Question

【題目】化學(xué)研究小組的同學(xué)對“尋找新的催化劑分解過氧化氫”的探究實驗引起了興趣。他們進(jìn)行了如下探究：

（提出問題）氧化鐵能否作過氧化氫分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？

（實驗探究）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
Ⅰ．分別量取2mL5%過氧化氫溶液加入A、B兩支試管中，向A試管中加入0.5g氧化鐵粉末，并在兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條復(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)多次實驗，觀察現(xiàn)象	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條均復(fù)燃
Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得的濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為0.5g	_____
Ⅳ．向C試管中加入2mL5%過氧化氫溶液和0.5g氧化鐵粉末，向D試管中加入XmLY%過氧化氫溶液和Zg二氧化錳粉末，對比觀察現(xiàn)象。	_____

（實驗結(jié)論）

（1）A中產(chǎn)生的氣體是_____；

（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的_____和_____在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生改變，再結(jié)合實驗Ⅰ的結(jié)論，得出：氧化鐵可以作為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文字表達(dá)式：_____。

（實驗評價）

（1）實驗Ⅳ的目的是_____；其中X、Y、Z的數(shù)值分別是_____、_____、_____。

（2）若實驗觀察到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_____。

（實驗拓展）查閱資料得知，氧化銅、硫酸銅、豬肝、發(fā)芽的馬鈴薯等也可以作過氧化氫分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法正確的是_____（填序號）。

A 二氧化錳只能作為過氧化氫分解的催化劑

B 同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑

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

Answer 1

【答案】應(yīng)前后氧化鐵的質(zhì)量沒有改變 兩試管中均產(chǎn)生氣泡，且D試管中產(chǎn)生氣泡的速率大于C試管 氧氣 質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 過氧化氫水+氧氣 對比作用 2 5 0.5 二氧化錳的催化效果比氧化鐵好 B

【解析】

Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得的濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為0.5g，此現(xiàn)象說明反應(yīng)前后氧化鐵的質(zhì)量沒有改變；故填：反應(yīng)前后氧化鐵的質(zhì)量沒有改變；

Ⅳ．向C試管中加入2mL5%過氧化氫溶液和0.5g氧化鐵粉末，向D試管中加入XmLY%過氧化氫溶液和Zg二氧化錳粉末，觀察到兩試管中均產(chǎn)生氣泡，且D試管中產(chǎn)生氣泡的速率大于C試管；故填：兩試管中均產(chǎn)生氣泡，且D試管中產(chǎn)生氣泡的速率大于C試管；

[實驗結(jié)論]

（1）A中產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，證明該氣體是氧氣；故填：氧氣；

（2）實驗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)生改變，再結(jié)合實驗Ⅰ的結(jié)論，得出：氧化鐵可以作為過氧化氫分解的催化劑；故填：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；

（3）過氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣；故填：過氧化氫水+氧氣；

[實驗評價]

（1）由實驗的過程可知，氧化鐵和二氧化錳都能加快過氧化氫的分解，二者可以起到對比的作用；由控制變量的要求可知，溶液的體積、濃度、催化劑的質(zhì)量應(yīng)完全相同，所以其中X、Y、Z的數(shù)值分別是2、5、0.5；故填：對比作用；2；5；0.5；

（2）若實驗中觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；故填：二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；

[實驗拓展]

A．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A錯誤；

B．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B正確；

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。

故填：B。