Question

12．人教版新化学教材关于“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．
【实验探究】

实验步骤	实验现象
Ⅰ．分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入a g氧化铁（Fe2O3）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，如此反复多次实验，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，并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为a g．
Ⅳ．分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入a g氧化铁粉末．向D试管中加入a g二氧化锰粉末，观察现象．

【实验结论】
（1）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁（Fe₂O_3）的化学性质和质量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．
（2）写出氧化铁（Fe₂O_3）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】（1）设计实验Ⅳ的目的是探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好．
（2）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】
（1）查阅资料得知：CuO、CuSO₄、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．MnO₂只能作为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．催化剂只能加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物．
（2）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）

Answer 1

分析 【实验结论】（1）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；
（2）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】（1）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；
（2）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；
【实验拓展】（1）根据催化剂的含义进行解答．（2）根据科学探究的环节探究催化剂与反应物的质量比不同，催化效果是否不同．

解答 解：【实验结论】（1）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；故填：质量；化学性质；
（2）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气；
【实验评价】（1）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；故填：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；
（2）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；故填：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】A．MnO₂不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故A错误；
B．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误；
故选：B．
（2）催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同．所以：
【提出假设】催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同；
【设计方案】①取同颗粒大小的同一催化剂与氯酸钾以不同质量比充分混合；②分别加热，测定分解温度；【得出结论】如果分解温度不同，说明假设成立；反之则不成立
故答案为：（1）化学性质 质量 （2）过氧化氢$\stackrel{氧化铁}{→}$水+氧气；
【实验评价】（1）探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好 （2）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】（1）B（2）【提出假设】催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同【设计方案】①取同颗粒大小的同一催化剂与氯酸钾以不同质量比充分混合；②分别加热，测定分解温度【得出结论】如果分解温度不同，说明假设成立；反之则不成立．

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．