催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起著非常重要的作用,某化學(xué)興趣小組對氯酸鉀制取氧氣的催化劑展開探究。請回答下列問題:
探究一:二氧化錳粒徑大小對催化效果的影響。
取兩份等質(zhì)量氯酸鉀,分別加入等質(zhì)量、粒徑大小不同的二氧化錳進(jìn)行加熱,用傳感器測得固體殘留率(反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量與反應(yīng)前固體質(zhì)量之比)如圖1:
(1)二氧化錳作催化劑,加熱氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)符號表達(dá)式為 KClO3MnO2△KCl+O2KClO3MnO2△KCl+O2。
(2)分析圖1,對氯酸鉀分解催化效果更好的是 納米MnO2納米MnO2。催化效果更好的原因可能是 納米二氧化錳粒徑小,與氯酸鉀的接觸面積大,反應(yīng)徹底(或固體殘留率較低)納米二氧化錳粒徑小,與氯酸鉀的接觸面積大,反應(yīng)徹底(或固體殘留率較低)。
探究二:催化劑用量及催化劑種類對催化效果的影響。同學(xué)們用圖2裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
M
n
O
2
△
M
n
O
2
△
編號 | 氯酸鉀質(zhì)量/g | 催化劑 | 催化劑質(zhì)量/g | 收集50mL氧氣所需時(shí)間/s |
實(shí)驗(yàn)1 | 5 | 無 | 無 | 171 |
實(shí)驗(yàn)2 | 5 | 二氧化錳 | 0.25 | 79 |
實(shí)驗(yàn)3 | 5 | 二氧化錳 | 0.5 | 49 |
實(shí)驗(yàn)4 | 5 | 二氧化錳 | 2.5 | 93 |
實(shí)驗(yàn)5 | 5 | 氧化鐵 | 0.5 | 58 |
實(shí)驗(yàn)6 | 5 | 氯化鉀 | 0.5 | 154 |
氧氣不易溶于水
氧氣不易溶于水
,收集氣體前集氣瓶內(nèi)未裝滿水,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果 沒有
沒有
(填“有”或“沒有”)影響。為了較精確測定排出水的體積,C框內(nèi)應(yīng)選用的裝置為 C2
C2
(填“C1”或“C2”)。(4)實(shí)驗(yàn)1的目的是
對照實(shí)驗(yàn)
對照實(shí)驗(yàn)
。(5)表中所列三種催化劑中,催化效果最好的是
二氧化錳
二氧化錳
。(6)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為
1:10
1:10
時(shí),催化效果最好。(7)氯化鉀
有
有
(填“有”或“無”)催化作用。維持加熱條件不變,用實(shí)驗(yàn)1再繼續(xù)收集50mL氧氣,所需時(shí)間明顯少于171s,原因是 生成的氯化鉀起到催化作用,加快氯酸鉀的分解
生成的氯化鉀起到催化作用,加快氯酸鉀的分解
。(8)要比較氯酸鉀分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果,除了測量收集50mL O2所需時(shí)間外,還可以測量相同時(shí)間內(nèi)
收集氧氣的體積
收集氧氣的體積
。【拓展延伸】某同學(xué)誤將少量高錳酸鉀當(dāng)成二氧化錳加入氯酸鉀中進(jìn)行加熱制取氧氣,部分物質(zhì)質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖3所示。氧氣從
t1
t1
(填“t1”、“t2”或“t3”)時(shí)刻開始產(chǎn)生,c代表的物質(zhì)是 氯化鉀
氯化鉀
。【考點(diǎn)】催化劑的特點(diǎn)與催化作用.
【答案】KClO3KCl+O2;納米MnO2;納米二氧化錳粒徑小,與氯酸鉀的接觸面積大,反應(yīng)徹底(或固體殘留率較低);氧氣不易溶于水;沒有;C2;對照實(shí)驗(yàn);二氧化錳;1:10;有;生成的氯化鉀起到催化作用,加快氯酸鉀的分解;收集氧氣的體積;t1;氯化鉀
M
n
O
2
△
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:35引用:1難度:0.4
相似題
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1.小紅欲通過實(shí)驗(yàn)證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”這一命題。她設(shè)計(jì)并完成了下表所示的探究實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)一:取5%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(fù)燃;
實(shí)驗(yàn)二:向盛水的試管中加入二氧化錳,伸入帶火星木條,無氣泡產(chǎn)生;
實(shí)驗(yàn)三:
結(jié)論:二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑。
(1)請你幫小紅同學(xué)填寫實(shí)驗(yàn)三的操作
(2)實(shí)驗(yàn)二的目的是
(3)小張同學(xué)認(rèn)為僅有上述實(shí)驗(yàn)還不能完全得出結(jié)論,理由是
(4)小偉通過查資料發(fā)現(xiàn)過氧化氫分解除了用二氧化錳外,還有氧化銅(CuO)等物質(zhì)做催化劑。
【提出問題】氧化銅是否比二氧化錳的催化效果更好?影響氯酸鉀分解速率的因素有哪些呢?
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】以生成等體積的氧氣為標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了下列機(jī)組實(shí)驗(yàn)(其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略)。
①若t1實(shí)驗(yàn)序號 KClO3的質(zhì)量 其他物質(zhì)的質(zhì)量 溫度 氧氣的體積 反應(yīng)所需時(shí)間 一 2.0g / 3300C 100mL t1 二 2.0g CuO 0.5g 3300C 100mL t2 三 2.0g MnO2 0.5g 3300C 100mL t3 四 2.0g MnO2 3800C 100mL t4
②比較氧化銅和二氧化錳催化效果的實(shí)驗(yàn)組是
③寫出實(shí)驗(yàn)二中涉及反應(yīng)的符號表達(dá)式
④將實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四對比,可得出化學(xué)反應(yīng)快慢與溫度的關(guān)系,那么實(shí)驗(yàn)四中控制MnO2的質(zhì)量應(yīng)為發(fā)布:2024/12/18 8:0:1組卷:4引用:1難度:0.5 -
2.某實(shí)驗(yàn)小組欲證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解,并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)時(shí)均以生成25mL氣體為準(zhǔn),其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。相關(guān)數(shù)據(jù)見下表:
實(shí)驗(yàn)序號 KclO3質(zhì)量 其它物質(zhì)質(zhì)量 待測數(shù)據(jù) ④ 1.2g 無其他物質(zhì) ⑤ 1.2g 0.5gCuO ⑥ 1.2g 0.5gMnO2
(2)為探究CuO在實(shí)驗(yàn)⑤中是否起催化作用,需補(bǔ)做以下實(shí)驗(yàn)(無需寫出具體操作):
A.
B.檢驗(yàn)CuO的化學(xué)性質(zhì)是否改變。
C、查閱資料后了解,MnO2對KClO3的催化過程由以下三個(gè)反應(yīng)組成,請將第二個(gè)反應(yīng)補(bǔ)充完整。(橫線上可填一種或多種生成物,要配平 )
a、KClO3+2MnO2=2KMnO4+Cl2+O2↑
b、KMnO4→K2MnO4+
c、K2MnO4+Cl2=2kCl+MnO2+O2↑
(3)若將1.2g KClO3和0.5gCuO的混合固體加熱至質(zhì)量再也不減少,請粗略地畫出CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的圖象(圖C)發(fā)布:2024/12/18 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.3 -
3.課外興趣小組的同學(xué)欲證明Fe2O3能加快氯酸鉀的分解,他們按如表中的質(zhì)量混合好固體后,在相同條件下加熱,并與MnO2的催化效果做比較,實(shí)驗(yàn)時(shí)間均以生成50mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略.
請回答下列問題:
(1)表格中的“待測數(shù)據(jù)”是指
編號 KclO3質(zhì)量(g) 其他物質(zhì)質(zhì)量(g) 待測數(shù)據(jù) 1 2.0 / 2 2.0 Fe2O30.5 3 2.0 MnO2 0.5
(3)若50mL量筒中液面的位置如如⑤所示,A與B刻度間相差1mL,刻度A為20,則此時(shí)氣體的讀數(shù)為
(4)課外興趣小組的同學(xué)想進(jìn)一步探究Fe2O3在該反應(yīng)中是否起到催化作用,請你幫他們完成下列實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì):
實(shí)驗(yàn)步驟 設(shè)計(jì)這一步驟的目的 向2.0gKClO3中加入0.5g Fe2O3,加熱使KClO3完全反應(yīng),與未加Fe2O3時(shí)產(chǎn)生O2的速率比較 從反應(yīng)剩余物中分離出氧化鐵,稱量其質(zhì)量 再次將氧化鐵與氯酸鉀混合加熱,觀察 發(fā)布:2024/12/18 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.5
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