Question

5．学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧化铝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．
（1）【问题】Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂吗？
（2）【猜想】Al₂O₃能作过氧化氢的催化剂
（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	木条不复燃	常温下过氧化氢溶液不分解
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	木条复燃	加入Al2O3能加快过氧化氢溶液的分解速率

（4）【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
（5）【讨论与反思】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：
【实验目的】探究Al₂O₃在反应前后质量是否改变．
【实验步骤】
①准确称量Al₂O₃（少量）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．
【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．
（6）但小颖认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要增加一个探究实验．请你写出实验名称与内容．（用一句话概括）Al₂O₃的化学性质在反应后是否改变．
【拓展】下表是丙同学探究影响过氧化氢分解因素时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？如能得到正确结论，奖励4分（化学试卷总分不超过60分）．
①相同条件下，MnO₂的催化效果比Al₂O₃好；
②其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速率越快．
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间：

浓度 时间/min 催化剂	30%H2O2溶液	15% H2O2溶液	5% H2O2溶液
加入Wg 二氧化锰	0.2	0.8	2.0
加入Wg  Al2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

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（又叫触媒）．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．根据对比实验数据可知相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同条件下，H₂O₂浓度越大，反应越快）进行解答．

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．
【拓展】分析表格数据可知：当双氧水浓度相同时，向其中加入等质量的二氧化锰和氧化铝，发现生成等量的氧气所需要的时间是不同的，加二氧化锰的双氧水产生氧气的速率快；
故答案是：（3）

	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	木条不复燃	常温下过氧化氢溶液不分解
实验一	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	木条复燃	加入Al2O3能加快过氧化氢溶液的分解速率

实验三：Al₂O₃在反应前后质量是否改变； 干燥；
（6）Al₂O₃的化学性质在反应后是否改变．
【拓展】相同条件下，MnO₂的催化效果比Al₂O₃好；其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速率越快．

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．