Question

【題目】學習了MnO2可催化過氧化氫溶液分解制取氧氣后,某同學猜想Al2O3 能否起到類似MnO2的催化作用呢?于是進行了以下探究。

[猜想與假設]

猜想1:Al2O3不是催化劑、也不參與反應,反應前后質量和化學性質不變;

猜想2:Al2O3參與反應并產(chǎn)生O2,反應前后質量和化學性質發(fā)生了改變;

猜想3:Al2O3是反應的催化劑,反應前后_____。

[實驗設計]用天平稱量Al2O3 0.2 g,取5 mL 5%的過氧化氫溶液于試管中,進行如下實驗:

（1）填寫下表:

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結果	步驟⑦現(xiàn)象	結論
溶液中有氣泡放出帶火星的木條復燃	稱量Al2O3的質量仍為0.2 g	溶液中有大量氣泡放出_____，	猜想3成立

（2）步驟①③的目的是_____。

（3）寫出Al2O3 催化過氧化氫溶液分解產(chǎn)生氧氣的文字表達式:_____。

[繼續(xù)探究]氧化鋁是否比二氧化錳的催化效果更好?

小雨以生成等體積的氧氣為標準，設計下列三組實驗（其他可能影響實驗的因素均忽略）:

實驗序號	5%過氧化氫溶液體積	催化劑種類及質量	待測數(shù)據(jù)
①	5 mL
②	5 mL	0.5 g Al2O3
③	5 mL	0.5gMnO2

（4）上述實驗測量的“待測數(shù)據(jù)”是_____。

（5）若測得實驗②的數(shù)據(jù)比實驗③的數(shù)據(jù)大,說明_____對過氧化氫溶液分解的催化效果更好。

[實驗反思]

（6）影響過氧化氫溶液分解產(chǎn)生氧氣快慢的因素還可能有:_____（寫兩種）。

（7）請設計實驗驗證你的其中一種猜想:_____。

Answer 1

【答案】質量和化學性質不變 帶火星的木條復燃 探究氧化鋁是否能加快過氧化氫的分解速率 過氧化氫 水+氧氣 收集等量氧氣所需時間 MnO2 反應物的濃度、溫度 在相同溫度下，取不同濃度的過氧化氫溶液分別加入等質量的二氧化錳粉末，觀察哪個生成氣泡的速度更快

【解析】

[猜想與假設]：Ⅲ、催化劑的特點是“一變，兩不變”，即反應速率變，質量和化學性質不變；故填：質量和化學性質不變；
[實驗設計]（1）氧化鋁對過氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故現(xiàn)象是有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃；故填：帶火星的木條復燃；
（2）步驟①③的目的是探究氧化鋁是否能加快過氧化氫的分解速率；故填：探究氧化鋁是否能加快過氧化氫的分解速率；
（3）Al2O3催化過氧化氫溶液分解產(chǎn)生氧氣和水；故填：過氧化氫 水+氧氣；
（4）本題的實驗目的證明氧化鋁能加快過氧化氫的分解，所以“待測數(shù)據(jù)”是收集等量氧氣所需時間。故填：收集等量氧氣所需時間；
（5）若測得實驗②的數(shù)據(jù)比實驗③的數(shù)據(jù)大，說明MnO2對過氧化氫溶液分解的催化效果更好。故填：MnO2；
[實驗反思]（6）影響化學反應快慢的因素很多，如反應物的濃度、溫度、催化劑的顆粒大小、接觸面積等，故填：反應物的濃度、溫度；
（7）探究反應物的濃度對反應速率的影響可設計如下實驗：在相同溫度下，取不同濃度的過氧化氫溶液分別加入等質量的二氧化錳粉末，觀察哪個生成氣泡的速度更快；故填：在相同溫度下，取不同濃度的過氧化氫溶液分別加入等質量的二氧化錳粉末，觀察哪個生成氣泡的速度更快。