Question

10．某兴趣小组的同学发现将过氧化氢滴在红砖粉上会产生大量气泡，于是猜想红砖粉是否能起到类似于二氧化锰的催化作用呢？他们进行了以下实验探究．
【猜想】Ⅰ．红砖粉不是反应的催化剂，也不参与反应，质量和化学性质反应前后均不变；
Ⅱ．红砖粉参与反应产生氧气，反应前后质量不变，但化学性质发生了改变；
Ⅲ．红砖粉是反应催化剂，反应前后．
【实验】用天平称取0.2g红砖粉，并取5mL 5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

（注：红砖粉不溶于水，通过过滤可与水分离）
（1）填写下表：

步骤③的现象	步骤⑥的结果	步骤⑦的现象	结论
带火星的木条放在试管口复燃	称量的红砖粉的质量仍为0.2g	溶液中有气泡放出 带火星的木条复燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立

（2）步骤①、③做对比能得到砖粉可以做过氧化氢分解反应的催化剂．
（3）写出上述有关过氧化氢分解反应的文字表达式：过氧化氢$\stackrel{红砖粉}{→}$水+氧气．
（4）步骤⑦重复实验②、③的目的是证明红砖粉的化学性质在反应前后没有发生改变．
【继续探究】从上述实验中得出红砖粉是反应的催化剂．但红砖粉与二氧化锰哪一个催化效果更好呢？请你设计一个实验来比较红砖粉与二氧化锰的催化效果．常温下，取两份5mL5%的过氧化氢溶液分别加入0.2g的MnO₂粉末和红砖粉粉末（或写颗粒大小相同的MnO₂和红砖粉），（控制2个变量）比较冒泡速率（或相同时间收集氧气体积或收集等体积氧气所需的时间）；结论是相同条件下，用MnO₂的催化效果比红砖粉好．．

Answer 1

分析 【猜想】根据催化剂的定义回答．
【实验】（1）根据催化剂的定义和特点回答⑥结果；根据催化剂的定义和特点回答⑦现象．
（2）根据对比实验的探究方法回答．
（3）过氧化氢分解产生了水和氧气，可以据此写出该反应的文字表达式．
（4）根据骤⑦的目的是证明红砖粉的化学性质在反应前后没有发生改变解答；
【继续探究】根据探究不同催化剂的催化效果实验方法和对比实验的条件、步骤分析．

解答 解：【猜想】催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变．
【实验】（1）红砖粉对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧气的速率，故步骤③中的现象是有气泡产生，带火星的木条复燃；催化剂的特点是“一变，两不变”，反应前后其质量不变，所以步骤⑥中称量的红砖粉的质量仍为0.2g；催化剂的特点是“一变，两不变”，其中反应速率改变，这里是加快，所以⑦的现象是溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃．
（2）为了看红砖粉是否能改变反应的速率，要通过加入红砖粉与不加红砖粉的现象进行对比，才能得出科学合理的结论．步骤①③可以对比说明红砖粉可以做过氧化氢分解反应的催化剂；
（3）过氧化氢在红砖粉的催化作用之下分解产生了水和氧气，其文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{红砖粉}{→}$水+氧气．
（4）步骤⑦的目的是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变；
【继续探究】对比实验要要其它条件完全相同的条件下，控制两个变量，比较反应的速率，实验方案为：常温下，取两份5mL5%的过氧化氢溶液分别加入0.2g的MnO₂粉末和红砖粉粉末（或写颗粒大小相同的MnO₂和红砖粉），（控制2个变量）比较冒泡速率（或相同时间收集氧气体积或收集等体积氧气所需的时间）；结论是相同条件下，用MnO₂的催化效果比红砖粉好．
故答案为：【猜想】质量和化学性质不变．
【实验】（1）

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
	称量的红砖粉的质量仍为0.2g	溶液中有气泡放出 带火星的木条复燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立．

（2）砖粉可以做过氧化氢分解反应的催化剂；
（3）过氧化氢$\stackrel{红砖粉}{→}$水+氧气．
（4）证明红砖粉的化学性质在反应前后没有发生改变；
【继续探究】常温下，取两份5mL5%的过氧化氢溶液分别加入0.2g的MnO₂粉末和红砖粉粉末（或写颗粒大小相同的MnO₂和红砖粉），（控制2个变量）比较冒泡速率（或相同时间收集氧气体积或收集等体积氧气所需的时间）；结论是相同条件下，用MnO₂的催化效果比红砖粉好．

点评 催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等．