Question

5．學校化學興趣小組知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后，再想探究其他一些物質(zhì)如氧化鋁是否也可作過氧化氫分解的催化劑．請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
（1）【問題】Al₂O₃能不能作過氧化氫分解的催化劑呢
（2）【猜想】Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
（3）【實驗驗證】

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗一	取過氧化氫溶液 ，然后將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃	Al2O3 能加快過氧化氫的分解速率

（4）【結論】Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（5）【討論與反思】經(jīng)過討論，有的同學認為只有上述兩個證據(jù)，不能證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗．
實驗三：【實驗目的】探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變
【實驗步驟】①準確稱量Al₂O₃（少量）的質(zhì)量；②完成實驗二；③待反應結束，將實驗二試管里的物質(zhì)進行過濾，洗滌，烘干，稱量；④對比反應前后Al₂O₃的質(zhì)量．
【討論】如果Al₂O₃在反應前后質(zhì)量不變，則說明Al₂O₃可以作過氧化氫分解的催化劑．
（6）但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足夠，還需要再增加一個探究實驗：探究Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．

Answer 1

分析 在化學反應里能改變其他物質(zhì)的化學反應速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑．要探究一種物質(zhì)能否作為化學反應的催化劑，一般要注意從三個方面入手進行：一是探究加入該物質(zhì)能否改變化學反應速率；二是探究反應前后該物質(zhì)的質(zhì)量是否改變；三是探究化學反應前后該物質(zhì)的化學性質(zhì)是否改變．

解答 解：通過實驗一探究Al₂O₃對過氧化氫分解速率的影響．實驗1的步驟是：取過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中，帶火星的木條不復燃，可見常溫下過氧化氫分解速率很慢．
實驗二在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al₂O₃，帶火星的木條復燃，可見，Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率．但不能說Al₂O₃就是過氧化氫的催化劑
（4）【結論】Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
實驗三：通過實驗前后兩次稱量，可知實驗三是探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變．將實驗二反應后的物質(zhì)進行過濾可得到Al₂O₃，必須經(jīng)過洗滌、烘干后才稱量，減少實驗數(shù)據(jù)的誤差．
最后，還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學反應速率，其質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．
故答案為：【實驗驗證】（3）取過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中；Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率；
（4）2H₂O₂$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
實驗三：
（5）Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變； 烘干；
（6）Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．

點評 此題探究Al₂O₃是不是過氧化氫分解反應的催化劑．中考有關催化劑的考查主要集中在催化劑的作用和探究某物質(zhì)是不是過氧化氫或氯酸鉀分解反應的催化劑．催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質(zhì)量和化學性質(zhì)在化學反應前后保持不變．要探究一種物質(zhì)能否作為化學反應的催化劑，必須同時具備上述特點．