题目内容

17.学校化学兴趣小组的同学知道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Al2O3是否也可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.
【提出问题】Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
【作出猜想】Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂.
【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
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产生大量的气泡
木条复燃

Al2O3能加快过氧化氢的分解速率
【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.
【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:
实验三:准确称量反应前Al2O3的质量和反应前后Al2O3的质量;
实验三的目的是Al2O3在反应前后质量是否改变.
【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:探究Al2O3的化学性质在反应前后是否改变.

分析 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.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.

解答 解: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.
故答案为:【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
实验二Al2O3能加快过氧化氢的分解速率
实验三:
Al2O3在反应前后质量是否改变;
Al2O3的化学性质在反应前后是否改变.

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.

练习册系列答案
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【探究问题】红磷、白磷、木炭、镁条几种物质,哪种更适用于测定空气中氧气含量?
【查阅资料】
①红磷、白磷对比情况
红磷白磷
状态暗红色固体 无毒蜡状固体 有毒
燃烧温度240℃40℃
②镁条可以与空气中多种物质反应,如N2、CO2等
【探究过程】
如图所示,按照实验装置进行实验,探究几种物质测定空气中O2含量的可行性.
①红磷、白磷探究实验
小明认为选用红磷进行实验,其原因是红磷无毒,白磷有毒;
写出红磷与氧气燃烧的化学方程式:4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5;
②若将实验药品改为木炭,反应结束后降至室温,打开止水夹,水不倒吸入集气瓶的原因是C和O2反应生成CO2,反应前后集气瓶内气体体积不变.
③若将实验药品改为镁条,反应结束后降至室温,观察到水倒吸入集气瓶大于$\frac{1}{5}$.根据资料信息,小明知道镁条可以与空气中的氮气、二氧化碳发生反应,进而影响反应结果.镁条与氮气反应可以生成氮化镁(Mg3N2),请写出相应的化学方程式:3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2.
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