Question

8．小雨同學(xué)欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明“二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑”這一命題．她設(shè)計(jì)并完成了下表所示的探究實(shí)驗(yàn)：
（1）請(qǐng)你幫小雨同學(xué)填寫(xiě)上表中未填完的空格．

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實(shí)驗(yàn)一	取5mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃	過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)慢．	二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑
實(shí)驗(yàn)二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒(méi)有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實(shí)驗(yàn)三	向盛有5mL5%過(guò)氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速?gòu)?fù)燃	二氧化錳能加快過(guò)氧化氫的分解

（2）在小雨的探究實(shí)驗(yàn)中，“實(shí)驗(yàn)一”和“實(shí)驗(yàn)二”起的作用是對(duì)照．
（3）小英同學(xué)認(rèn)為僅由上述實(shí)驗(yàn)還不能完全得出表內(nèi)的“總結(jié)”，她補(bǔ)充設(shè)計(jì)了兩個(gè)方面的探究實(shí)驗(yàn)，最終完成了對(duì)“命題”的實(shí)驗(yàn)證明．
第一方面的實(shí)驗(yàn)操作中包含了兩次稱量，其目的是：比較MnO₂在過(guò)氧化氫分解前后的質(zhì)量；
第二方面的實(shí)驗(yàn)是利用“實(shí)驗(yàn)三”反應(yīng)后試管內(nèi)的剩余物繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．接下來(lái)
實(shí)驗(yàn)操作是：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過(guò)氧化氫溶液，
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：有大量氣泡產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：說(shuō)明MnO₂仍然能加快過(guò)氧化氫的分解速率
（4）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為用如何利用過(guò)氧化氫溶液來(lái)制取氧氣，寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)原理（用文字表達(dá)式表示）．

Answer 1

分析 （1）雙氧水在二氧化錳做催化劑條件下能分解產(chǎn)生大量氧氣，這是課本實(shí)驗(yàn)，容易解答；
（2）設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)要遵循單一變量和對(duì)照原則，從題中可知“實(shí)驗(yàn)一”和“實(shí)驗(yàn)二”起對(duì)照作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二可證明雙氧水能分解產(chǎn)生氧氣，而二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣；
（3）屬于實(shí)驗(yàn)反思部分，結(jié)合催化劑的特點(diǎn)--催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變即可作出解答．
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，書(shū)寫(xiě)文字表達(dá)式．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)一：雙氧水在沒(méi)有二氧化錳做催化劑的條件下也能分解產(chǎn)生氧氣，只是放出氧氣速度慢反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；實(shí)驗(yàn)二：二氧化錳加入水中不能產(chǎn)生使帶火星木條復(fù)燃的氣體，說(shuō)明二氧化錳加入水中不能產(chǎn)生氣體；實(shí)驗(yàn)三由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可確定實(shí)驗(yàn)操作為：向盛有5mL5%過(guò)氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條，現(xiàn)象是：產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條迅速?gòu)?fù)燃．
（2）“實(shí)驗(yàn)一”和“實(shí)驗(yàn)二”起的作用是對(duì)照；
（3）兩次稱量的目的是比較MnO₂在過(guò)氧化氫分解前后的質(zhì)量有無(wú)變化，要驗(yàn)證二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變，只要簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明MnO₂仍然能加快過(guò)氧化氫的分解速率即可．
（4）利用過(guò)氧化氫溶液來(lái)制取氧氣的文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
故答案為：（1）

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實(shí)驗(yàn)一	取5mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃	過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)慢．	二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑
實(shí)驗(yàn)二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒(méi)有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實(shí)驗(yàn)三	向盛有5mL5%過(guò)氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速?gòu)?fù)燃	二氧化錳能加快過(guò)氧化氫的分解

（2）對(duì)比（或?qū)φ盏龋��?br />（3）第一方面：比較MnO₂在過(guò)氧化氫分解前后的質(zhì)量．
第二方面：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過(guò)氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明MnO₂仍然能加快過(guò)氧化氫的分解速率（化學(xué)性質(zhì)沒(méi)變）
（4）過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)探究題從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)反思等多方面對(duì)實(shí)驗(yàn)做了綜合考查，難度較大，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基本功．特別是（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案說(shuō)明二氧化錳仍然能催化雙氧水分解難度很大，學(xué)生需要在掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作方法和正確讀懂理解題意的基礎(chǔ)上才能得出正確答案．