Question

9．關(guān)于“分解過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．
提出問題】氧化鐵能否作過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(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．將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(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．	兩支試管中都產(chǎn)生氣泡，帶火星木條都復(fù)燃．

【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)前后均沒有發(fā)生變化，可
以作過氧化氫溶液分解的催化劑．
（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫溶液分解的文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
【實(shí)驗(yàn)評價】
（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計Ⅳ的目的是對比．
（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)論是過氧化氫分解時，二氧化錳的催化效果比氧化鐵好．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（1）查閱資料得知：CuO、CuSO₄、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是A（填序號）．
A．同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑  B．MnO₂只能作過氧化氫溶液分解的催化劑
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)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物
（2）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是中學(xué)生最為重要的科學(xué)素養(yǎng)．下圖是某學(xué)校的師生對“MnO₂催化H₂O₂溶液分解實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計”，實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)為5%的H₂O₂加入干燥管的球泡內(nèi)，再用藥匙取0.2gMnO₂粉末，加在干燥管的進(jìn)氣管的管壁上．
②點(diǎn)燃橡膠塞上棒香后，塞緊干燥管并將其豎立，觀察到帶火星的棒香立即復(fù)燃．

對該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的評價，你認(rèn)為不合理的是BC（填序號）．
A．實(shí)驗(yàn)中所用的儀器、材料及藥品均易得到
B．實(shí)驗(yàn)使用的藥品用量太大
C．反應(yīng)速度太慢，耽誤時間
D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，整個裝置好似點(diǎn)燃的燈塔，趣味性強(qiáng)．

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)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進(jìn)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(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)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(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氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答；
（2）評價要實(shí)事求是，不能隨便亂說，實(shí)驗(yàn)使用的藥品用量不算大；反應(yīng)速度不慢．

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；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)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；故填：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（3）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【實(shí)驗(yàn)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(shè)計實(shí)驗(yàn)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(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(shí)驗(yàn)拓展】
（1）A．根據(jù)題目的信息可知同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故A正確；
B．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B錯誤；
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錯誤．
故選：A；
（2）評價要實(shí)事求是，不能隨便亂說，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．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）氧氣；
（2）質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)；
【實(shí)驗(yàn)評價】
（1）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）二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）A；
（2）BC．

點(diǎn)評 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)原理來解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力．