Question

【題目】化學教材 “尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣。

（提出問題）（1）氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？

（2）氧化鐵與二氧化錳催化效果哪個好？

（3）催化劑的質量是否對過氧化氫溶液分解的速率產生影響？

（實驗探究）

實驗步驟	實驗現象
①分別量取5 mL5%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的木條，觀察現象。	A試管中產生大量氣泡，帶火星木條復燃，B試管中的現象：
②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內，如此反復多次實驗，觀察現象。	試管中均產生大量氣泡，帶火星木條均復燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為a g。
④分別量取5 mL5%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。

（1）A中產生的氣體是 _________；B試管中的現象___________。

（2）實驗②、③證明：氧化鐵的 ______ 和 _____ 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）實驗設計④的目的是_________ ，若實驗④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 ________ 。

（4）興趣小組同學設計了如下圖實驗裝置，利用壓強傳感器測不同質量二氧化錳對雙氧水分解快慢的影響。在8mL3%的雙氧水中分別加入了0.08g，0.12g，0.24gMnO2．測得容器內壓強的變化曲線如下右圖所示（曲線的斜率表征催化反應的速率）。請觀察圖，回答問題：

（Ⅰ）根據圖1可發現：該實驗條件下，30s內催化分解8mL濃度為3%的雙氧水，MnO2的最小用量為___克。

（Ⅱ）根據圖1，下列說法正確的是________。

a.一定范圍內，二氧化錳用量越多，雙氧水分解越快；

b.反應容器的氣密性，對實驗所測數據的精確度有影響；

c.稱量的二氧化錳質量的精確度對實驗裝置中最終的壓強大小沒有影響。

Answer 1

【答案】氧氣 帶火星的木條沒有復燃 質量 化學性質 探究氧化鐵與二氧化錳催化劑效果哪個好 二氧化錳催化效果好 0.01 abc

【解析】

（1）根據氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃進行解答；

（2）根據實驗②、③證明：氧化鐵的質量和化學性質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進行解答；

（3）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設計實驗④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．根據若實驗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二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；

（5）根據圖2信息可以判斷相關方面的問題。

（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，所以有實驗現象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，B試管中帶火星的木條沒有復燃；

（2）實驗②、③證明：氧化鐵的質量和化學性質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）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設計實驗④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；

（4）（Ⅰ）根據圖2可發現，實驗條件下，30s內催化分解8mL溶質質量分數為3%的雙氧水，MnO2的最小用量為0.01g；

（Ⅱ）a、一定范圍內，二氧化錳用量越多，雙氧水分解越快，正確；

b、反應容器的氣密性，對實驗所測數據的精確度有影響，正確；

c、稱量的二氧化錳質量的精確度對實驗裝置中最終的壓強大小沒有影響，正確。