初中化学催化剂的特点与催化作用填空题

过氧化氢能极缓慢分解，可看成分解为水和氧原子：H₂O₂→H₂O+O，其水溶液显弱酸性。过氧化氢是实验室中重要化学试剂，在生产生活中有重要用途。回答下列问题：

（1）过氧化氢中氧元素的化合价为　　。

（2）MnO₂能加快过氧化氢分解，氧原子再结合成氧分子而制得氧气，MnO₂在反应中作　　剂，下列装置可用于制取氧气的是　　（选填字母编号，下同），可用于收集氧气的装置有　　。

（3）氧原子容易与许多有机物反应而破坏其结构，所以过氧化氢溶液能杀死新冠病毒，这个过程叫做蛋白质的　　。

（4）向氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液，再滴加过氧化氢溶液，观察到溶液先变红后褪色，猜想其褪色原因可能有两种：

①H₂O₂显酸性消耗了NaOH，而使红色褪去；

②H₂O₂分解产生的氧原子与酚酞反应破坏其结构，而使红色褪去。究竟哪种猜想合理？请用本次实验用过的试剂设计实验　　（补充完实验方案）。有兴趣的同学可在后续学习中通过实验得出结论。

空气质量意味着生活质量。

（1）下表为某同学测量的呼吸前后气体组成的实验数据（通常状况）。

物质	吸入空气（体积分数/%）	呼出气体（体积分数/%）
氮气	78	75
氧气	21	16
二氧化碳	0.03	4
水蒸气	a	b

①氮气的化学性质比较　　（填“稳定”或“活泼”），在呼吸前后没有发生变化，实验中呼出气体的总体积　　吸入空气的总体积（填“＞”“＝”或“＜”）。

②呼吸时消耗O₂产生CO₂，该过程　　能量（填“吸收”或“释放”）。呼吸前后气体中水蒸气含量变化较大，实验中其体积分数b　　a（填“＞”“＝”或“＜”）。

（2）汽车多以汽油为燃料，辛烷（C₈H₁₈）是汽油中的一种成分。

①每114g C₈H₁₈完全燃烧，需要消耗400g O₂，生成mg CO₂和162g H₂O，则m＝　　g。

②与完全燃烧相比，等质量的C₈H₁₈不完全燃烧时会产生CO，消耗O₂的质量　　（填“偏大”“相等”或“偏小”），除污染环境外，燃料不完全燃烧还会产生的问题是　浪费　（写出一种）。

（3）“远在高空是地球卫士，近在身边是健康杀手。”臭氧（O₃）对环境的作用需辩证地认识。

①高空中臭氧层能吸收紫外线。有学者认为，致冷剂氟利昂进入高空大气后会产生氯原子（Cl•），引发以下反应：Cl•+O₃═ClO•+O₂ Ⅰ

2ClO•═2Cl•+O₂    Ⅱ

Cl•加快了上述转化过程总反应的速率，但自身的质量和化学性质在总反应前后没有发生变化，其作用是　　，该转化过程总反应的化学方程式为　　。

②地面附近的臭氧是一种空气污染物，臭氧属于　　（填“单质”或“化合物”），O₃可表示一个　　（填“原子”“分子”或“离子”）。

（4）有人提出：你吸入的空气中的某个氧原子可能自于若干年前恐龙的身体。该说法表达的观点是　　（填字母）。

A．分子聚集形成物质，分子在不停地运动

B．在化学变化中原子既不会产生，也不会消失

C．原子内部结构复杂，原子不是构成物质的最小微粒

化学是一门以实验为基础的科学。

（1）仪器a的名称是　　。

（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为　　；选择的装置组合是　　（填序号）。

（3）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为　　；若要控制反应的发生或停止，应选择的发生装置是　　（填序号），利用D装置收集氢气的理由是　　。

（4）某化学兴趣小组设计如下表所示的对比实验来比较MnO₂、CuO对过氧化氢分解的催化效果，所用实验装置如图2所示。

实验序号	过氧化氢溶液	催化剂
实验1	5mL 4%	粉末状MnO20.2g
实验2	5mL 4%	粉末状CuO 0.2g

①实验1中制取氧气的化学方程式为　　。

②实验需要测量并记录的数据有：氧气体积和　　。

③实验时，分别将过氧化氢溶液一次性注入盛有催化剂的小试管中，测量并记录数据，实验过程中发现U型管内右侧液面上升，原因是　　。

④结论：MnO₂对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是　　。

有科学家认为“氢能将成为未来主要的能源”，图1是利用太阳能将水转化为氢能的两条理想途径。

（1）途径一“光电转换”过程中，光能转化为　　能，可较好解决传统制氢过程中效率低、　　等问题。

（2）途径二中反应过程的微观示意图如图2所示。

①请将图2中方框内微粒补充完整　　。

②该反应前后催化剂的化学性质和　　均不发生改变。

③该反应过程中不发生变化的微粒是　　（填化学符号）。

请用化学知识回答下列问题。

（1）铜仁市的锰资源非常丰富，锰及锰的化合物应用广泛，实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，二氧化锰作用是　　。

（2）金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质差异较大，石墨具有　　可制成电极。

（3）钢铁在生活中应用广泛，在潮湿的空气中铁制品容易生锈（铁锈的主要成分是Fe₂O₃），用稀硫酸除铁锈的化学方程式为　　。

（4）金属及金属材料在生产生活中有广泛的应用，请根据相关信息回答问题。

①现有铁、铜、锌三种金属，请选择一种试剂　　（填化学式），通过实验证明它们金属活动性的强弱。

②金属钠非常活泼，在自然界以化合物的形式存在，近年来对钠电池的研究也取得了较大进展。工业上常用电解熔融状态的氯化钠制取单质钠，并产生氯气（Cl₂），请写出该反应的化学方程式　　（该反应与电解水类似）。

根据如图回答问题。

（1）反应原理

①加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾均可产生氧气，其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时，加入二氧化锰在反应中起的作用是　　。三种方法中，写出其中一个反应的化学方程式　　。

②石灰石和稀盐酸反应产生二氧化碳的化学方程式为　　。

（2）制取O₂和CO₂．连接如图的装置完成实验。

制取气体	A	B	C
	反应物	装置（填“甲”或“乙”）	物质	作用	作用
O2	①	②	水	③	接水
CO2	石灰石和稀盐酸	乙	④	干燥CO2	⑤

根据如图回答问题。

（1）反应原理

①加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾均可产生氧气，其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时，加入二氧化锰在反应中起的作用是　　。三种方法中，写出其中一个反应的化学方程式　　。

②石灰石和稀盐酸反应产生二氧化碳的化学方程式为　　。

（2）制取O₂和CO₂．连接如图的装置完成实验。

制取气体	A	B	C
	反应物	装置（填“甲”或“乙”）	物质	作用	作用
O2	①	②	水	③	接水
CO2	石灰石和稀盐酸	乙	④	干燥CO2	⑤

大多数化工生产都有催化剂的参与。

（1）化工生产使用催化剂的目的是　　。

（2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。

①用如图1所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为　　。

②如图1中收集氧气的方法是向　　排空气法。为了检验氧气是否收集满，将　　放在集气瓶口。

③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象　　。

④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从如图2中选择合适的仪器或装置，重组一套制取装置，需要用到的是　　（填标号）。

（3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是　　（填标号）。

A．利用太阳光将水分解生产H₂

B．将空气中的He分解生产H₂

C．常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg

D．使一定质量CH₄完全燃烧放出的热量变多

以CO₂为碳源，与电解水产生的H₂经催化可转化为高附加值的有机物，此方法具有重要的战略意义。中国化学家使用特殊的催化剂实现了CO₂和H₂转化为A或B等有机物，反应原理如图所示：

请回答下列问题：

（1）B的化学式是　　。

（2）根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后，其质量和　　不变。

（3）在催化剂Ⅰ中发生反应的化学方程式是　　。

（4）由CO₂和H₂反应生成A的总反应化学方程式是　　。

（5）如果该反应工业化生产后的重要意义是　　。

如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：

（1）写出图中标号仪器的名称：①　　②　　。

（2）实验室可用过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂，该反应中MnO₂是　　，请写出该反应的化学方程式：　　。若用E装置收集O₂，当　　时，开始收集。

（3）实验室可用Zn粒与稀硫酸制取H₂．应选用的气体发生装置是　　（填字母），该装置优点为　　。若要收集干燥的H₂，应将生成的H₂依次通过F、D装置，F装置中盛放的液体是　　（填名称），选择D装置收集H₂的原因是　　（填H₂的物理性质）。

如图为初中化学常见的仪器装置，请回答下列问题。

（1）写出仪器名称：a为　　，b为　　。

（2）实验室可选用　　（填字母序号）和D装置制取CO₂气体：在添加药品前，首先应进行的操作是　　。

（3）实验室用KMnO₄粉末制取O₂的化学方程式为　　；发生装置中需在试管口放一团棉花，以防止KMnO₄粉末　　。

（4）实验室用过氧化氢溶液及少量MnO₂制取O₂，可选用　　（填字母序号）装置收集O₂；MnO₂起　　作用。

根据下列实验装置图，回答有关问题。

（1）图中标有①的仪器名称是　　。

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，应选用的装置组合是　　（填字母），反应的化学方程式为　　，其中二氧化锰的作用是　　。

（3）实验室用锌和稀硫酸制取氢气的化学方程式为　　，用E装置收集氢气，气体应从　　（填“a”或“b”）端通入。

（4）小强和小明两位同学对黄色的FeCl₃溶液产生了浓厚的兴趣，查阅资料获得如下信息：

①FeCl₃能与Cu、Fe、Al等金属反应生成FeCl₂，如：2FeCl₃+Cu＝2FeCl₂+CuCl₂；

②FeCl₃溶液能使无色的苯酚溶液变成紫色

[提出问题]①FeCl₃溶液与金属铝反应有哪些现象？

②FeCl₃溶液中的哪种粒子使苯酚溶液变成紫色

[实验探究]取适量FeCl₃溶液于试管中，进行如下实验

[思考与交流]

①实验前，铝箔表面需要进行打磨处理，其目的是　　。

②FeCl₃溶液的pH　　7（填“＞”、“＜”或“＝”）

③溶液由黄色变成浅绿色的化学反应方程式为　。

④D中无色溶液的溶质是　　（填化学式）。

⑤经分析，小强同学认为是Fe³⁺使苯酚溶液变成紫色，但小明同学认为若要得出此结论还需补做如下实验：在苯酚溶液中滴加稀盐酸，观察溶液是否变成紫色。小明的理由是　　。

请根据下列各图中提供的信息回答问题：

（1）写出仪器a的名称：　　。

（2）请写出用装置B制取氧气的化学方程式：　　。

（3）比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾固体制取O₂的方法，两者的共同点是　　。

A．发生装置相同

B．都可用MnO₂做催化剂

C．完全反应后剩余的固体成分相同

（4）装置B、C都可用来制取二氧化碳，装置C相对于装置B在操作方面的优势是　　。

（5）用大理石和稀盐酸制取一瓶二氧化碳气体，将这瓶气体按G所示慢慢倒入烧杯中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是　         

空气中的氧气在细菌的作用下将辉铜矿中的硫化亚铜（Cu₂S）转化成硫化铜（CuS），再把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜是“生物炼铜”的重要环节，根据下列物质间的转化关系回答问题：

（1）硫化铜在水中可以产生极少量的S^2﹣，其结构示意图为，则一个硫原子中含有　　的电子；

（2）反应①、②中，细菌均起　　作用；

（3）反应②的基本反应类型是　　；

（4）反应③的化学方程式为　　．

下列图象能正确反映对应变化关系的是

A．	向盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钾溶液
B．	实验室用一氧化碳还原氧化铁
C．	加热氯酸钾和二氧化锰
D．	往氢氧化钙溶液中逐滴加入物质X的溶液，则物质X可能是 　　．