Question

【題目】“分解過氧化氫溶液制氧氣的反應中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑、哪種催化劑的催化效果好”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣。

【實驗探究】

實驗步驟	實驗現象
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a g氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
Ⅱ.待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次實驗，觀察現象	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃
Ⅲ.將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為a g
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a g氧化鐵粉末，向D試管中加入a g二氧化錳粉末，觀察現象

【實驗結論】(1)A中產生的氣體是_________________；(填名稱)

(2)實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的_______________________在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；

(3)寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學方程式_____________________。

【實驗評價】(1)設計實驗Ⅳ的目的是_____________________________；

(2)若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是______。

【實驗拓展】查閱資料得知：CuO、CuSO4、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關催化劑的說法中正確的是_________________。

A.MnO2只能作為氧化氫溶液分解的催化劑

B.同一個化學反應可以有多種催化劑

C.催化劑只能加快化學反應的速率

D.用作催化劑的物質不可能是其它反應的反應物或生成物

Answer 1

【答案】 O2 質量和化學性質 略 比較MnO2和Fe2O3催化效果 MnO2更適合做該反應催化劑 B

【解析】【試題分析】本題通過實驗探究了二氧化錳和氧化鐵在過氧化氫制氧氣中的催化作用，驗證了氧化鐵能作為過氧化氫分解的催化劑，并比較了兩種物質的催化效果。解題中要按照催化劑的“一變兩不變”特點去理清思路。

【實驗結論】（1）根據氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，所以產生的現象是A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產生的氣體是氧氣；

（2）實驗 Ⅱ、III證明，氧化鐵的化學性質和質量在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；

(3)氧化鐵催化過氧化氫分解的化學方程式是2H2O22H2O+O2↑

【實驗評價】（1）由實驗過程可知氧化鐵和二氧化錳都能加快過氧化氫的分解，二者可起到對比的作用，所以設計實驗Ⅳ的目的是比較MnO2和Fe2O3催化效果；

（2）D試管中產生氣泡的速率更快，說明MnO2更適合做該反應催化劑；

【實驗拓展】

A．二氧化錳不只是能作過氧化氫溶液分解的催化劑，還可以作其它反應的催化劑，故錯誤；

B．從實驗過程可知，同一個化學反應可以有多種催化劑，故正確；

C．催化劑不只是能加快化學反應的速率，也能減慢化學反應的速率，故不正確；

D．用作催化劑的物質可能是其他反應的反應物或生成物，例如二氧化錳是高錳酸鉀分解制取氧氣的生成物，故不正確。