Question

5．某校研究性學(xué)習(xí)小組在做與催化劑有關(guān)的課題，開(kāi)展了以下探究，請(qǐng)你參與：
【探究一】驗(yàn)證二氧化錳能加快過(guò)氧化氫的分解
（1）請(qǐng)?jiān)谙卤淼目瞻滋幪顚?xiě)相應(yīng)的內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)①	取10mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，過(guò)一會(huì)兒把帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃
實(shí)驗(yàn)②	取10mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中	有大量氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃

（2）小組一部分同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②現(xiàn)象，就得出結(jié)論：二氧化錳能加快過(guò)氧化氫的分解．志強(qiáng)同學(xué)提出質(zhì)疑：過(guò)氧化氫溶液中含有水，需增加一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)論才更嚴(yán)謹(jǐn)，請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)③	取10mL蒸餾水于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中	無(wú)氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃

（3）請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【探究二】探究氧化鐵是否像二氧化錳一樣可作氯酸鉀分解的催化劑
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)（其他可能影響因素均控制相同）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)藥品	分解溫度（℃）
實(shí)驗(yàn)④	1.2gKClO3	T1
實(shí)驗(yàn)⑤	1.2gKClO3、0.5gMnO2	T2
實(shí)驗(yàn)⑥	1.2gKClO3、0.5gFe2O3	T3

（4）若T₃＜（選填“＞”、“=”或“＜”）T₁，說(shuō)明氧化鐵能加快氯酸鉀的分解．
（5）若要充分證明氧化鐵是氯酸鉀分解的催化劑，在確認(rèn)了氧化鐵能加快氯酸鉀的分解后，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其中一種“不變”：如將實(shí)驗(yàn)⑥充分反應(yīng)后的固體進(jìn)行溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥后稱(chēng)量，質(zhì)量為0.5g，說(shuō)明氧化鐵在反應(yīng)前后質(zhì)量不變．
（6）若要比較氧化鐵與二氧化錳對(duì)氯酸鉀分解的催化效果，除了可以通過(guò)用比較T₃與T₂的大小，還可以通過(guò)排水法收集氧氣，測(cè)量相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣體積的大小進(jìn)行比較，得出結(jié)論．

Answer 1

分析 【探究一】（1）根據(jù)二氧化錳的催化作用進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
【探究二】（4）根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析；
（5）催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不變；
（6）不同的催化劑，催化效果不同，產(chǎn)生氣體的快慢進(jìn)行分析．

解答 解：【探究一】（1）二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用，5%的過(guò)氧化氫溶液10mL于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中，會(huì)看到有大量氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃；
（2）過(guò)氧化氫溶液含有過(guò)氧化氫和水，為驗(yàn)證過(guò)氧化氫分解，需增加實(shí)驗(yàn)證明二氧化錳對(duì)水沒(méi)有催化作用，所以增加一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③，實(shí)驗(yàn)操作是取10mL蒸餾水于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃；
（3）過(guò)氧化氫分解的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【探究二】（4）根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，若T₃＜T₁，說(shuō)明氧化鐵加快氯酸鉀的分解，也能作氯酸鉀分解的催化劑，故填：＜；
（5）根據(jù)催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，可以驗(yàn)證質(zhì)量，也可驗(yàn)證化學(xué)性質(zhì)，如將實(shí)驗(yàn)⑥充分反應(yīng)后的固體進(jìn)行溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥后稱(chēng)量，質(zhì)量為0.5g，說(shuō)明氧化鐵在反應(yīng)前后質(zhì)量不變；
故填：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；如將實(shí)驗(yàn)⑥充分反應(yīng)后的固體進(jìn)行溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥后稱(chēng)量，質(zhì)量為0.5g，說(shuō)明氧化鐵在反應(yīng)前后質(zhì)量不變；
（6）若要比較氧化鐵與二氧化錳對(duì)氯酸鉀分解的催化效果，除了可以通過(guò)用比較T₃與T₂的大小，還可以通過(guò)排水法收集氧氣，測(cè)量相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣體積的大��；
故填：相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣體積的大��；
探究活動(dòng)一（1）有大量氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃；
（2）取10mL蒸餾水于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中；無(wú)氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
　探究活動(dòng)二　（4）＜；
（5）質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；將實(shí)驗(yàn)⑥充分反應(yīng)后的固體進(jìn)行溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥后稱(chēng)量，質(zhì)量為0.5g，說(shuō)明氧化鐵在反應(yīng)前后質(zhì)量不變；
（6）相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣體積的大�。�

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．