Question

17．學(xué)�；瘜W(xué)興趣小組知道二氧化錳能做過氧化氫分解的催化劑后，想要探究兩個(gè)問題：第一想探究其它一些物質(zhì)如氧化鋁是否也可做過氧化氫的催化劑？第二想探究不同催化劑對過氧化氫分解快慢是否有影響？請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
（一）（1）【問題】氧化鋁能不能做過氧化氫分解的催化劑？
（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率太慢，產(chǎn)生的氧氣太少
實(shí)驗(yàn)二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量氧化鋁，再將帶火星木條伸入試管中	木條復(fù)燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

（3）【結(jié)論】氧化鋁能加快過氧化氫的分解速率，故氧化鋁能做過氧化氫分解的催化劑
（4）【討論與反思】經(jīng)過討論，有的同學(xué)認(rèn)為只有上述一個(gè)證據(jù)，不能證明氧化鋁能作過氧化氫分解的催化劑，還要補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)三：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄緼l₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變．
【實(shí)驗(yàn)步驟】①準(zhǔn)確稱量氧化鋁（少量）的品質(zhì)；②完成實(shí)驗(yàn)二③待反應(yīng)結(jié)束，將實(shí)驗(yàn)而試管里的物質(zhì)進(jìn)行過濾，洗滌，干燥，     ；對比反應(yīng)前后氧化鋁的質(zhì)量．
【討論】如果氧化鋁在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，則說明氧化鋁可以作過氧化氫分解的催化劑．
（5）但小華認(rèn)為，要證明猜想，上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不足夠，還需要再增加一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：探究Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否改變．
（二）（1）【問題】不同催化劑（二氧化錳和氧化鋁）對過氧化氫分解快慢是否有影響？
（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】常溫下，在同質(zhì)量、同濃度的H₂O₂ 溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂和氧化鋁，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．右下圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖，此實(shí)驗(yàn)中宜采用的氣體收集方法是排水法，理由是便于測定收集滿一瓶氣體所需時(shí)間．
（3）【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2
反應(yīng)物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g氧化鋁	1gMnO2
時(shí)間	85秒	46秒

（4）【結(jié)   論】該探究過程得出的結(jié)論是H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)
（5）【討論與反思】你認(rèn)為過氧化氫分解速率的快慢還與什么因素有關(guān)？
請你舉一例：過氧化氫的濃度或溫度有關(guān)．

Answer 1

分析 （一）在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒）．要探究一種物質(zhì)能否作為化學(xué)反應(yīng)的催化劑，一般要注意從三個(gè)方面入手進(jìn)行：一是探究加入該物質(zhì)能否改變化學(xué)反應(yīng)速率；二是探究反應(yīng)前后該物質(zhì)的質(zhì)量是否改變；三是探究化學(xué)反應(yīng)前后該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是否改變；
（二）（2）可以根據(jù)制取氣體的實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)裝置；
（4）根據(jù)催化劑的選擇和作用可以設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)過程，根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷；
（5）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來分析．

解答 解：（一）（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】通過實(shí)驗(yàn)一探究Al₂O₃對過氧化氫分解速率的影響．實(shí)驗(yàn)1的步驟是：將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中，帶火星的木條不復(fù)燃，可見常溫下過氧化氫分解速率很慢．然后在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al₂O₃，帶火星的木條復(fù)燃，可見，Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率．但不能說Al₂O₃就是過氧化氫的催化劑．
實(shí)驗(yàn)三：通過實(shí)驗(yàn)前后兩次稱量，可知實(shí)驗(yàn)三是探究Al₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變．將實(shí)驗(yàn)二反應(yīng)后的物質(zhì)進(jìn)行過濾可得到Al₂O₃，必須經(jīng)過洗滌、烘干后才稱量，減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差．
最后，還必須在增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)：探究Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學(xué)反應(yīng)速率，其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．
故答案是：（2）

	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實(shí)驗(yàn)一	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al2O3 ；，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復(fù)燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

實(shí)驗(yàn)三：
（4）Al₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變；稱量；
（5）Al₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否改變．
（二）（2）利用排水法來收集氧氣，因?yàn)榕潘�法容易�?zhǔn)確地判斷收集滿氧氣的時(shí)間．故填：排水法；便于測定收集滿一瓶氣體所需時(shí)間；
（4）根據(jù)控制變量法，分析表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知分別用1g氧化鋁和1gMnO₂做催化劑，來催化反應(yīng)時(shí)所用的時(shí)間分別是85s和46s；由此可知，用1gMnO₂做催化劑要比用1g氧化鋁做催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率要快．因此，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)．故填：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)；
（5）H₂O₂生成氧氣的快慢與過氧化氫的濃度或者溫度有關(guān)．故填：過氧化氫的濃度或溫度有關(guān)．

點(diǎn)評 解答本題時(shí)要充分理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．