题目内容

17．学校化学兴趣小组知道二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂后，想要探究两个问题：第一想探究其它一些物质如氧化铝是否也可做过氧化氢的催化剂？第二想探究不同催化剂对过氧化氢分解快慢是否有影响？请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白．
（一）（1）【问题】氧化铝能不能做过氧化氢分解的催化剂？
（2）【实验验证】
实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解速率太慢，产生的氧气太少
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铝，再将带火星木条伸入试管中木条复燃加入Al2O3能加快过氧化氢溶液的分解速率
（3）【结论】氧化铝能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铝能做过氧化氢分解的催化剂
（4）【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述一个证据，不能证明氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验：
实验三：【实验目的】探究Al2O3在反应前后质量是否改变．
【实验步骤】①准确称量氧化铝（少量）的品质；②完成实验二③待反应结束，将实验而试管里的物质进行过滤，洗涤，干燥，     ；对比反应前后氧化铝的质量．
【讨论】如果氧化铝在反应前后质量不变，则说明氧化铝可以作过氧化氢分解的催化剂．
（5）但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究Al2O3的化学性质在反应前后是否改变．
（二）（1）【问题】不同催化剂（二氧化锰和氧化铝）对过氧化氢分解快慢是否有影响？
（2）【实验验证】常温下，在同质量、同浓度的H2O2 溶液中，分别加入相同质量的MnO2和氧化铝，测量各生成一瓶（相同体积）O2 所需的时间．右下图是他们进行实验的装置图，此实验中宜采用的气体收集方法是排水法，理由是便于测定收集满一瓶气体所需时间．
（3）【实验记录】
实验编号12
反应物5%H2O25%H2O2
催化剂1g氧化铝1gMnO2
时间85秒46秒
（4）【结   论】该探究过程得出的结论是H2O2生成氧气的快慢与催化剂种类有关
（5）【讨论与反思】你认为过氧化氢分解速率的快慢还与什么因素有关？
请你举一例：过氧化氢的浓度或温度有关．

分析 （一）在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）．要探究一种物质能否作为化学反应的催化剂，一般要注意从三个方面入手进行：一是探究加入该物质能否改变化学反应速率；二是探究反应前后该物质的质量是否改变；三是探究化学反应前后该物质的化学性质是否改变；
（二）（2）可以根据制取气体的实验要求选择实验装置；
（4）根据催化剂的选择和作用可以设计合理的实验过程，根据表中提供的数据可以进行相关方面的判断；
（5）根据影响化学反应速率的因素来分析．

解答 解：（一）（2）【实验验证】通过实验一探究Al2O3对过氧化氢分解速率的影响．实验1的步骤是：将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃，可见常温下过氧化氢分解速率很慢．然后在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，带火星的木条复燃，可见，Al2O3能加快过氧化氢的分解速率．但不能说Al2O3就是过氧化氢的催化剂．
实验三：通过实验前后两次称量，可知实验三是探究Al2O3在反应前后质量是否改变．将实验二反应后的物质进行过滤可得到Al2O3，必须经过洗涤、烘干后才称量，减少实验数据的误差．
最后，还必须在增加一个实验：探究Al2O3的化学性质在反应后是否改变．只有Al2O3具备既能改变化学反应速率，其质量和化学性质在反应前后又保持不变，才能作为过氧化氢分解的催化剂．
故答案是：（2）

 实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中木条不复燃常温下过氧化氢溶液不分解
实验一在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3 ；，然后将带火星的木条伸入试管中木条复燃加入Al2O3能加快过氧化氢溶液的分解速率
实验三：
（4）Al2O3在反应前后质量是否改变；称量；
（5）Al2O3的化学性质在反应前后是否改变．
（二）（2）利用排水法来收集氧气，因为排水法容易准确地判断收集满氧气的时间．故填：排水法；便于测定收集满一瓶气体所需时间；
（4）根据控制变量法，分析表中的有关数据，可知分别用1g氧化铝和1gMnO2做催化剂，来催化反应时所用的时间分别是85s和46s；由此可知，用1gMnO2做催化剂要比用1g氧化铝做催化剂时，化学反应速率要快．因此，由实验现象可以得出的实验结论是：H2O2生成氧气的快慢与催化剂种类有关．故填：H2O2生成氧气的快慢与催化剂种类有关；
（5）H2O2生成氧气的快慢与过氧化氢的浓度或者温度有关．故填：过氧化氢的浓度或温度有关．

点评 解答本题时要充分理解影响化学反应速率的因素，只有这样才能对问题做出正确的判断．

练习册系列答案
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实验方案现象结论
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（1）甲同学设计了如表实验，请你填写如表．
实验步骤设计这一步骤的目的实验现象实验结论
将NaOH溶液加热煮沸除去氢氧化钠溶液中溶解的氧气溶液变红，过一会儿红色消失甲同学猜想不正确
（填“正确”或“不正确”）
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