Question

14．二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂，兴趣小组想探究过氧化氢有没有其它催化剂？
 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1g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，所得固体质量为ag．	证明氧化铁的化学性质在反应前后没有发生变化
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1g氧化铁粉末，向D试管中加入bg二氧化锰粉末，观察现象．	二氧化锰的催化效果比氧化铁好

【实验结论】（1）A中产生的气体是氧气；
（2）实验Ⅱ证明氧化铁的化学性质在反应前后没有发生变化，Ⅲ中如果a=1g时，证明氧化铁的质量在反应前后没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气．
【实验评价】实验设计 IV的目的是探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；
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的催化效果比氧化铁好，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】查阅资料得知，氧化铜、硫酸铜、猪肝、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B．
A．二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化剂    
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．一个化学反应只有一种催化剂
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．

Answer 1

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】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；
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；

解答 解：
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，所得固体质量为ag．证明氧化铁的化学性质在反应前后没有发生变化；
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1g氧化铁粉末，向D试管中加入bg二氧化锰粉末，说明二氧化锰的催化效果比氧化铁好．
【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；
（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；
（3）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，表达式为：过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气；
【实验评价】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；
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．
A．MnO₂不只作过氧化氢溶液分解的催化剂，还能作其它反应的催化剂，例如氯酸钾受热分解制取氧气，也可以用二氧化锰作催化剂，故A错误；
B．由实验摊就可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂改变化学反应的速率，而不是只能加快，还可能减慢化学反应速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，例如二氧化锰也是高锰酸钾受热分解制取氧气的生成物，故D错误．
故答案为：

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1g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，所得固体质量为ag．	证明氧化铁的化学性质在反应前后没有发生变化
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1g氧化铁粉末，向D试管中加入bg二氧化锰粉末，观察现象．	二氧化锰的催化效果比氧化铁好

【实验结论】
（1）氧气；
（2）化学性质；1   质量；
（3）过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气
【实验评价】探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；
二氧化锰的催化效果比氧化铁好，二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．
（4）B

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．