Question

4．人教版新化學(xué)教材關(guān)于“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn)，引起了化學(xué)探究小組的興趣．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)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(shí)，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(fù)多次實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象．	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃．
Ⅲ．將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag．
Ⅳ．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末．向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵（Fe₂O₃）的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑．
（2）寫出氧化鐵（Fe₂O₃）催化過氧化氫分解的文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是探究氧化鐵是否比二氧化錳的催化效果更好．
（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳的催化效果比氧化鐵好，二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（1）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(guān)催化劑的說法中正確的是B．
A．MnO₂只能作為過氧化氫溶液分解的催化劑
B．同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C．催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D．用作催化劑的物質(zhì)不可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物．
（2）同種催化劑，還有哪些因素可能影響催化效果，請(qǐng)你再探究（探究一種因素即可）

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）根據(jù)二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)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(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答．（2）根據(jù)科學(xué)探究的環(huán)節(jié)探究催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同，催化效果是否不同．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)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(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（2）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)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：二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)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(yīng)的催化劑，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題目的信息可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑不只是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，還能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率，故C錯(cuò)誤；
D．用作催化劑的物質(zhì)可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)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(cuò)誤；
故選：B．
（2）催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同，催化效果不同．所以：
【提出假設(shè)】催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同，催化效果不同；
【設(shè)計(jì)方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與氯酸鉀以不同質(zhì)量比充分混合；②分別加熱，測(cè)定分解溫度；【得出結(jié)論】如果分解溫度不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立
故答案為：（1）化學(xué)性質(zhì)；質(zhì)量；
（2）過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）探究氧化鐵是否比二氧化錳的催化效果更好；
（2）二氧化錳的催化效果比氧化鐵好，二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）B；
（2）【提出假設(shè)】催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同，催化效果不同；
【設(shè)計(jì)方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與氯酸鉀以不同質(zhì)量比充分混合；②分別加熱，測(cè)定分解溫度；
【得出結(jié)論】如果分解溫度不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立

點(diǎn)評(píng) 此題考查了催化劑的特點(diǎn)與催化作用，以及實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力．