湖北省武汉市三年（2020-2022）中考化学模拟题分题型分层汇编-02催化剂的概念、性质与用途（含解析）考试试卷

湖北省武汉市三年（2020-2022）中考化学模拟题分题型分层汇编-02催化剂的概念、性质与用途
一、单选题
1．（2022·湖北武汉·统考模拟预测）下列说法错误的是
A．适宜的催化剂能改变该反应速率
B．该过程实现了太阳能转化为化学能
C．该设计变废为宝，所得CO和H2可做燃料
D．化学方程式为CO2+2H2OCO+H2+O2
2．（2022·湖北武汉·二模）由宏观到微观的认识过程是化学学科对提升核心素养做出的独特贡献。清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如下（图中的微粒恰好完全反应），下列说法正确的是
A．丁的化学式为H2O，该反应为分解反应
B．分子总数不相等，不符合质量守恒定律
C．反应前后，原子的种类和数目不变
D．在催化剂的作用下，任何化学反应都可以发生
3．（2022·湖北武汉·校考模拟预测）生活中处处有化学。下列说法不正确的是（　　）
A．空气质量级别越高，空气质量越好
B．在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料
C．催化剂在化学反应前后其化学性质没有改变
D．工业炼铁就是利用CO把铁从铁矿石中还原出来
4．（2021·湖北武汉·校考模拟预测）下列说法正确的是
①伴随有能量变化的一定是化学变化
②某同学用量筒取液体，量筒平稳且面向刻度线，初次平视液面，读数为19mL，倾倒出部分液体后，俯视液面，读数是11mL，则实际倾倒出液体的体积大于8mL
③氧气具有氧化性，物质与氧气发生的化学反应属于氧化反应
④木炭在空气中燃烧发白光，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，磷燃烧冒出大量白烟，铁丝在空气中一般不能燃烧在氧气中燃烧火星四射，以上反应都放热，都生成气体
⑤铁丝、硫粉在氧气中燃烧实验中，集气瓶底都应放水或细沙
⑥滴瓶可以用来盛放少量的液体药品，滴瓶上的滴管不要用水清洗
⑦催化剂在化工生产中有重要作用，有的反应没有催化剂就不能进行
A．③④⑤⑥ B．②③⑥⑦ C．①③⑤ D．②③④⑥
5．（2021·湖北武汉·校考模拟预测）某实验小组利用如图所示仪器探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：
Ⅰ．用MnO2、CuO，Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液温合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂，大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用甲图装置进行实验，改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图（见乙图）。下列说法不正确的是（ ）
A．从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁
B．每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同
C．用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开
D．实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热
6．（2020·湖北武汉·校考三模）下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用导管分别对准浸没在热水和冷水中的白磷通氧气 热水中的白磷燃烧，冷水中的白磷不燃烧 燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点
B 向NaOH溶液中通入CO2气体 无明显现象 二者之间不发生反应
C 将两根铁丝分别伸入CuSO4溶液和AgNO3溶液中 两根铁丝上均有固体附着 金属的活动性顺序为Fe＞Ag＞Cu
D 向过氧化氢溶液中加入少量CuO 有大量气泡产生 CuO起催化作用
A．A B．B C．C D．D
7．（2020·湖北武汉·校考一模）下列叙述错误的是
A．氢气被认为是理想的清洁、高能燃料
B．洗涤剂除去餐具上的油污的过程是乳化
C．催化剂能改变化学反应速率，但不能改变生成物的量
D．pH＜6.5 的降雨称为酸雨
二、实验题
8．（2021·湖北武汉·校考模拟预测）某小组对H2O2溶液制氧气进行了如下探究：
(1)实验室用H2O2溶液和MnO2制取O2的符号表达式为___________。
【探究一】探究催化剂对H2O2分解速率的影响（实验中催化剂均为0.4g，H2O2浓度均为10%，以收集10mL气体为准）该小组采用了如图甲所示装置进行实验，具体数据如下表：
催化剂种类 气体产生速率（mL/s）
MnO2 0.03
CuO 0.07
活性炭 0.12
(2)检查A装置气密性的方法是夹住右侧导气管，打开①的两个活塞，向其中加水，若___________，则气密性良好。
(3)C装置应该选择__________，理由是_____________。
(4)分析表格中数据，可以得出相同条件下表中催化剂效果依次为_____________。
(5)为完成此探究，需要测定的数据有_____________。
【探究二】探究H2O2溶液浓度对分解速率的影响（水浴温度控制在21℃，MnO2均为0.5g，H2O2溶液均为5mL，三颈瓶容积为250mL）。
该小组采用了如图乙所示装置进行实验，并依据数字传感器数据绘制如图丙图象：
(6)实验中，恒压漏斗的作用是_____________；
(7)图1说明H2O2溶液浓度越高，反应速率越____________（选填“快”或“慢”）；
(8)以10%H2O2溶液为例，三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是_____________；
(9)图2说明从温度看，H2O2溶液浓度越高，反应越___________（选填“剧烈”或“平稳”）。
9．（2020·湖北武汉·统考模拟预测）氯酸钾有多种用途，常作氧化剂、火箭推进剂等，它易溶于水，在加热时可缓慢释放氧气，但在氧化铜等催化作用下加热会快速放出氧气。小华利用氯酸钾制取氧气来验证氧化铜的催化作用，并探究反应后剩余固体的成分。
【查阅资料】①氯化钾、氧化铜加热不分解；
②硫酸铜易溶于水，溶解度随温度的升高而增大；
③
I.催化剂的制备
(1)步骤1的目的是除去不溶性杂质，步骤1所用到的玻璃仪器有_____。
(2)步骤2的目的是得到CuSO4.5H2O晶体，实验操作是_____、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ．加热氯酸钾制取氧气并探究剩余固体的成分
小华设计了以下两组实验，在相同条件下加热，并记录产生VL氧气所需要的时间，实验发现t1＞t2，说明氧化铜可以加快氯酸钾的分解，相关数据如下表。
实验编号 反应前氯酸钾的质量 加入氧化铜的质量 生成VL 氧气所用的时间 反应后剩余固体的质量
ⅰ 24.5g 0 t1 m
ⅱ 24.5g 2.0g t2 21.7g
(1)实验ⅰ中反应后剩余固体的质量m=_____。
(2)探究实验ⅱ反应后剩余固体的成分和氧化铜的催化作用，部分数据如下表。
实验步骤 现象或结论
①将反应后剩余固体继续加热，直至冷却后连续两次称量固体的质量保持不变。 若有气体生成，则说明含有氯酸钾，该反应的化学方程式为_____。
②将①加热后剩余固体在足量水中充分溶解，过滤、洗涤、干燥、称量 若滤渣的质量为_____，可进一步说明氧化铜对氯酸钾分解有催化作用。
③收集、合并②的滤液和洗涤液，加入过量硝酸银溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量 理论上可得到沉淀的质量为_____。
三、计算题
10．（2022·湖北武汉·三模）硫酸铜溶液对过氧化氢的分解有催化作用。实验室里利用如图实验装置制取氧气，锥形瓶中先加入10%的硫酸铜溶液33.6g，然后将分液漏斗中的溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液68g逐滴滴入，使过氧化氢完全分解。
请计算：
(1)硫酸铜在上述化学反应前后______不变；
(2)求反应后锥形瓶中溶质的质量分数。（结果精确到0.1%）
11．（2021·湖北武汉·统考模拟预测）实验室用68.0g溶质质量分数为5.0%的过氧化氢溶液与2.0gMnO2混合制取氧气，充分反应后，过滤，得到滤液和ag的滤渣。
(1)理论上a的值为__________。
(2)求生成氧气的质量。（结果精确到0.1g）
试卷第6页，共6页
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参考答案：
1．D
【详解】A、适宜的催化剂能改变化学反应速率，可能是加快，也可能是减慢，不符合题意；
B、该过程为二氧化碳和水在催化剂和光照的条件下反应生成一氧化碳、氢气和氧气，将太阳能转化为化学能，不符合题意；
C、该设计将二氧化碳和水转化为一氧化碳、氢气和氧气，氢气和一氧化碳具有可燃性，可作燃料，不符合题意；
D、该反应为二氧化碳和水在催化剂和光照的条件下反应生成一氧化碳、氢气和氧气，该反应的化学方程式为：，符合题意。
故选D。
2．C
【分析】根据题目信息和质量守恒定律可写出反应的方程式为：二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水的化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O，据此分析物质的类别、反应的类型等。
【详解】A、由上述反应可知，丁的化学式为H2O，该反应的反应物是一种单质和一种化合物，生成物是两种化合物，不属于分解反应，故此选项不符合题意；
B、任何化学反应一定符合质量守恒定律，故此选项不符合题意；
C、反应前后，原子的种类不变，故此选项符合题意；
D、催化剂只能改变其他物质的化学反应速率，不能使原来不发生反应的物质反应，有些物质不需要催化剂也能进行，此选项不符合题意。
故选C。
【点睛】此题是对化学反应微观示意图问题的考查，根据分子构成判断反应物与生成物的种类，写出反应的方程式，然后结合相关的知识分析解答即可。
3．A
【详解】A、空气质量级别越高，说明污染物越多，空气质量越差，故A错误；
B、天然气的主要成分是甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料，故B正确；
C、催化剂在化学反应前后其化学性质没有改变，故C正确；
D、CO具有还原性，工业炼铁就是利用CO把铁从铁矿石中还原出来，故D正确。故选A。
4．B
【详解】①伴随有能量变化的一不定是化学变化，例如干冰升华时吸热，发生的是物理变化，该选项说法不正确；
②某同学用量筒取液体，量筒平稳且面向刻度线，初次平视液面，读数为19mL，倾倒出部分液体后，俯视液面导致读数偏大，读数是11mL，则实际倾倒出液体的体积大于8mL，该选项说法正确；
③氧气具有氧化性，物质与氧气发生的化学反应属于氧化反应，该选项说法正确；
④木炭在空气中燃烧发白光，生成二氧化碳气体，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成二氧化硫气体，磷燃烧冒出大量白烟，生成五氧化二磷固体，铁丝在空气中一般不能燃烧在氧气中燃烧火星四射，生成四氧化三铁固体，该选项说法不正确；
⑤铁丝燃烧时，集气瓶底应放水或细沙，以防止铁燃烧形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶，硫粉在氧气中燃烧时，集气瓶底应放水，用来吸收反应生成的二氧化硫，防止污染环境，该选项说法不正确；
⑥滴瓶可以用来盛放少量的液体药品，滴瓶上的滴管不要用水清洗，该选项说法正确；
⑦催化剂在化工生产中有重要作用，有的反应没有催化剂就不能进行，该选项说法正确。
②③⑥⑦正确，故选：B。
【点睛】
5．A
【详解】A、从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铬或氧化铁错误，氧化铬或氧化铁催化效果太慢，错误符合题意，故选项正确；
B、每次实验时，海藻酸钠微球的数量应保持相同正确，因为控制变量法只能控制一个变量，正确但不符合题意，故选项错误；
C、用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落可能是因为橡皮塞被冲开正确，正确但不符合题意，故选项错误；
D、实验中压强增大主要是因为产生了气体，且反应放热正确，正确但不符合题意，故选项错误；
故选A。
6．A
【详解】A、冷水中的白磷与氧气接触，温度没有达到着火点不燃烧，热水中的白磷与氧气接触，温度达到着火点燃烧，说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点，正确，符合题意。
B、NaOH溶液与CO2气体发生反应生成碳酸钠和水，不符合题意。
C、将两根铁丝分别伸入CuSO4溶液和AgNO3溶液中，观察到两根铁丝上均有固体附着，可以说明铁的活动性顺序大于银和铜，但是无法比较银和铜的活动性顺序。不符合题意。
D、缺少对氧化铜质量和化学性质的信息，实验不能说明CuO起催化作用，不符合题意。
故选A。
7．D
【详解】A、因为氢气在氧气中燃烧生成水，放出大量热，无污染，所以氢气被认为是理想的清洁、高能燃料，选项A正确；
B、洗涤剂具有乳化作用，能使餐具上的油污分散成无数细小的液滴随水流走，而易于洗涤，因此洗涤剂除去餐具上的油污的过程是乳化，选项B正确；
C、催化剂能加快或抑制化学反应速率，但不改变生成物的质量，选项C正确；
D、pH＜5.6的降雨称为酸雨，选项D不正确。故选D。
8．(1)
(2)水不滴下（或漏斗下管口有水柱）
(3) C2 反应放热，长导管可以将受放热影响排入量筒中的水回吸至B中减小实验误差
(4)活性炭＞CuO＞MnO2
(5)收集10mL氧气所需的时间
(6)使H2O2溶液自行下滴（使漏斗及三颈瓶成为一个整体）
(7)快
(8)反应结束，温度下降，气体也因冷却而收缩，使得三颈瓶内气压开始缓慢减小
(9)剧烈
【分析】（1）
实验室用H2O2溶液和MnO2制取O2，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的符号表达式为；
（2）
检查A装置气密性的方法是夹住右侧导气管，打开①的两个活塞，向其中加水，如装置不漏气则装置内气压增大，可能出现水不滴下或漏斗下管口有水柱的现象，说明气密性良好；
（3）
反应放热，长导管可以将受放热影响排入量筒中的水回吸至B中减小实验误差，C2中导管伸到底部，所以选择C2；
（4）
实验数据可知反应速率越快催化效果越好，表格中数据气体产生速率关系：活性炭＞CuO＞MnO2，可以得出相同条件下表中催化剂的催化效果依次为：活性炭＞CuO＞MnO2；
（5）
根据题干以收集10mL气体为准可知该实验通过比较收集相同体积的体积所用时间的长短来比较反应速率。要测定的数据是收集10mL氧气所需的时间；
（6）
恒压漏斗可以使漏斗内压力始终与三颈瓶中一致，使漏斗及三颈瓶成为一个整体，使H2O2溶液自行下滴，避免因装置内压强大于大气压强导致液体无法下流。
（7）
从图1中过氧化氢溶液浓度越高，气压上升得越快，即生成气体的速率越快，则H2O2溶液浓度越高，反应速率越快；
（8）
三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是反应结束，温度下降，气体也因冷却而收缩，使得三颈瓶内气压开始缓慢减小；
（9）
根据图2数据可知，说明从温度看，H2O2溶液浓度越高，温度上升越快，即反应越剧烈。
9． 玻璃棒、烧杯和漏斗 蒸发浓缩 19.7g 2g 34.5g
【详解】I、(1)步骤1的目的是除去不溶性杂质，为过滤操作，步骤1所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。
(2)步骤2的目的是得到晶体，实验操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ、(1) 实验ⅰ、实验ⅱ中硫酸钾的质量均为24.5g，实验ⅱ中催化剂氧化铜的质量为2g，均生成了VL氧气，故实验ⅰ中反应后剩余固体的质量m=21.7g-2g=19.7g。
(2) ①t1＞t2，将反应后剩余固体继续加热，直至冷却后连续两次称量固体的质量保持不变，氧化铜应是催化剂，氧化铜做催化剂，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为；
②将①加热后剩余固体在足量水中充分溶解，过滤、洗涤、干燥、称量，若滤渣的质量为2g，可进一步说明氧化铜对氯酸钾分解有催化作用。
③收集、合并②的滤液和洗涤液，加入过量硝酸银溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量，得到氯化银固体，根据氯元素质量守恒，
x=34.5g；
故理论上可得到沉淀的质量为34.5g；
故有：
实验步骤 现象或结论
①将反应后剩余固体继续加热，直至冷却后连续两次称量固体的质量保持不变。 若有气体生成，则说明含有氯酸钾，该反应的化学方程式为。
②将①加热后剩余固体在足量水中充分溶解，过滤、洗涤、干燥、称量 若滤渣的质量为2g，可进一步说明氧化铜对氯酸钾分解有催化作用。
③收集、合并②的滤液和洗涤液，加入过量硝酸银溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量 理论上可得到沉淀的质量为34.5g。
【点睛】掌握催化剂的特点“一变二不变”和催化作用（改变反应速率），了解影响化学反应速率的因素：温度、催化剂、反应物本身的性质，状态等。只有掌握了各种物质的性质，才能够判断物质之间相互转化时的反应物和生成物，从而可以进行各方面的判断。
10．(1)质量和化学性质
(2)解：设产生的氧气的质量为x
x=1.6g
硫酸铜的质量=33.6g×10%=3.36g
硫酸铜的质量分数=100%≈3.4%
答：硫酸铜的质量分数是3.4%
【解析】(1)
在该反应中，硫酸铜是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变；
(2)
见答案。
11．(1)2.0
(2)
解：设生成氧气的质量为x
参加反应的H2O2的质量= 68.0g×5.0% = 3.4g
x=1.6g
答：生成氧气的质量为1.6g。
【分析】（1）
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，化学反应前后，其质量和化学性质不变，过滤后，得到的滤渣是二氧化锰，故a=2.0；
（2）
见答案。
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答案第7页，共7页