Question

【題目】“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn)，引起了化學(xué)探究小組的興趣。

（提出問題）氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？

（實(shí)驗(yàn)探究一）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ.分別量取5mL15%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無明顯現(xiàn)象
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag
Ⅳ.分別量取5mL15%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

（實(shí)驗(yàn)原理）請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液制取氧氣的符號(hào)表達(dá)式_____________；

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）實(shí)驗(yàn)_____、_____分別證明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；

（實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)）

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Ⅳ的目的是___________；

（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是__________。

（實(shí)驗(yàn)拓展）

（1）通過實(shí)驗(yàn)探究對(duì)比分析之后，某同學(xué)又重新對(duì)二氧化錳催化過氧化氫的實(shí)驗(yàn)做一探究，所的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5	6
10%H2O2溶液用量（ml）	30	30	30	30	30	30
MnO2粉末用量（g）	0.1	0.3	0.5	0.7	0.9	1.1
完全反應(yīng)所用時(shí)間（s）	17	7	4	2	2	2
收集到的氧氣體積（ml）	980	980	980	980	980	980

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從不同角度，寫出兩條結(jié)論。_________ 、_________

（2）查閱資料得知，CuO、CuSO4、豬肝、馬鈴薯等也可以作過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是_________（填字母）。

A MnO2只能作過氧化氫溶液分解的催化劑 B 同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑

C 催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率 D 用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物

（3）實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣（NH3）。常溫下氨氣（NH3）是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，氨氣（NH3）極易溶于水。制取并收集氨氣（NH3），應(yīng)該從圖中選擇的發(fā)生裝置是______，收集裝置是______。

Answer 1

【答案】 Ⅱ Ⅲ 對(duì)比氧化鐵和二氧化錳對(duì)過氧化氫的催化效果 二氧化錳對(duì)過氧化氫的催化效果更好 催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率 催化劑不能改變生成物的量 B A E

【解析】

過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃。

[實(shí)驗(yàn)原理]實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)為過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為.

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] 實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ中均有ag的氧化鐵，故實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ分別證明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑。

[實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)]

（1）分別量取5mL15%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Ⅳ的目的是對(duì)比氧化鐵和二氧化錳對(duì)過氧化氫的催化效果。

（2）若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，可以得到的結(jié)論是二氧化錳對(duì)過氧化氫的催化效果更好。

[實(shí)驗(yàn)拓展]

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，結(jié)論是催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率、催化劑不能改變生成物的量。

（2）A、MnO2能作過氧化氫溶液分解的催化劑，也可以作氯酸鉀的催化劑，故A不正確；

B、同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；

C、催化劑能加快或抑制化學(xué)反應(yīng)的速率，故C不正確；

D、用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，故D不正確。故選B。

（3）實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱來制取氨氣（NH3），故應(yīng)該從圖中選擇的發(fā)生裝置是A，常溫下氨氣（NH3）是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，氨氣（NH3）極易溶于水，用向下排空氣法收集，故收集裝置是E。