初中化学催化剂的特点与催化作用实验题

化学来源于生活，同学们对生活中的一些现象产生兴趣，在老师指导下开展了系列探究实验活动：

活动一：红砖粉末能做催化剂吗？

实验步骤		实验现象	实验结论和解释
小明	A试管装有5mL的5%过氧化氢溶液 B试管装有5mL的5%过氧化氢溶液，再加入a克的红砖粉末。	A中无明显现象，B中产生大量能使带火星的木条复燃的气体。	（1）产生的气体是 　 　。 （2）红砖粉末能改变过氧化氢的分解速率。
小红	待反应停止时，向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液。	（1）又产生大量能使带火星的木条复燃的气体。	红砖粉末的 　   　在反应前后没有发生变化。

【实验反思】小明和小红通过上述实验，一致认为红砖粉末可以做分解过氧化氢溶液的催化剂，但小强认为小明和小红说法不严谨，理由是 　                      　。

活动二：水壶内部的白色固体是什么？

【查阅资料】水在加热或长久放置时，溶于水中的可溶性钙和镁的化合物会生成沉淀（水垢）。

【假设与猜想】

猜想Ⅰ：CaCO₃

猜想Ⅱ：Mg（OH）₂

猜想Ⅲ：　                    　（填化学式）

【实验与探究】取少量白色固体样品（不考虑杂质和微溶物对实验的影响）于试管中，向其中加入足量稀盐酸，现象：白色固体溶解，有气泡产生，根据以上现象，小华认为：猜想Ⅰ正确。小雪却认为小华的结论不严谨，经过两人反复讨论，进一步设计了如表实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取上述实验中的上层清液于试管中，滴加足量NaOH溶液		猜想Ⅰ成立
	有白色沉淀产生	猜想Ⅲ成立

验证猜想Ⅲ成立时产生白色沉淀的反应化学方程式是 　                      　。

活动三：验证NaOH变质有方法？

【方法归纳】同学们通过实验探究，认为验证氢氧化钠变质可以从验证反应后的生成物入手，例如：加足量稀盐酸等出现气泡，加氯化钙溶液等出现白色沉淀等来判别；也可以通过反应过程中温度、压强等变化来判别。

【学科渗透】按如图所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面 　            　。

据此，小明同学得出“CO₂与NaOH发生了化学反应”的结论。小红认为小明结论证据不充足，理由是 　                    　。

【再次实验】同学们用压强传感器研究水或等量NaOH溶液分别吸收CO₂的效果，实验装置及测定结果如甲图和乙图所示。图乙中 　   　（填“Ⅰ”“Ⅱ”）表示等量NaOH溶液吸收CO₂的曲线。

实验探究一：课本第二单元课后作业中有"寻找新的催化剂"的探究内容，实验中学探究小组据此设计了如下探究方案．

【提出问题】红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，效果如何？

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论及解释
Ⅰ．	A中无明显现象，B中产生大量能使带火星木条复燃的气体	①产生的气体是 　     ②红砖粉末能改变过氧化氢分解速率
Ⅱ．向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣	①又产生大量能使带火星木条复燃的气体 ②滤渣质量等于ag	红砖粉末的 　     在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂
Ⅲ．	两试管中均产生气泡且	红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好

【拓展应用】

已知CuSO ₄也可作为过氧化氢分解的催化剂．向101.2g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2g CuSO ₄粉末，充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液，则生成氧气 　    g．

实验探究二：实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质．淅河中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体，对其是否变质进行探究．

【提出猜想】1．未变质   2．部分变质   3．完全变质

【查阅资料】KOH与NaOH性质类似，也能与CO ₂反应而变质．写出KOH变质的化学方程式为 　               ．

【设计实验】

（l）取少量样品于试管中配成溶液，滴加足量稀盐酸有气泡产生，则猜想 　    不成立．

（2）准确称取一定质量的固体样品，放在如图所示装置中进行实验，根据CO ₂的体积和密度计算变质产物的质量，从而确定变质情况，你认为这个方案是否可行，并说明理由 　                                                       ．

（3）请你另外设计一个方案，进一步探究变质情况

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想2成立

请根据下列实验装置回答问题．

（1）写出仪器①和②的名称：①是 　　，②是 　　．

（2）实验室常用B装置制取二氧化碳，发生反应的化学方程式为 　　，用该发生装置可以制取氧气，反应的化学方程式为 　　，收集氧气的装置为 　　（填字母序号）

（3）加热二氧化锰和氯酸钾的固体混合物生成氯化钾和氧气，应选用的发生装置为 　　（填字母序号），二氧化锰是该反应的催化剂，则二氧化锰的 　　和化学性质在反应前后没有发生变化，实验结束后，欲从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰，需要进行溶解、 　　洗涤、干燥等操作．

（4）向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水，立即塞紧穿有两端开口细玻璃管的橡皮塞，用注射器向玻璃管中注水至P处，装置如图2所示．

①手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后，看到玻璃管中的液面将 　　（选填"上升"、"下降"或"不变"）．

②下列有关该实验的说法正确的是 　　．

a．可说明有少量氧气溶于水中

b．应保证装置有良好的气密性

c．用迅速冷却的沸水是因为其中几乎不含氧气．

二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。

①取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。

②用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H ₂O ₂溶液注入容器中，采集数据。直至反应结束。

③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。

（1）步骤②将注射器B中的2mL H ₂O ₂溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2毫升气体，其目的是 　　。

（2）小明分析相关数据，得出"过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"这一结论，其依据是 　　。

（3）查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由： 　　。

实验室使用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气并回收二氧化锰，可供选择的实验仪器和用品如图。

（1）制取氧气的化学方程式是　　。

（2）制取氧气时，用a仪器加入过氧化氢溶液的优点是　　（填序号）

A．便于控制反应快慢 B．定量添加药品更方便 C．生成氧气质量更大

（3）回收二氧化锰，需要进行过滤操作，除如图仪器以外，过滤还需要的仪器名称　　。

（4）过滤时，　　（填序号）的末端要轻轻的斜靠在三层滤纸的一边。过滤结束后，小心取下滤纸，将纸上的固体　　（操作名称），转移装瓶，贴上标签。生活中可以替代滤纸的物品是　　（填一种）

（5）回收的二氧化锰，还可以在上述反应中反复使用。其原因是　　。

请根据图中所示实验装置回答问题．

（1）仪器a的名称为 　　，b的名称为 　　．在二氧化碳、氢气两种气体中，能用C装置收集的是 　　，能用D装置收集的是 　　；

（2）实验室用B装置制备氧气的原理可用化学方程式表示为 　　．

（3）用氯酸钾和二氧化锰制备氧气时，二氧化锰在反应中的作用是 　　．利用下列流程分离并回收充分反应后的剩余固体，请回答下列问题．

①操作m的名称是 　　．操作m和操作n中都用到的玻璃仪器是 　　，操作m中该仪器的作用是 　　．

②在分离并回收到剩余固体的过程中需要控制水的用量，原因有 　　（填标号）．

A．握高实验效率 B．保证剩余固体全部溶解 C．节约能源

③若测得回收到的氯化钾固体质量比理论值大，原因可能是 　　（答一点）．

某兴趣小组提供了一些气体制备和收集的实验装置，如图所示：按要求回答下列问题：

（1）a仪器的名称是 　　。

（2）若要用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料制取氧气，应选用的发生装置为 　　（填字母编号），若要收集到干燥的氧气则收集装置为 　　（填字母编号）。

（3）用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，其中二氧化锰是催化剂，反应的化学方程式为 　　，为了证明二氧化锰的催化作用，进行了如下实验。

①加热ag氯酸钾

②加热ag氯酸钾和bg二氧化锰混合物，充分反应后，将剩余固体进行溶解、 　　、洗涤…称量。

为了直观对比实验①、②产生氧气的快慢，应用装置 　　（填字母编号）收集氧气。

若①氯酸钾的分解速率比②明显减慢，且②中后称得固体质量为 　　g，则证明二氧化锰作催化剂。

如图为实验室制取某些气体的装置示意图，据此回答有关问题：

（1）写出图中序号①的仪器名称　　

（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为　　；其中二氧化锰的作用是　　；若选用E装置收集氧气，气体应从　　端（填a或b）进入．

（3）检查A装置气密性的方法为　　．

（4）通常状况下，甲烷是一种无色无味气体、难溶于水、密度比空气小．实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合加热制得，制取并收集甲烷可选用的装置是　　（填字母）

资料显示，将新制的溶质质量分数为5%的H ₂O ₂溶液，加热到80℃时，才有较多氧气产生，而相同质量5%的H ₂O ₂溶液加入催化剂，常温下就会立即产生氧气，反应速度快，所需时间短。

（1）小晨按图甲装置进行实验，当试管中有大量气泡出现时，伸入带火星的木条，木条并未复燃，为此，他利用图乙装置收集气体，再用带火星的木条检验，木条复燃，那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是 　　。

（2）小柯利用催化剂使H ₂O ₂溶液分解制取氧气，图丙是他设计的气体发生装置，请你指出一处错误 　　。

（3）采用相同质量5%的H ₂O ₂溶液，图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线，请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。 　 　（假定两种方法H ₂O ₂均完全分解：曲线画在答题纸上）。

实验室要制取氧气和二氧化碳，现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸和稀硫酸，以及下列仪器，回答下列问题。

（1）仪器①的名称是 　      

（2）利用上述仪器和药品制取氧气时，发生装置应选择的仪器是有 　       （填仪器序号），选择的药品中，二氧化锰的作用是 　        。

（3）制取二氧化碳时，反应的化学方程式是 　                ，除上述仪器外，另选仪器在如图2内画出排空气收集二氧化碳的装置。

（4）实验室一般不用块状石灰石与稀硫酸反应制取二氧化碳，但能用石灰石粉末与稀硫酸来制取，能制取的理由是 　                      。

分析如图，回答问题。

（1）实验室用二氧化锰和氯酸钾制取氧气时，发生装置可以选用图1中装置　　（填字母序号），二氧化锰作该反应的　　。

（2）用图2的装置进行铁丝在O₂中燃烧的实验，容易导致集气瓶炸裂，为了避免这种情况，应采取的措施是　　。

（3）如图3所示，红磷用酒精灯加热后才能燃烧，由此可知可燃物燃烧的条件之一是　　；红磷燃烧后冷却至室温，活塞a停在刻度　　（填数字）处。

如图是实验室制取气体的装置图，请回答下列问题：

（1）仪器a的名称是　　。

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气，可选择的发生装置为　　（填序号），二氧化锰在反应中起　　作用，反应的化学方程式为　　。

（3）用　　来检验氧气，用排水法收集氧气完毕后，先撤酒精灯的后果是　　。

O₂、H₂、CO₂是中学化学中常见的气体，请根据下列装置图回答问题：

（1）实验室制取CO₂的发生装置应选用　　（用字母A～F填空）装置，其中的玻璃仪器（连接装置除外）的名称是　　；

（2）实验室用B装置制取O₂时，加入的固体起　　作用；该反应的化学方程式为　　。

（3）实验室用C装置干燥H₂时加入的试剂是　　（填名称），收集H₂选用的装置是　　，其原因是　　。

请结合图回答问题

（1）写出图1中有标号仪器的名称：a 　　，b 　　．

（2）用高锰酸钾制取一瓶氧气，可选用装置A和 　　（选填序号）组合．装入药品前要先 　　，该反应的化学方程式 　　．

（3）用双氧水和二氧化锰制氧气，二氧化锰的作用是 　　，可选用的发生装置是 　　（选填序号）．

（4）用如图2装置制取CO ₂并验证相关性质．

①生成CO ₂反应的化学方程式 　　．

②F装置的作用是 　　．

③H装置中的现象可说明CO ₂具有的性质是 　　（答一点即可）．

利用下列装置进行相关气体制取的实验，请分析填空。

（1）写出图中标号仪器的名称：a　　；b　　。

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，写出这个反应的化学方程式　　，二氧化锰是这个反应的催化剂，反应前后　　不变。若要收集一瓶纯净的氧气，应选用的收集装置是　　，若收集的氧气不纯，写出一种可能的原因　　。

（3）实验室制取二氧化碳，选用　　装置，写出检验二氧化碳的化学反应方程式　　。