Question

5．二氧化錳可作過(guò)氧化氫分解的催化劑，興趣小組的同學(xué)想探究過(guò)氧化氫分解有沒(méi)有其他催化劑．
【提出問(wèn)題】氧化鐵能否作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？
【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1g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，帶火星的木條復(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，帶火星的木條均復(fù)燃
Ⅲ．將實(shí)驗(yàn)中的剩余物小心過(guò)濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量為ag
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1g氧化鐵粉末，向D試管中加入bg二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）A試管中產(chǎn)生的氣體是氧氣．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ證明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化．實(shí)驗(yàn)Ⅲ中如果a=1g，則證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑．
（3）寫出氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解的文字表達(dá)式：過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Ⅳ的目的是比較氧化鐵與二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效率，其中b=1g．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)論是二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫的分解催化效率更高．
【實(shí)驗(yàn)拓展】查閱資料得知，氧化銅、硫酸銅、豬肝、馬鈴薯等也可以作過(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B．
A．二氧化錳只能作過(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．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)只有一種催化劑
D．用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物．

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)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；
根據(jù)催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不改變解答
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；

解答 解：
將實(shí)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、稱量，所得固體質(zhì)量為ag．證明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化；
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1g氧化鐵粉末，向D試管中加入bg二氧化錳粉末，說(shuō)明二氧化錳的催化效果比氧化鐵好．
【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；
（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；
（3）氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】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；反應(yīng)前后氧化鐵和二氧化錳的質(zhì)量不變；
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．
A．MnO₂不只作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑，還能作其它反應(yīng)的催化劑，例如氯酸鉀受熱分解制取氧氣，也可以用二氧化錳作催化劑，故A錯(cuò)誤；
B．由實(shí)驗(yàn)攤就可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而不是只能加快，還可能減慢化學(xué)反應(yīng)速率，故C錯(cuò)誤；
D．用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，例如二氧化錳也是高錳酸鉀受熱分解制取氧氣的生成物，故D錯(cuò)誤．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）氧氣；
（2）化學(xué)性質(zhì)；1；質(zhì)量；
（3）過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】比較氧化鐵與二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效率；l；二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫的分解催化效率更高；
【實(shí)驗(yàn)拓展】B．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了【點(diǎn)評(píng)】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．