Question

11．人教版新化學教材關于“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的催化作用“以及”尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣．
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
Ⅰ．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵（　Fe2O3）粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象．	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現(xiàn)象．
Ⅱ．待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次實驗，觀察現(xiàn)象．	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃．
Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為a克．	/
Ⅳ．在裝有a克氧化鐵粉末的C試管、裝有a克二氧化錳粉末的D中分別放入5mL5%過氧化氫溶液，觀察現(xiàn)象．	/

實驗Ⅰ的A試管中若伸入燃燒的硫，則產生明亮的藍紫色火焰，實驗Ⅲ中“將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾”時使用的玻璃棒，其作用是引流．
【實驗結論】實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵（Fe₂O₃）的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑．
寫出氧化鐵（Fe₂O₃）催化過氧化氫分解的化學符號表達式2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【實驗評價】設計實驗Ⅳ的目的是探究氧化鐵的催化效果是否比二氧化錳的更好．
若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實驗拓展】
查閱資料得知：CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關催化劑的說法中正確的是B（填序號）．
A．MnO₂只能作為過氧化氫溶液分解的催化劑
B．同一個化學反應可以有多種催化劑
C．催化劑只能加快化學反應的速率
D．用作催化劑的物質不可能是其它反應的反應物或生成物．
若答對下列問題將獎勵4分，但化學試卷總分不超過60分．為探究“二氧化錳的質量對過氧化氫分解反應速率的影響”，小組同學在老師的指導下又進行了如下實驗：
Ⅰ．按圖甲組裝實驗儀器并進行氣密性檢測
Ⅱ．取10毫升溶質質量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液和0.03克二氧化錳裝入容器，塞緊橡皮塞，接上壓強測量儀（如圖乙）
Ⅲ．傾斜裝置，使過氧化氫溶液和二氧化錳充分混合，用壓強測量儀測量容器內的氣壓
Ⅳ．分別用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化錳重復上述實驗，整理相關數(shù)據(jù)如圖丙．
①寫出步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)：用手捂住錐形瓶，導管口出現(xiàn)氣泡，說明裝置不漏氣．
②實驗中，小組同學用容器內壓強的大小來反映產生氧氣的多少．
③該探究過程得出的結論是二氧化錳的質量對反應速率的影響．

Answer 1

分析 【實驗結論】（1）根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃進行解答；
（2）根據(jù)實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（3）根據(jù)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗評價】根據(jù)若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
【實驗拓展】根據(jù)催化劑的含義進行解答．
凡是有氣體參加或產生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果；
容器內壓強越大，說明產生的氧氣越多；
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以判斷相關方面的問題．

解答 解：【實驗結論】（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，所以有實驗現(xiàn)象A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產生的氣體是氧氣；硫在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的藍紫色火焰，過濾過程中玻璃棒的作用是引流；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；故填：質量；化學性質；
（3）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實驗拓展】A．MnO₂不只能作為氧化氫溶液分解的催化劑，還可以作其他反應的催化劑，故A錯誤；
B．根據(jù)題目的信息可知同一個化學反應可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑不只是加快化學反應的速率，還能減慢化學反應的速率，故C錯誤；
D．用作催化劑的物質可能是其它反應的反應物或生成物，例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物，故D錯誤；
①步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)是：用手捂住錐形瓶，導管口出現(xiàn)氣泡，說明裝置不漏氣．
②實驗中，容器內氣體的壓強越大，說明產生的氧氣越多，壓強越小，說明產生的氧氣越少，因此小明是用容器內壓強的大小來反映產生氧氣的多少．
③由圖中數(shù)據(jù)可知，二氧化錳的質量大小能夠影響反應的速率，但是不影響產生氧氣的質量，因此本實驗除了研究“二氧化錳質量對過氧化氫分解產生氧氣質量的影響外”還可以研究的問題是二氧化錳的質量對反應速率的影響．
故答案為：【實驗結論】（1）藍紫；引流；（2）質量；化學性質；（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；【實驗評價】二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；【實驗拓展】B．①用手捂住錐形瓶，導管口出現(xiàn)氣泡，說明裝置不漏氣．
②容器內壓強的大�。�
③二氧化錳的質量對反應速率的影響．

點評 此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．