Question

5．某校研究性學習小組在做與催化劑有關的課題，開展了以下探究，請你參與：
【探究一】驗證二氧化錳能加快過氧化氫的分解
（1）請在下表的空白處填寫相應的內容

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
實驗①	取10mL5%的過氧化氫溶液于試管中，過一會兒把帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡產(chǎn)生，木條不復燃
實驗②	取10mL5%的過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，木條復燃

（2）小組一部分同學依據(jù)實驗①和②現(xiàn)象，就得出結論：二氧化錳能加快過氧化氫的分解．志強同學提出質疑：過氧化氫溶液中含有水，需增加一個對比實驗，結論才更嚴謹，請你幫他設計實驗操作：

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
實驗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	無氣泡產(chǎn)生，木條不復燃

（3）請寫出實驗②的反應化學方程式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
同學們設計了三組實驗（其他可能影響因素均控制相同）：

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
實驗④	1.2gKClO3	T1
實驗⑤	1.2gKClO3、0.5gMnO2	T2
實驗⑥	1.2gKClO3、0.5gFe2O3	T3

（4）若T₃＜（選填“＞”、“=”或“＜”）T₁，說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，在確認了氧化鐵能加快氯酸鉀的分解后，還要驗證它在化學反應前后的質量和化學性質不變．請你設計實驗驗證其中一種“不變”：如將實驗⑥充分反應后的固體進行溶解、過濾、洗滌、干燥后稱量，質量為0.5g，說明氧化鐵在反應前后質量不變．
（6）若要比較氧化鐵與二氧化錳對氯酸鉀分解的催化效果，除了可以通過用比較T₃與T₂的大小，還可以通過排水法收集氧氣，測量相同時間產(chǎn)生氧氣體積的大小進行比較，得出結論．

Answer 1

分析 【探究一】（1）根據(jù)二氧化錳的催化作用進行分析；
（2）根據(jù)對照實驗的設計進行分析；
（3）根據(jù)反應物、生成物書寫化學方程式；
【探究二】（4）根據(jù)對照實驗的設計進行分析；
（5）催化劑能夠改變化學反應的速率，而質量和化學性質在反應前后都不變；
（6）不同的催化劑，催化效果不同，產(chǎn)生氣體的快慢進行分析．

解答 解：【探究一】（1）二氧化錳對過氧化氫的分解有催化作用，5%的過氧化氫溶液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，會看到有大量氣泡產(chǎn)生，木條復燃；
（2）過氧化氫溶液含有過氧化氫和水，為驗證過氧化氫分解，需增加實驗證明二氧化錳對水沒有催化作用，所以增加一個對比實驗③，實驗操作是取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，實驗現(xiàn)象無氣泡產(chǎn)生，木條不復燃；
（3）過氧化氫分解的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【探究二】（4）根據(jù)對比實驗，若T₃＜T₁，說明氧化鐵加快氯酸鉀的分解，也能作氯酸鉀分解的催化劑，故填：＜；
（5）根據(jù)催化劑在化學反應前后質量和化學性質不變，若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后質量和化學性質不變，可以驗證質量，也可驗證化學性質，如將實驗⑥充分反應后的固體進行溶解、過濾、洗滌、干燥后稱量，質量為0.5g，說明氧化鐵在反應前后質量不變；
故填：質量；化學性質；如將實驗⑥充分反應后的固體進行溶解、過濾、洗滌、干燥后稱量，質量為0.5g，說明氧化鐵在反應前后質量不變；
（6）若要比較氧化鐵與二氧化錳對氯酸鉀分解的催化效果，除了可以通過用比較T₃與T₂的大小，還可以通過排水法收集氧氣，測量相同時間產(chǎn)生氧氣體積的大小；
故填：相同時間產(chǎn)生氧氣體積的大小；
探究活動一（1）有大量氣泡產(chǎn)生，木條復燃；
（2）取10mL蒸餾水于試管中，加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管中；無氣泡產(chǎn)生，木條不復燃；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
　探究活動二�。�4）＜；
（5）質量；化學性質；將實驗⑥充分反應后的固體進行溶解、過濾、洗滌、干燥后稱量，質量為0.5g，說明氧化鐵在反應前后質量不變；
（6）相同時間產(chǎn)生氧氣體積的大�。�

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．