Question

13．人教版新課標(biāo)化學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)“分解過(guò)氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn)，引起了化學(xué)探究小組的興趣．
【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(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)多次實(shí)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．將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過(guò)濾，并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為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）寫出氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）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；
（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．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
查閱資料得知：CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法中正確的是B．
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．催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
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
E．酶是一種重要的生物催化劑，它屬于糖類
【拓展計(jì)算】如果需制備氧氣9.6克，至少需要5%過(guò)氧化氫溶液408g．

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)】（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；
【拓展計(jì)算】根據(jù)過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，結(jié)合生成氧氣的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：【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，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）二氧化錳也能做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是：氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是：二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)拓展】A、MnO₂不只能作為氧化氫溶液分解的催化劑，還可以作其他反應(yīng)的催化劑，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)題目的信息可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；
C、催化劑不只是加快化學(xué)反應(yīng)的速率，還能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率，故C錯(cuò)誤；
D、用作催化劑的物質(zhì)可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物，故D錯(cuò)誤；
E、酶是一種重要的生物催化劑，它不屬于糖類，故E錯(cuò)誤；
故選：B；
【拓展計(jì)算】設(shè)需要至少需要5%過(guò)氧化氫溶液x
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
68               32
x×5%            9.6g
$\frac{68}{x×5%}$=$\frac{32}{9.6g}$
   x=408g
故答案為：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）氧氣；
（2）質(zhì)量，化學(xué)性質(zhì)；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】（1）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）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】B；
【拓展計(jì)算】408．

點(diǎn)評(píng) 本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．