Question

5．学校化学兴趣小组的同学知道了二氧化锰能作过氧化氢（H₂O₂）分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铝（Al₂O₃）能否作过氧化氢分解的催化剂．请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白．
（1）【提出问题】Al₂O₃能不能作过氧化氢分解的催化剂呢
（2）【作出猜想】Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂．
（3）【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	有少量气泡产生；木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
实验二	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	有大量气泡产生；木条复燃	加入Al2O3，能加快过氧化氢溶液的分解速率

（4）【得出结论】Al₂O₃能加快过氧化氢的分解速率，故Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂．在该兴趣小组的同学设计的实验中，“实验一”起对比作用．
（5）【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验三：
实验三：
【实验步骤】①准确称量Al₂O₃（少量，不溶于水）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，干燥，称量；④对比反应前后Al₂O₃的质量．
【交流讨论】如果Al₂O₃在反应前后质量不变，则说明Al₂O₃可以作过氧化氢分解的催化剂．
【提出新的问题】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，其方案是在装有过氧化氢溶液的试管中，加入过滤后得到的固体，观察现象．通过补充实验，证明Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂，写出H₂O₂）分解的方程式2H₂O₂ $\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．．

Answer 1

分析 根据已有的知识进行分析，过氧化氢溶液在常温下缓慢分解；过氧化氢溶液中加入氧化铝能较快的产生氧气，说明氧化铝对过氧化氢的分解有催化作用，要证明是催化剂，需要证明氧化铝在反应前后的质量和化学性质都不改变，据此解答．

解答 解：实验验证：要证明常温下过氧化氢溶液分解速率很慢，可以取过氧化氢溶液加入试管中，然后将带火星的木条伸入试管中；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，产生大量的气泡并且木条复燃，说明氧化铝能加快过氧化氢的分解，故填：少量；木条复燃；
【得出结论】Al₂O₃能加快过氧化氢的分解速率，故Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂．在该兴趣小组的同学设计的实验中，“实验一”起与实验二对比的作用．故填：对比．
【实验步骤】将实验二反应后的物质进行过滤可得到Al₂O₃，然后经过洗涤、烘干后称量．故填：过滤；
【提出新的问题】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．方案为：在装有过氧化氢溶液的试管中，加入过滤后得到的固体，观察现象，如果反应速率加快，说明Al₂O₃化学性质没有改变；故填：在装有过氧化氢溶液的试管中，加入过滤后得到的固体，观察现象；2H₂O₂ $\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；

点评 此题探究Al₂O₃是不是过氧化氢分解反应的催化剂．中考有关催化剂的考查主要集中在催化剂的作用和探究某物质是不是过氧化氢或氯酸钾分解反应的催化剂．催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变．要探究一种物质能否作为化学反应的催化剂，必须同时具备上述特点．