Question

小亮和小明非常喜欢吃马铃薯(土豆)，他们从互联网上查到有关资料：马铃薯的主要成分是淀粉和多种营养物质，还含有少量的生物活性物质——酶，酶是生物体内最常用的一种催化剂．他们在为分解过氧化氢寻找催化剂的探究过程中，惊奇地发现，将新鲜的马铃薯块放入过氧化氢溶液中时，马铃薯块表面有气泡产生，这是什么气体呢？在该反应中马铃薯起了什么作用呢？对此他们进行了如下探究．

[提出猜想]

猜想一：小亮认为是马铃薯中的有机物与过氧化氢溶液作用产生了二氧化碳，马铃薯是反应物之一．

猜想二：小明认为过氧化氢溶液是在马铃薯中酶的催化作用下分解产生了氧气，马铃薯中的酶是反应的催化剂．

[实验验证]

(1)首先看小亮的实验设计，假设产生了二氧化碳．

步骤一：取一小片马铃薯，放在天平上称其质量为M₁．

步骤二：选用如下图所示的实验室中制取气体的装置________(填图中装置序号)，将小片马铃薯放入试管中，使之与过氧化氢溶液混合，此时可观察到装置内产生大量气泡．

步骤三：根据小亮的实验猜想，收集上述装置中所产生的气体，可选用的收集方法是________________，你作出此判断的理由是________________．

步骤四：检验产生的气体是否为二氧化碳，常用的方法是________________．

步骤五：等气体不再产生时，将马铃薯片取出，用滤纸吸干其表面上带出的溶液后，称其质量为M₂．请你根据小亮的实验猜想，推测马铃薯片的质量M₂与M₁相比会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．

(2)下面我们再来看小明的实验设计，假设产生了氧气．其各步操作与小亮的基本相同．

步骤二：应选择图中的哪套装置制取气体________(填图中装置序号)．

步骤三：根据小明的实验猜想，可选用的收集气体的方法是________________，作出此判断的依据是________________．

步骤四：检验产生气体是否为氧气的方法及现象是________________．

步骤五：根据小明的实验猜想，请你推测称量的马铃薯片的质量M₂与反应前的M₁相比会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．

[得出结论]

(3)经过实验验证，最后发现小明的猜想是正确的，请你写出该反应的文字表达式：________．此探究实验还可以说明：用过氧化氢制取氧气时，其催化剂________(填“是”或“不是”)唯一的．

Answer 1

答案：
解析：

　　答案：(1)B　向上排空气法　二氧化碳能溶于水且密度比空气的大　往集气瓶中倒入少量的澄清石灰水，振荡，若澄清的石灰水变浑浊，则证明产生的气体为二氧化碳　减小

　　(2)B　向上排空气法或排水法　氧气不易溶于水且密度比空气的大　将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明产生的气体为氧气　不变

　　(3)过氧化氢水＋氧气　不是

　　讲析：由于新鲜马铃薯块放入过氧化氢溶液中时，便有气泡产生，反应条件不需要加热，因此步骤二中制取气体应选择图中装置B．步骤三应根据所要收集气体的物理性质确定，由于CO₂能溶于水且密度比空气的大，小亮应用向上排空气法收集；由于氧气不易溶于水且密度比空气的大，小明应选择向上排空气法或排水法收集．步骤四检验CO₂时应该往集气瓶中倒入少量的澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水是否变浑浊；检验氧气时，可将带火星的木条伸入集气瓶中，看木条是否复燃．步骤五中，若马铃薯片为反应物，则反应后其质量会减小；若马铃薯片为催化剂，则反应后其质量不变．最后由于小明的猜想是正确的，即用过氧化氢制氧气时，马铃薯中酶为催化剂，反应的文字表达式为：过氧化氢水＋氧气，同时说明催化剂并不是唯一的．

　　点评：本题以大家熟悉的马铃薯(土豆)为背景命题，涉及到实验室制取气体时发生装置与收集装置的选择、气体的检验方法及催化剂等知识，对大家的科学探究能力进行了很好地考查．