Question

11．人教版新化學(xué)教材關(guān)于“分解過(guò)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(guò)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(wú)明顯現(xiàn)象．
Ⅱ．待A試管中沒(méi)有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過(guò)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(guò)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(guò)氧化氫溶液，觀察現(xiàn)象．	/

實(shí)驗(yàn)Ⅰ的A試管中若伸入燃燒的硫，則產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中“將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過(guò)濾”時(shí)使用的玻璃棒，其作用是引流．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵（Fe₂O₃）的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑．
寫出氧化鐵（Fe₂O₃）催化過(guò)氧化氫分解的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(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(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
查閱資料得知：CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法中正確的是B（填序號(hào)）．
A．MnO₂只能作為過(guò)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．
若答對(duì)下列問(wèn)題將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但化學(xué)試卷總分不超過(guò)60分．為探究“二氧化錳的質(zhì)量對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)速率的影響”，小組同學(xué)在老師的指導(dǎo)下又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．按圖甲組裝實(shí)驗(yàn)儀器并進(jìn)行氣密性檢測(cè)
Ⅱ．取10毫升溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)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(qiáng)測(cè)量?jī)x（如圖乙）
Ⅲ．傾斜裝置，使過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳充分混合，用壓強(qiáng)測(cè)量?jī)x測(cè)量容器內(nèi)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)，整理相關(guān)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(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，說(shuō)明裝置不漏氣．
②實(shí)驗(yàn)中，小組同學(xué)用容器內(nèi)壓強(qiáng)的大小來(lái)反映產(chǎn)生氧氣的多少．
③該探究過(guò)程得出的結(jié)論是二氧化錳的質(zhì)量對(duì)反應(yīng)速率的影響．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃進(jìn)行解答；
（2）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(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】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(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)拓展】根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答．
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
容器內(nèi)壓強(qiáng)越大，說(shuō)明產(chǎn)生的氧氣越多；
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以判斷相關(guān)方面的問(wèn)題．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，所以有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，可知A中產(chǎn)生的氣體是氧氣；硫在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，過(guò)濾過(guò)程中玻璃棒的作用是引流；
（2）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(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑；故填：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（3）氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)拓展】A．MnO₂不只能作為氧化氫溶液分解的催化劑，還可以作其他反應(yīng)的催化劑，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題目的信息可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑不只是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，還能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率，故C錯(cuò)誤；
D．用作催化劑的物質(zhì)可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物，故D錯(cuò)誤；
①步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)是：用手捂住錐形瓶，導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，說(shuō)明裝置不漏氣．
②實(shí)驗(yàn)中，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)越大，說(shuō)明產(chǎn)生的氧氣越多，壓強(qiáng)越小，說(shuō)明產(chǎn)生的氧氣越少，因此小明是用容器內(nèi)壓強(qiáng)的大小來(lái)反映產(chǎn)生氧氣的多少．
③由圖中數(shù)據(jù)可知，二氧化錳的質(zhì)量大小能夠影響反應(yīng)的速率，但是不影響產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量，因此本實(shí)驗(yàn)除了研究“二氧化錳質(zhì)量對(duì)過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣質(zhì)量的影響外”還可以研究的問(wèn)題是二氧化錳的質(zhì)量對(duì)反應(yīng)速率的影響．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）藍(lán)紫；引流；（2）質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；【實(shí)驗(yàn)拓展】B．①用手捂住錐形瓶，導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，說(shuō)明裝置不漏氣．
②容器內(nèi)壓強(qiáng)的大�。�
③二氧化錳的質(zhì)量對(duì)反應(yīng)速率的影響．

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(lái)解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力．