有關催化劑的題.doc

某校化學興趣小組的同學，探究二氧化錳作氯酸鉀受熱分解的催化劑時，設計了以下實驗報告，請將該實驗報告補充完整?！緦嶒災康摹?探究二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑?！緦嶒炗闷贰克幤罚?二氧化錳、氯酸鉀儀器： 木條、火柴、試管夾、藥匙，還需補充的儀器是 （1） 、 （2） ?！緦嶒瀮?nèi)容】實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論或總結1將氯酸鉀加熱至融化，用帶火星的木條檢驗氧氣。加熱較長時間，木條復燃。氯酸鉀受熱分解產(chǎn)生氧氣?？偨Y：二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑2加熱二氧化錳，用帶火星的木條檢驗氧氣。木條不復燃二氧化錳受熱不產(chǎn)生氧氣。3將MnO2與KClO3的混合物加熱，用帶火星的木條檢驗氧氣。木條迅速復燃。二氧化錳能 （3） 氯酸鉀的分解速度。反應的化學方程式為：（4） ?！緦嶒炈伎肌?上述探究實驗還不能完全得出表內(nèi)“總結”，還需補充設計實驗，驗證從反應后的剩余物中分離出的固體物質性質不變，并證明MnO2在KClO3分解前后 （5） 不變； 探究實驗中，只做實驗3可行嗎，說明理由 （6） 。研究性學習小組選擇“H2O2生成O2的快慢與什么因素有關”的課題進行探究,以下是他們探究的主要過程:【假設】 H2O2生成O2的快慢與催化劑種類有關【實驗方案】常溫下，在兩瓶相同體積的H2O2溶液中分別加入相同質量MnO2和紅磚粉,測量各生成一瓶(相同體積)O2所需要的時間?！具M行實驗】右下圖是他們進行實驗的裝置圖,氣體發(fā)生裝置中A儀器名稱是_，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是:_?！緦嶒炗涗洝繉嶒灳幪?2反應物6% H2O26% H2O2催化劑1g 紅磚粉1g MnO2時間152 s35 s【結論】該探究過程得出的結論是_?！痉此肌縃2O2在常溫下分解緩慢,加入MnO2或 紅磚粉后反應明顯加快,若要證明MnO2和 紅磚粉是該反應的催化劑,還需要增加實驗來驗證它們在化學反應前后的_和_是否改變。H2O2生成O2的快慢還與哪些因素有關?請你幫助他們繼續(xù)探究。(只要求提出假設和實驗方案)【假設】_?！緦嶒灧桨浮縚。你若還能提出新的合理的假設和實驗方案,本題獎勵4分(化學試卷總分不超過60分)【假設】_。【實驗方案】_。解析：由于O2不易溶于水且密度比空氣大，可用排水法或向上排空氣法收集，但排水法便于觀察氣體的生成速率，更適宜采用此法；從表中數(shù)據(jù)分析，加入MnO2的反應時間短，說明H2O2分解快慢與催化劑的種類有關；紅磚粉和MnO2是否是H2O2分解的催化劑，還要看反應前后它們的質量和化學性質是否改變。H2O2分解速率還可能與溫度、H2O2的濃度等有關。答案：錐形瓶 排水集氣法 相同條件下,H2O2生成O2的快慢與催化劑種類有關(其他合理答案都給分）質量 化學性質 【假設】 H2O2生成O2的快慢與H2O2溶液的濃度有關 【實驗方案】 取兩份體積相等的5%和10%的H2O2溶液,各加入相同質量的同種催化劑,測量各收集一瓶氣體所需的時間。 (本題屬于探究性試題,答案是開放的,只要假設和實驗方案合理均給分如本題的假設因素還可以是溫度、催化劑質量、催化劑狀態(tài)等,本題獎勵4分,化學試卷總分不超過60分。)點評：此題是一道實驗探究題，是2007年安徽中考試題，此題既考查了常見化學儀器的識別，催化劑性質，又考查了實驗方案的設計。例題1 催化劑在生產(chǎn)，生活和科研中有重要作用。實驗室用過氧化氫制氧氣，常用二氧化錳作催化劑。提出問題其他物質能作過氧化氫分解的催化劑嗎？猜想甲同學認為氧化銅或氧化鐵可以代替二氧化錳，因為按物質的簡單分類，二氧化錳、氧化銅、氧化鐵都屬于設計實驗甲同學按下面步驟進行實驗1、在試管中加入5ml5%過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管；2、用精密的天平準確稱量0.5g氧化鐵紅色粉末，并將其加入另一試管中；3、在步驟2的試管中加入5ml5%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管；4、待步驟3的試管中沒有氣泡放出后進行“某一操作”，將固體洗滌，干燥，稱量，得紅色固體的質量仍為0.5g；現(xiàn)象甲同學觀察到步驟1中的現(xiàn)象為 ，步驟3中帶火星的木條復燃。反思步驟4中進行的“某一操作”是 。 乙同學認為在步驟4后需增加一個實驗，請你寫出該實驗的操作方法和現(xiàn)象 結論通過以上實驗步驟得出的結論是 請你舉一生活中應用催化劑的事例 簡評：題目的背景是選取科學探究全過程的一個課題。考察采用了科學探究的學習方法，不僅能夠考查學生已具備的學習能力和思維能力，而且能夠測試學生具有的潛在學習能力和科學探究能力。有利于引導學生實施中學課程改革，開展實驗探究，在探究性實驗過程中發(fā)展研究化學問題意識，體現(xiàn)科學發(fā)展和知識形成的過程，感悟科學的思想方法。解析：本題取材于實驗室制氧氣的原理和催化劑選擇的探究，運用對比，定量探究。答案為：金屬氧化物；木條未復燃；過濾；將步驟4中所得的紅色固體重新放入另一試管中再向試管中加入5ml5%的過氧化氫溶液，把帶火星木條伸入試管，木條仍會復燃；氧化鐵可作過氧化氫的催化劑；如淀粉酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖。例題2 在氯酸鉀中加入少量的高錳酸鉀，混合均勻后加熱，氯酸鉀能迅速反應產(chǎn)生氧氣？問：高錳酸鉀是氯酸鉀的催化劑嗎？解析：本題對催化劑內(nèi)涵的考查，易混淆“加快反應速率”和“催化劑”內(nèi)涵，稍加熱高錳酸鉀就能分解生成二氧化錳，而二氧化錳再作氯酸鉀的催化劑，但高錳酸鉀本身不是催化劑。例題3 下列有關催化劑的敘述中正確的是（ ）A、催化劑能改變某些化學變化反應速率B、化劑在反應前后的性質和質量均不改變C、化劑只能加快反應速率D、在任何反應中二氧化錳都能作催化劑分析：本題重點考查對催化劑概念中的“一變，二不變”重點字的理解：催化劑在反應中，能改變某些物質反應速率，包括使反應速率加快，也包括使某些反應速率減慢，因此選項A是正確的，選項C是錯誤的，催化劑在反應前后本身質量和化學性質保持不變，不是指所有的性質不變。所以 選項 B 也是錯誤的。催化劑有選擇性，不可能對所有的反應都有催化作用，二氧化錳對氯化鉀的分解有催化作用，但不是對任何反應都有催化作用，所以，D的說法也是不正確的,答案為（A）。小明同學在一本化學資料中發(fā)現(xiàn)KClO3晶體在MnO2的催化下，能分解生成O2和氯化鉀，于是提出疑問，CuO能催化KClO3的受熱分解反應嗎？于是設計了以下實驗：實驗方案任取2份氯酸鉀，分別放于兩支試管中，僅向其中一支試管中加入mgCuO；將上述盛有KClO3的兩支試管，在相同條件下同時加熱，并使產(chǎn)生的氣體通入水中，觀察產(chǎn)生氣泡的速率 , 比較產(chǎn)生氣體的速率；充分反應后冷卻，將放入CuO的試管內(nèi)固體殘余物加水溶解，濾出不溶物，洗滌并干燥；觀察濾出固體物質的顏色狀態(tài)為黑色固體。將濾出固體與碳粉混合后，在密閉容器中加熱，將所產(chǎn)生的氣體通過澄清石灰水，觀察現(xiàn)象黑色固體變?yōu)榧t色，石灰水變渾濁 。交流討論（1）步驟：的目的是通過對比實驗，探究CuO能否使反應速率加快。（2）在第三步過濾操作中用到的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒。（3）步驟的目的是證明氧化銅的化學性質在反應前后沒有改變。（4）小紅認為小明實驗中有缺陷，請你幫小紅改進實驗中的不足之處：中未取等量的氯酸鉀固體；中未將固體進行稱量。(若無，則不需回答)（5）在第步中，你還可以幫小明設計一種更簡單的方案嗎？試寫出你的方案：取樣，加入足量的稀鹽酸，充分溶解，固體消失，溶液變藍色。1、(2008樂山市)小明同學欲通過實驗證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”這一命題。他設計并完成了下表所示的探究實驗：實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論或總結各步驟結論總結實驗一將氯酸鉀加熱至融化，伸入帶火星的木條，木條復燃氯酸鉀受熱要分解產(chǎn)生氧氣，但是 。反應的化學方程式為：。二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑實驗二加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，木條不復燃二氧化錳受熱不產(chǎn)生氧氣。實驗三木條迅速復 燃二氧化錳能加快氯酸鉀的分解(1)請你幫小明同學填寫上表中未填完的空格；(2)在小明的探究實驗中，實驗一和實驗二起的作用是 ；(3)小英同學認為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)“總結”，她補充設計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明。第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是： ；第二方面的實驗是要 。2、（2009煙臺-28）小麗同學欲通過實驗證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”這一命題她設計并完成了下表所示的探究實驗：實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論或總結結論總結實驗一取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條有氣泡產(chǎn)生，木條不復燃過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是 。反應的化學方程式為：。二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑實驗二向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條沒有明顯現(xiàn)象實驗三二氧化錳能加快過氧化氫