Question

8．小雨同學欲通過實驗證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”這一命題．她設(shè)計并完成了下表所示的探究實驗：
（1）請你幫小雨同學填寫上表中未填完的空格．

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實驗一	取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復燃	過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)慢．	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速復燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

（2）在小雨的探究實驗中，“實驗一”和“實驗二”起的作用是對照．
（3）小英同學認為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)的“總結(jié)”，她補充設(shè)計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明．
第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是：比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質(zhì)量；
第二方面的實驗是利用“實驗三”反應(yīng)后試管內(nèi)的剩余物繼續(xù)實驗．接下來
實驗操作是：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過氧化氫溶液，
實驗現(xiàn)象是：有大量氣泡產(chǎn)生
實驗結(jié)論是：說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率
（4）通過本實驗?zāi)阏J為用如何利用過氧化氫溶液來制取氧氣，寫出你的實驗原理（用文字表達式表示）．

Answer 1

分析 （1）雙氧水在二氧化錳做催化劑條件下能分解產(chǎn)生大量氧氣，這是課本實驗，容易解答；
（2）設(shè)計化學實驗要遵循單一變量和對照原則，從題中可知“實驗一”和“實驗二”起對照作用，通過實驗一和實驗二可證明雙氧水能分解產(chǎn)生氧氣，而二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣；
（3）屬于實驗反思部分，結(jié)合催化劑的特點--催化劑在化學反應(yīng)前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不發(fā)生改變即可作出解答．
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，書寫文字表達式．

解答 解：（1）實驗一：雙氧水在沒有二氧化錳做催化劑的條件下也能分解產(chǎn)生氧氣，只是放出氧氣速度慢反應(yīng)的化學方程式為：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；實驗二：二氧化錳加入水中不能產(chǎn)生使帶火星木條復燃的氣體，說明二氧化錳加入水中不能產(chǎn)生氣體；實驗三由實驗結(jié)論可確定實驗操作為：向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條，現(xiàn)象是：產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條迅速復燃．
（2）“實驗一”和“實驗二”起的作用是對照；
（3）兩次稱量的目的是比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質(zhì)量有無變化，要驗證二氧化錳的化學性質(zhì)不發(fā)生改變，只要簡單設(shè)計實驗說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率即可．
（4）利用過氧化氫溶液來制取氧氣的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
故答案為：（1）

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實驗一	取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復燃	過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是反應(yīng)慢．	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速復燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

（2）對比（或?qū)φ盏龋��?br />（3）第一方面：比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質(zhì)量．
第二方面：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生，說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率（化學性質(zhì)沒變）
（4）過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．

點評 本實驗探究題從實驗方案的設(shè)計、實驗操作、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論、實驗反思等多方面對實驗做了綜合考查，難度較大，需要學生具備扎實的基本功．特別是（3）設(shè)計實驗方案說明二氧化錳仍然能催化雙氧水分解難度很大，學生需要在掌握正確的實驗操作方法和正確讀懂理解題意的基礎(chǔ)上才能得出正確答案．