Question

人教版新課標(biāo)化學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)“分解過(guò)氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn)，引起了化學(xué)探究小組的興趣．
【提出問(wèn)題】氧化鐵能否作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ．分別量取5mL 5%過(guò)氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵（Fe2O3）粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象．	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無(wú)明顯現(xiàn)象
Ⅱ．待A試管中沒(méi)有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過(guò)氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次試驗(yàn)，觀察現(xiàn)象．	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃
Ⅲ．將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物進(jìn)行分離，并將所得氧化鐵粉末進(jìn)行洗滌、干燥、稱(chēng)量，所得固體質(zhì)量仍為ag．	/
IV分別量取5mL 5%過(guò)氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象．	/

（1）在第Ⅲ步中，要使剩余物分離必須進(jìn)行的操作是

 

，必須用到的儀器有鐵架臺(tái)、玻璃棒、燒杯和

 

，玻璃棒的作用是

 

．
（2）在第IV步實(shí)驗(yàn)中，可以用點(diǎn)滴板（如圖所示）代替試管C、D完成，改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是

 

．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ分別可以證明：氧化鐵的

 

和

 

在反應(yīng)前后均沒(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)IV的目的是

 

；
（2）若實(shí)驗(yàn)IV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

 

．
【知識(shí)拓展】
（1）查閱資料得知，CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關(guān)催化劑的說(shuō)法中正確的是

 

．
A．催化劑只加快化學(xué)反應(yīng)速率
B、同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C．MnO₂只能作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑
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
（2）馬鈴薯長(zhǎng)期放置后會(huì)發(fā)芽，發(fā)芽馬鈴薯中含有一種致毒成分茄堿（C₄₅H₇₃O₁₅N），又稱(chēng)馬鈴薯毒素，是一種弱堿性的甙生物堿，又名龍葵甙，大量食用未成熟或發(fā)芽馬鈴薯可引起急性中毒．
①茄堿的相對(duì)分子質(zhì)量為

 

；
②433.5g茄堿中含有

 

g碳元素．

Answer 1

考點(diǎn)：催化劑的特點(diǎn)與催化作用,過(guò)濾的原理、方法及其應(yīng)用,相對(duì)分子質(zhì)量的概念及其計(jì)算,化合物中某元素的質(zhì)量計(jì)算

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）根據(jù)過(guò)濾能分離出難溶于水的固體以及過(guò)濾需要的儀器進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)用點(diǎn)滴板（如圖所示）代替試管C、D完成可以節(jié)約藥品進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）根據(jù)催化劑的含義可知催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)IV的目的是比較二氧化錳和氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫溶液分解的催化效果進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答；
【知識(shí)拓展】
（1）根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)化學(xué)式的含義進(jìn)行解答．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）過(guò)濾能分離出難溶于水的固體，所以在第Ⅲ步中，要使剩余物分離必須進(jìn)行的操作是過(guò)濾，必須用到的儀器有鐵架臺(tái)、玻璃棒、燒杯和漏斗，玻璃棒的作用是引流；
（2）用點(diǎn)滴板（如圖所示）代替試管C、D完成可以節(jié)約藥品；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）根據(jù)催化劑的含義可知催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，所以實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ分別可以證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)IV的目的是比較二氧化錳和氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫溶液分解的催化效果；
（2）實(shí)驗(yàn)IV觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此可以得到的結(jié)論是二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；
【知識(shí)拓展】
（1）A．催化劑不只加快化學(xué)反應(yīng)速率，還能減慢化學(xué)反應(yīng)速率，故錯(cuò)誤；
B、由實(shí)驗(yàn)探究可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故正確；
C．MnO₂不制能能作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑，還可用氯酸鉀受熱分解的催化劑，故錯(cuò)誤；
D、用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，例如二氧化錳也是高錳酸鉀受熱分解生成生成物，故錯(cuò)誤；
（2）①茄堿（C₄₅H₇₃O₁₅N）的相對(duì)分子質(zhì)量=12×45+1×73+16×15+14=867；
②433.5g茄堿中含有碳元素的質(zhì)量=433.5g×

12×45

867

×100%=270g．
故答案為：（1）過(guò)濾；漏斗；引流； 
（2）節(jié)約藥品；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
（1）比較二氧化錳和氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫溶液分解的催化效果；
（2）二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；             
【知識(shí)拓展】
（1）B；（2）①867；②270．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了催化劑的特點(diǎn)與催化作用，以及實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的反應(yīng)原理來(lái)解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力．