题目内容

9．关于“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．
提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？
【实验探究】
实验步骤实验现象
Ⅰ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
Ⅲ．将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．/
Ⅳ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象．两支试管中都产生气泡，带火星木条都复燃．
【实验结论】
（1）A中产生的气体是氧气．
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质 在反应前后均没有发生变化，可
以作过氧化氢溶液分解的催化剂．
（3）写出氧化铁催化过氧化氢溶液分解的文字表达式过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气．
【实验评价】
（1）实验设计Ⅳ的目的是对比．
（2）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是过氧化氢分解时，二氧化锰的催化效果比氧化铁好．
【实验拓展】
（1）查阅资料得知：CuO、CuSO4、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．下列有关催化剂的说法中正确的是A（填序号）．
A．同一个化学反应可以有多种催化剂  B．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
C．催化剂只能加快化学反应的速率D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
（2）实验创新是中学生最为重要的科学素养．下图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”，实验过程如下：
①将一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3ml（密度为1g/ml）质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内，再用药匙取0.2gMnO2粉末，加在干燥管的进气管的管壁上．
②点燃橡胶塞上棒香后，塞紧干燥管并将其竖立，观察到带火星的棒香立即复燃．

对该创新实验的评价，你认为不合理的是BC（填序号）．
A．实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B．实验使用的药品用量太大
C．反应速度太慢，耽误时间
D．实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强．

分析 【实验结论】（1）根据氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃进行解答；
（2）根据实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂进行解答；
（3）根据氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
【实验评价】（1）根据二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
（2）根据若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
【实验拓展】（1）根据催化剂的含义进行解答；
（2）评价要实事求是，不能随便乱说，实验使用的药品用量不算大；反应速度不慢．

解答 解：【实验结论】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，所以有实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，可知A中产生的气体是氧气；故填：氧气；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；故填：质量；化学性质；
（3）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气；
【实验评价】（1）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
（2）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
【实验拓展】
（1）A．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故A正确；
B．MnO2不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故B错误；
C．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误．
故选：A；
（2）评价要实事求是，不能随便乱说，实验使用的药品用量不算大；反应速度不慢．故答案为：BC．
故答案为：【实验结论】（1）氧气；
（2）质量和化学性质；
【实验评价】
（1）氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
（2）二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．
【实验拓展】（1）A；
（2）BC．

点评 此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．

练习册系列答案
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11．化学就在我们身边，请用所学的化学知识填空．

（1）现有H、O、C、Mg四种元素，选用其中的元素写出下列物质的化学式或化学符号：
①天然气的主要成分CH4；    ②酒精灯的燃料C2H5OH；
③最清洁的燃料H2；    ④一种金属阳离子Mg2+．
（2）A物质常用于焊接或切割金属．把13g纯净物A和纯净物B在-定条件下按如图所示充分反应，当A物质反应完时，可生成44g C物质和9g D物质．
①参加反应的B物质的质量是40g；
②A物质中各元素质量比碳氢元素质量比为12：1；
③若A物质的相对分子质量是26，则A的化学式可以表示为C2H2．
12．下列关于物质性质和用途的说法中，不正确的是（　　）
A．碳具有还原性，可用于冶金工业
B．氧气具有可燃性，可用于火箭发射
C．氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐
D．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源
9．硫酸镁和硫酸铜具有的共同性质是（　　）
A．其水溶液都能与锌发生置换反应
B．溶于水后，溶液都呈无色
C．能跟盐酸反应生成另一种酸和另一种盐
D．其水溶液能跟烧碱溶液反应，生成另一种盐与另一种碱
4．经实验测得某溶液由Ca2+、Fe3+、Cl-、SO${\;}_{4}^{2-}$种离子组成，其中Fe3+、SO${\;}_{4}^{2-}$、Cl-离子个数比为3：1：13，则该溶液中Ca2+、Fe3+、SO${\;}_{4}^{2-}$离子个数比为（　　）
A．2：3：2B．3：2：3C．3：3：1D．1：3：3
14．为了探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验．

下列对比实验的设计不合理的是
选项对比实验探究影响因素
A①和②反应物的接触面积
B②和③温度
C②和④   温度
D③和④反应物的接触面积
（　　）
A．AB．BC．CD．D
1．根据如图所示的实验装置图回答：

?写出图1中标号仪器的名称：a铁架台．
?实验室用双氧水制取氧气应选用的装置是CD（填序号），写出反应的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．装置C中的注射器其作用与装置B中长颈漏斗不同之处是注射器可以控制液体滴加速率和滴加量．装置D可用于向上排气法收集氧气，气体应从b导气管口进入．
?用E装置做硫在氧气中燃烧实验，用10mL量筒量取6mL水，读数时量筒内的液体凹液面最低处应于图2甲中a处（填“a”或“b”）刻度线保持水平．燃烧结束后取出燃烧匙，立即用玻璃片盖住瓶口并振荡，若将集气瓶倒转，发现玻璃片被“吸住”而掉不下来（如图2乙），其原因是生成的二氧化硫溶于水，瓶内压强减少，导致玻璃片被“吸住”．
18．地瓜富含的营养素是糖类．该营养素是人体最主要的能量来源．种植地瓜需施加磷肥，磷肥可以促进作物生长，并能抗寒、抗旱．
19．月球上蕴藏着丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、锰等矿产，这里的钛、铁、铀…指的是元素．利用镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，同时放出大量热，以解决人类在月球上生存的燃料问题，请写出该反应的化学方程式：2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．你对二氧化碳灭火的启示活泼金属引起的火灾不能用二氧化碳灭火．

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