Question

人教版新課標化學教材九年級上冊“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．
【實驗探究一】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，催化效果如何？

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
Ⅰ分別量取5mL 5%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，如此反復多次試驗，觀察現(xiàn)象．	試管中均產(chǎn)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，并將所得濾渣進行過濾、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．	/

【實驗結論】
①由實驗Ⅰ你可以得出的結論是

 

；
②實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的

 

和

 

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；
③寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學方程式

 

．
【實驗評價】
①實驗設計Ⅳ的目的是

 

；
②若實驗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論是：

 

．
【知識拓展】
①查閱資料可知：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

 

．
A．MnO₂只能作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(zhì)不可能是其他反應的反應物或生成物
②馬鈴薯長期放置后會發(fā)芽，發(fā)芽馬鈴薯中含有一種致毒成分茄堿（C₄₅H₇₃O₁₅N），又稱馬鈴薯毒素，是一種弱堿性的甙生物堿，又名龍葵甙，大量食用未成熟或發(fā)芽馬鈴薯可引起急性中毒．試計算433.5g茄堿中含有的碳元素的質(zhì)量（寫出計算過程）．
【實驗探究二】影響化學反應的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實驗小組探究影響反應速率部分因素的相關實驗數(shù)據(jù)．

實驗序號	H2O2溶 液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

通過實驗①和②對比可知，化學反應速率還與

 

有關；
從實驗

 

和

 

對比可知，溫度越高，化學反應速率越快．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【實驗結論】①根據(jù)實驗現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率進行解答；
②根據(jù)實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學性質(zhì)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】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行解答；
②根據(jù)若實驗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】①根據(jù)催化劑的含義進行解答；
②根據(jù)茄堿的化學式為C₄₅H₇₃O₁₅N進行解答；
【實驗探究二】根據(jù)①②是過氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設計是驗證反應物濃度對反應速度的影響；③④則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學反應速度的探究進行解答．

解答：解：【實驗結論】①根據(jù)實驗現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
②實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的化學性質(zhì)和質(zhì)量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；
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

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】①二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個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更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
②若實驗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】
①A．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(zhì)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．
故選：B；
②433.5g茄堿中含有碳元素的質(zhì)量433.5g×

12×45

12×45+1×73+16×15+14

×100%=270g；故填：270；
【實驗探究二】從表中分析可知：①②是過氧化氫濃度不同而其他的反應時各種量均相同，可知這一過程是考查反應物的濃度與反應速度的關系；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對溫度影響化學反應速度的探究，且對比可知，溫度越高，化學反應速率越快．
故答案為：【實驗結論】①氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
②化學性質(zhì)；質(zhì)量；
③2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】
①氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
②二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】①B；②270g；
【實驗探究二】過氧化氫溶液的濃度；③；④．

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．