Question

實驗創(chuàng)新是中學生最為重要的科學素養(yǎng)，以下是化學興趣小組的同學在學習“二氧化錳催化過氧化氫分解制氧氣實驗”后，對實驗的創(chuàng)新設計．
實驗一：設計新的實驗裝置
實驗過程如下：
①將一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3mL（密度為1g/mL）質(zhì)量分數(shù)為5%的H₂O₂加入干燥管的球泡中，再用藥匙取0.2g MnO₂粉末，加在干燥的進氣管的管壁上；②點燃橡膠塞上固定的棒香后，塞緊干燥管并將其豎立，觀察現(xiàn)象；
（1）可觀察到帶火星的棒香立即

 

；
（2）下列各項是同學們對該創(chuàng)新實驗的評價，你認為評價不合理的是

 

（填序號）
A．實驗所用的儀器、材料及藥品均易得到
B．實驗室用的藥品用量太大
C．反應速度太慢，耽誤時間
D．實驗現(xiàn)象明顯，整個裝置好似點燃的燈塔，趣味性強

實驗二：尋找新的催化劑
【實驗探究】

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的木條，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．將試驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥，稱量．	所的固體質(zhì)量為
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(jié)論】
（1）A中產(chǎn)生的氣體是

 

；
（2）實驗Ⅱ可以證明：

 

，再結(jié)合實驗I和Ⅲ的結(jié)論可以證明氧化鐵可以作為過氧化氫分解的催化劑．
（3）寫出氧化鐵（Fe₂O₃）催化過氧化氫分解的符號表達式：

 

；
【實驗評價】
（1）設計實驗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(jié)論是

 

．
【實驗拓展】
查閱資料得知：CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可做過氧化氫溶液分解的催化劑，下列有關催化劑的說法正確的是

 

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．催化劑能使原本不發(fā)生的反應也能快速進行
D．用作催化劑的物質(zhì)不可能是其它反應的反應物或生成物．

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：實驗一：（1）過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下能快速放出氧氣，因為氧氣具有支持燃燒的性質(zhì)，所以能使帶到火星的棒香立即復燃；
（2）評價要實事求是，不能隨便亂說，實驗使用的藥品用量不算大；反應速度不慢．
實驗二：【實驗結(jié)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(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(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行解答；
【實驗拓展】根據(jù)催化劑的含義進行解答；

解答：解：實驗一：（1）過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下能快速放出氧氣，因為氧氣具有支持燃燒的性質(zhì)，所以能使帶到火星的棒香立即復燃，故答案為：復燃；
（2）評價要實事求是，不能隨便亂說，實驗使用的藥品用量不算大；反應速度不慢，故答案為：BC
實驗二：【實驗探究】催化劑反應前后質(zhì)量不變，故答案：ag；
【實驗結(jié)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(chǎn)生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產(chǎn)生的氣體是氧氣；故填：氧氣；
（2）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；故填：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；
（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

三氧化二鐵  .

2H₂O+O₂↑；
故填：2H₂O₂

三氧化二鐵  .

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(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(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；

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．