Question

【題目】催化劑在化學反應中起著非常重要的作用,某興趣小組進行如下探究。

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)生分解反應和反應劇烈時的溫度如表所示：

溫度	Fe2O3	Al2O3	CuO	MgO
開始反應	470	515	305	490
劇烈反應	490	540	350	545

（1）上述實驗中,從溫度對反應催化效果來看,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行比較

用如圖裝置進行實驗,實驗均以生成25mL氣體為準,可能影響實驗的因素均已忽略,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
�、�	2.45g	—	a
②	2.45g	0.51gMnO2	b
�、�	2.45g	0.51gCuO	c

（2）上述實驗中的“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。

探究三 氧化銅與二氧化錳的對于過氧化氫的催化效果進行比較

安妮同學用如圖1所示的裝置進行了兩次實驗,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_____________,開始實驗時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）實驗中造成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,t1-t2時間段反應速率逐漸變_______（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 反應劇烈，放熱大造成活塞向外移動偏大 過氧化氫反應放熱，且生成氧氣，導致大試管中壓強變大 催化劑不影響生成氧氣的質(zhì)量 慢 過氧化氫溶液的濃度變小，反應速率減慢

【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，故上述實驗中從溫度對反應催化效果來看，最好選用氧化銅作催化劑。

（2）根據(jù)探究二的實驗目的：氧化銅與二氧化錳的催化效果進行比較，可知實驗是用來比較分別加入等量氧化銅與二氧化錳催化劑和沒加催化劑的反應速率情況，要比較反應速率的快慢可以通過對比收集相同體積的氧氣所需時間的長短來體現(xiàn)，所以待測數(shù)據(jù)是三種情況下收集25mL氣體所需的時間；產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時間越短。說明催化效果越好。故由實驗結(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收集相同體積的氧氣所需的時間短，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，U型關(guān)內(nèi)的液面左側(cè)降低，右側(cè)升高則說明裝置的氣密性良好；開始實驗時注入雙氧水的方法是緩慢推注射器活塞，防止反應劇烈，放熱大造成活塞向外移動偏大。

（4）過氧化氫反應放熱，且生成氧氣，導致大試管中壓強變大，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，主要比較相同時間內(nèi)收集的氧氣體積，相同時間收集的氧氣體積越大，說明催化效果越好；由圖象分析得出，當反應結(jié)束時，等體積、無論是用何種催化劑，等濃度的過氧化氫溶液生成的氧氣體積相等，說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時間段曲線逐漸變陡，說明反應速率逐漸變快，因為過氧化氫分解制氧氣的同時放出熱量；t1～t2時間段曲線逐漸變平緩，說明反應速率又逐漸變慢，原因是隨著反應的進行，過氧化氫溶液濃度在不斷下降。