C2H2+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$4CO2+2H2O．
1．下列说法错误的是（　　）
A．镁原子和镁离子的化学性质相同
B．原子的质量主要集中在原子核上
C．分子、原子都在不断运动
D．不同种元素本质区别是原子中质子数不同

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