Question

4．小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题．她设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
			结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是反应慢．	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条	没有明显现象	二氧化锰加入水中不产生氧气．
实验三	向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条	有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃．	二氧化锰能加快过氧化氢的分解，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．

（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格．
（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是对照．
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明．
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：比较MnO₂在过氧化氢分解前后的质量；
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验．接下来的实验操作、现象和结论是：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明MnO₂仍然能加快过氧化氢的分解速率（化学性质没变）．

Answer 1

分析 （1）双氧水在二氧化锰做催化剂条件下能分解产生大量氧气，这是课本实验，容易解答；
（2）设计化学实验要遵循单一变量和对照原则，从题中可知“实验一”和“实验二”起对照作用，通过实验一和实验二可证明双氧水能分解产生氧气，而二氧化锰不能分解产生氧气；
（3）属于实验反思部分，结合催化剂的特点--催化剂在化学反应前后质量和化学性质不发生改变即可作出解答．

解答 解：（1）实验一：双氧水在没有二氧化锰做催化剂的条件下也能分解产生氧气，只是放出氧气速度慢，化学方程式为：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；实验二：二氧化锰加入水中不能产生使带火星木条复燃的气体，说明二氧化锰加入水中不能产生气体；实验三由实验结论可确定实验操作为：向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条，现象是：产生大量气泡，带火星的木条迅速复燃；
（2）“实验一”和“实验二”起的作用是对照；
（3）两次称量的目的是比较MnO₂在过氧化氢分解前后的质量有无变化，要验证二氧化锰的化学性质不发生改变，只要简单设计实验说明MnO₂仍然能加快过氧化氢的分解速率即可．
故答案为：（1）向盛5mL5%的过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）对比或对照；
（4）二氧化锰的化学性质没有改变．

点评 本实验探究题从实验方案的设计、实验操作、实验现象、实验结论、实验反思等多方面对实验做了综合考查，难度较大，需要学生具备扎实的基本功．特别是（3）设计实验方案说明二氧化锰仍然能催化双氧水分解难度很大，学生需要在掌握正确的实验操作方法和正确读懂理解题意的基础上才能得出正确答案．