Question

5．學(xué)校化學(xué)興趣小組知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后，想再探究其他一些物質(zhì)如氧化鋁是否也可作過氧化氫分解的催化劑．請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
（1）【問題】Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑嗎？
（2）【猜想】Al₂O₃能作過氧化氫的催化劑
（3）【實驗驗證】

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復(fù)燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

（4）【結(jié)論】Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑
（5）【討論與反思】經(jīng)過討論，有的同學(xué)認(rèn)為只有上述兩個證據(jù)，不能證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗：
實驗三：
【實驗?zāi)康摹刻骄緼l₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變．
【實驗步驟】
①準(zhǔn)確稱量Al₂O₃（少量）的質(zhì)量；
②完成實驗二；
③待反應(yīng)結(jié)束，將實驗二試管里的物質(zhì)進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，稱量；
④對比反應(yīng)前后Al₂O₃的質(zhì)量．
【討論】
如果Al₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，則說明Al₂O₃可以作過氧化氫分解的催化劑．
（6）但小穎認(rèn)為，要證明猜想，上述三個實驗還不足夠，還需要增加一個探究實驗．請你寫出實驗名稱與內(nèi)容．（用一句話概括）Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后是否改變．
【拓展】下表是丙同學(xué)探究影響過氧化氫分解因素時所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)分析，你能得出什么結(jié)論？如能得到正確結(jié)論，獎勵4分（化學(xué)試卷總分不超過60分）．
①相同條件下，MnO₂的催化效果比Al₂O₃好；
②其他條件相同的情況下，H₂O₂濃度越大，產(chǎn)生氧氣的速率越快．
用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間：

濃度 時間/min 催化劑	30%H2O2溶液	15% H2O2溶液	5% H2O2溶液
加入Wg 二氧化錳	0.2	0.8	2.0
加入Wg  Al2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

分析 在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒）．要探究一種物質(zhì)能否作為化學(xué)反應(yīng)的催化劑，一般要注意從三個方面入手進(jìn)行：一是探究加入該物質(zhì)能否改變化學(xué)反應(yīng)速率；二是探究反應(yīng)前后該物質(zhì)的質(zhì)量是否改變；三是探究化學(xué)反應(yīng)前后該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是否改變．根據(jù)對比實驗數(shù)據(jù)可知相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）進(jìn)行解答．

解答 解：通過實驗一探究Al₂O₃對過氧化氫分解速率的影響．實驗1的步驟是：將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中，帶火星的木條不復(fù)燃，可見常溫下過氧化氫分解速率很慢．然后在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al₂O₃，帶火星的木條復(fù)燃，可見，Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率．但不能說Al₂O₃就是過氧化氫的催化劑．
實驗三：通過實驗前后兩次稱量，可知實驗三是探究Al₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變．將實驗二反應(yīng)后的物質(zhì)進(jìn)行過濾可得到Al₂O₃，必須經(jīng)過洗滌、烘干后才稱量，減少實驗數(shù)據(jù)的誤差．
最后，還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學(xué)反應(yīng)速率，其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．
【拓展】分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)雙氧水濃度相同時，向其中加入等質(zhì)量的二氧化錳和氧化鋁，發(fā)現(xiàn)生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快；
故答案是：（3）

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗一	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3 ；，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復(fù)燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

實驗三：Al₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變； 干燥；
（6）Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后是否改變．
【拓展】相同條件下，MnO₂的催化效果比Al₂O₃好；其他條件相同的情況下，H₂O₂濃度越大，產(chǎn)生氧氣的速率越快．

點評 此題探究Al₂O₃是不是過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑．中考有關(guān)催化劑的考查主要集中在催化劑的作用和探究某物質(zhì)是不是過氧化氫或氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑．催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，二不變是指質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變．要探究一種物質(zhì)能否作為化學(xué)反應(yīng)的催化劑，必須同時具備上述特點．