Question

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	实验结论与总结
			结论	总结
实验一	取5ml 5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的布条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是反应速率 ①   （填“快”或“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5mL 5%的过氧化氢溶液中，加入 ②   ，伸入带火星的木条．	有大量气泡产生，并且 ③	二氧化锰能加快过氧化氢的分解

（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 ④

 

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（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，即在“实验三”开始前和结束后分别对二氧化锰的质量进行称量．其目的是 ⑤

 

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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．操作方法是在“实验三”结束后，倾倒掉反应后的液体，在剩余固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生．说明 ⑥

 

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Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用

专题：科学探究

分析：（1）根据催化剂的作用是改变反应的速率，并不能使不反应的物质发生反应，分别解题；
（2）过氧化氢中有少量的水，我们要得到二氧化锰加快了过氧化氢的分解速度这一结论，就要先知道过氧化氢自身的分解速度，以及水在二氧化锰存在的情况下是否分解；
（3）根据催化剂的作用是，加快了反应的速度，自身的质量和化学性质不发生变化，分析解题．

解答：解：（1）催化剂的作用是改变了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应，所以，实验一中，过氧化氢也会分解只是速度慢；实验二中，我们知道水在通常情况下不分解，加入二氧化锰没有明显现象，说明了二氧化锰不能使水分解产生氧气；对比上面两个实验，要得到二氧化锰能加快过氧化氢分解的结论，只要向盛有5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，将带火星的木条伸入试管，如果有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，说明了二氧化锰加快了过氧化氢的分解速度．
（2）过氧化氢中有少量的水，我们要得到二氧化锰加快了过氧化氢的分解速度这一结论，就要先知道过氧化氢自身的分解速度，以及水在二氧化锰存在的情况下是否分解，然后我们完成过氧化氢在二氧化锰存在的条件下的实验，对比得出正确的答案．
（3）催化剂的作用是，加快了反应的速度，自身的质量和化学性质不发生变化，我们要确定二氧化锰的催化作用，还要知道二氧化锰在反应过程中的质量，和化学性质没有发生变化，所以，我们要进行试验．①比较MnO₂在过氧化氢溶液分解前后的质量．②验证MnO₂的化学性质是否改变．
故答案为：（每空（2分），共12分）
（1）实验一；①慢
实验三：②二氧化锰  ③带火星的木条复燃
（2）④对比（或对照等）
（3）⑤比较二氧化锰在过氧化氢分解前后的质量是否发生变化
⑥二氧化锰仍然能加快过氧化氢的分解（或二氧化锰的化学性质没发生变化）

点评：本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．