Question

【題目】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(duì)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(kāi)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	Fe2O3	Al2O3	CuO	MgO
開(kāi)始反應(yīng)	470	515	305	490
劇烈反應(yīng)	490	540	350	545

（1）上述實(shí)驗(yàn)中,從溫度對(duì)反應(yīng)催化效果來(lái)看,最好選用__________作催化劑。

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(jiàn)下表：

序號(hào)	KClO3質(zhì)量	催化劑質(zhì)量	待測(cè)試劑
�、�	2.45g	—	a
�、�	2.45g	0.51gMnO2	b
�、�	2.45g	0.51gCuO	c

（2）上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是________________。若b_________c（填“>”、“=”或“<”）可知在某溫度下氧化銅對(duì)氯酸鉀分解效果更好。

探究三 氧化銅與二氧化錳的對(duì)于過(guò)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。

（3）裝入藥品前檢查該裝置氣密性的方法是_____________,開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)注入雙氧水的方法是________（填序號(hào)）,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(guò)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___________________。

Answer 1

【答案】CuO 生成25mL氧氣所需的時(shí)間 ＞ 將左側(cè)裝置浸入熱水中，注射器中活塞右移，U型管中液面左低右高 B 反應(yīng)劇烈，放熱大造成活塞向外移動(dòng)偏大 過(guò)氧化氫反應(yīng)放熱，且生成氧氣，導(dǎo)致大試管中壓強(qiáng)變大 催化劑不影響生成氧氣的質(zhì)量 慢 過(guò)氧化氫溶液的濃度變小，反應(yīng)速率減慢

【解析】

（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，加入催化劑后氯酸鉀分解溫度最低的是氧化銅，故上述實(shí)驗(yàn)中從溫度對(duì)反應(yīng)催化效果來(lái)看，最好選用氧化銅作催化劑。

（2）根據(jù)探究二的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉趸�銅與二氧化錳的催化效果進(jìn)行比較，可知實(shí)驗(yàn)是用來(lái)比較分別加入等量氧化銅與二氧化錳催化劑和沒(méi)加催化劑的反應(yīng)速率情況，要比較反應(yīng)速率的快慢可以通過(guò)對(duì)比收集相同體積的氧氣所需時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)體現(xiàn)，所以待測(cè)數(shù)據(jù)是三種情況下收集25mL氣體所需的時(shí)間；產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時(shí)間越短。說(shuō)明催化效果越好。故由實(shí)驗(yàn)結(jié)論氧化銅的催化效果更好，可知相同條件下用氧化銅做催化劑時(shí)收集相同體積的氧氣所需的時(shí)間短，b＞c。

（3）裝入藥品前檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，將裝置試管放入熱水中，若發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向外移動(dòng)，U型關(guān)內(nèi)的液面左側(cè)降低，右側(cè)升高則說(shuō)明裝置的氣密性良好；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)注入雙氧水的方法是緩慢推注射器活塞，防止反應(yīng)劇烈，放熱大造成活塞向外移動(dòng)偏大。

（4）過(guò)氧化氫反應(yīng)放熱，且生成氧氣，導(dǎo)致大試管中壓強(qiáng)變大，造成U形管內(nèi)紅墨水液面左低右高；

（5）要比較兩種催化劑的催化效果，主要比較相同時(shí)間內(nèi)收集的氧氣體積，相同時(shí)間收集的氧氣體積越大，說(shuō)明催化效果越好；由圖象分析得出，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，等體積、無(wú)論是用何種催化劑，等濃度的過(guò)氧化氫溶液生成的氧氣體積相等，說(shuō)明催化劑不能改變生成氧氣的量；

（6）由圖象知，在氧化銅作為催化的條件下，t0～t1時(shí)間段曲線逐漸變陡，說(shuō)明反應(yīng)速率逐漸變快，因?yàn)檫^(guò)氧化氫分解制氧氣的同時(shí)放出熱量；t1～t2時(shí)間段曲線逐漸變平緩，說(shuō)明反應(yīng)速率又逐漸變慢，原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)氧化氫溶液濃度在不斷下降。