Question

9．实验室在“分解过氧化氢制氧气的反应用二氧化锰作催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了某校化学探究小组的兴趣，现进行如下探究：
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？

实验步骤	实验现象
Ⅰ分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
Ⅱ待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
Ⅲ将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．
Ⅳ分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象．

【实验结论】（1）A中产生的气体是氧气；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁（Fe₂O₃）做催化剂过氧化氢分解的化学反应方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
【实验评价】（4）①实验设计IV的目的是探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；
②若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰的催化效果比氧化铁好
【实验拓展】（5）查阅资料得知，CuO、CuSO₄、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．下列有关催化剂的说法中正确的是B．
A、MnO₂只能作过氧化氢溶液分解的催化剂；B、同一个化学反应可以有多种催化剂；C、催化剂只能加快化学反应的速率；D、用过氧化氢制氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加．

Answer 1

分析 【实验结论】（1）根据氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃进行解答；
（2）根据实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂进行解答；
（3）根据反应生、生成物及质量守恒定律分析；
【实验评价】（4）①根据二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
②根据若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
【实验拓展】（5）根据催化剂的含义进行解答．

解答 解：【实验结论】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，所以有实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，可知A中产生的气体是氧气；故填：氧气；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；故填：质量；化学性质；
（3）过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解，生成水和氧气，其化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【实验评价】（4）①二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；
②若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：二氧化锰的催化效果比氧化铁好．
【实验拓展】（5）
A．MnO₂不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故A错误；
B．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；
D．催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加或减少生成气体的量，故D错误．
故选：B．
故答案为：【实验结论】（1）氧气；（2）质量；化学性质；（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【实验评价】（4）①探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；②二氧化锰的催化效果比氧化铁好；
【实验拓展】（5）B．

点评 此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力