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．
【實(shí)驗(yàn)探究一】氧化鐵能否作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，催化效果如何？

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中的剩余物小心過(guò)濾，并將所得濾渣進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量，所得固體質(zhì)量仍為ag．	/
Ⅳ分別量取5mL5%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．	/

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
①由實(shí)驗(yàn)Ⅰ你可以得出的結(jié)論是

 

；
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ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；
③寫(xiě)出氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解的化學(xué)方程式

 

．
【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查閱資料可知：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．MnO₂只能作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑
B．同一個(gè)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
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．試計(jì)算433.5g茄堿中含有的碳元素的質(zhì)量（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
【實(shí)驗(yàn)探究二】影響化學(xué)反應(yīng)的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實(shí)驗(yàn)小組探究影響反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2O2溶 液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需 的時(shí)間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知，化學(xué)反應(yīng)速率還與

 

有關(guān)；
從實(shí)驗(yàn)

 

和

 

對(duì)比可知，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快．

Answer 1

考點(diǎn)：催化劑的特點(diǎn)與催化作用,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過(guò)氧化氫溶液分解生成氧氣的速率進(jìn)行解答；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(méi)有發(fā)生變化，可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑進(jìn)行解答；
③根據(jù)氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】①根據(jù)二氧化錳也能做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
②根據(jù)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)論是二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)拓展】①根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答；
②根據(jù)茄堿的化學(xué)式為C₄₅H₇₃O₁₅N進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)探究二】根據(jù)①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設(shè)計(jì)是驗(yàn)證反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響；③④則是溫度不同其他條件相同，是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究進(jìn)行解答．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過(guò)氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(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；
③氧化鐵催化過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】①二氧化錳也能做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
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)論是二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)拓展】
①A．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(cuò)誤；
B．根據(jù)題目的信息可知同一個(gè)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(cuò)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(cuò)誤．
故選：B；
②433.5g茄堿中含有碳元素的質(zhì)量433.5g×

12×45

12×45+1×73+16×15+14

×100%=270g；故填：270；
【實(shí)驗(yàn)探究二】從表中分析可知：①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時(shí)各種量均相同，可知這一過(guò)程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究，且對(duì)比可知，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①氧化鐵能加快過(guò)氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
②化學(xué)性質(zhì)；質(zhì)量；
③2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
①氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
②二氧化錳更適合做過(guò)氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)拓展】①B；②270g；
【實(shí)驗(yàn)探究二】過(guò)氧化氫溶液的濃度；③；④．

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．