Question

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是中學(xué)生最為重要的科學(xué)素養(yǎng)，以下是化學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)“二氧化錳催化過(guò)氧化氫分解制氧氣實(shí)驗(yàn)”后，對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)．
實(shí)驗(yàn)一：設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)過(guò)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?jǐn)?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(jìn)氣管的管壁上；②點(diǎn)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(xiàng)是同學(xué)們對(duì)該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，你認(rèn)為評(píng)價(jià)不合理的是

 

（填序號(hào)）
A．實(shí)驗(yàn)所用的儀器、材料及藥品均易得到
B．實(shí)驗(yàn)室用的藥品用量太大
C．反應(yīng)速度太慢，耽誤時(shí)間
D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，整個(gè)裝置好似點(diǎn)燃的燈塔，趣味性強(qiáng)

實(shí)驗(yàn)二：尋找新的催化劑
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I．分別量取5mL 5%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(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)多次試驗(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．將試驗(yàn)II中的剩余物小心過(guò)濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥，稱(chēng)量．	所的固體質(zhì)量為
IV．分別量取5ml5%過(guò)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）A中產(chǎn)生的氣體是

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以證明：

 

，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)I和Ⅲ的結(jié)論可以證明氧化鐵可以作為過(guò)氧化氫分解的催化劑．
（3）寫(xiě)出氧化鐵（Fe₂O₃）催化過(guò)氧化氫分解的符號(hào)表達(dá)式：

 

；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)IV的目的是

 

；
（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

 

．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
查閱資料得知：CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可做過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑，下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法正確的是

 

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．催化劑能使原本不發(fā)生的反應(yīng)也能快速進(jìn)行
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．

Answer 1

考點(diǎn)：催化劑的特點(diǎn)與催化作用,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：實(shí)驗(yàn)一：（1）過(guò)氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下能快速放出氧氣，因?yàn)檠鯕饩哂兄С秩紵男再|(zhì)，所以能使帶到火星的棒香立即復(fù)燃；
（2）評(píng)價(jià)要實(shí)事求是，不能隨便亂說(shuō)，實(shí)驗(yàn)使用的藥品用量不算大；反應(yīng)速度不慢．
實(shí)驗(yàn)二：【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)】（1）根據(jù)二氧化錳也能做過(guò)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(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；

解答：解：實(shí)驗(yàn)一：（1）過(guò)氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下能快速放出氧氣，因?yàn)檠鯕饩哂兄С秩紵男再|(zhì)，所以能使帶到火星的棒香立即復(fù)燃，故答案為：復(fù)燃；
（2）評(píng)價(jià)要實(shí)事求是，不能隨便亂說(shuō)，實(shí)驗(yàn)使用的藥品用量不算大；反應(yīng)速度不慢，故答案為：BC
實(shí)驗(yàn)二：【實(shí)驗(yàn)探究】催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故答案：ag；
【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；故填：氧氣；
（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：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；
（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

三氧化二鐵  .

2H₂O+O₂↑；
故填：2H₂O₂

三氧化二鐵  .

2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）二氧化錳也能做過(guò)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(guò)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(guò)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(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．
故選：B；

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．