Question

人教版新課標化學教材九年級上冊“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣．
【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？
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
Ⅰ．分別量取5mL 5%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（Fe2O3）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，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現(xiàn)象．	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復燃
Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物進行分離，并將所得氧化鐵粉末進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag．	/
IV分別量取5mL 5%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．	/

（1）在第Ⅲ步中，要使剩余物分離必須進行的操作是

 

，必須用到的儀器有鐵架臺、玻璃棒、燒杯和

 

，玻璃棒的作用是

 

．
（2）在第IV步實驗中，可以用點滴板（如圖所示）代替試管C、D完成，改進后的優(yōu)點是

 

．

【實驗結(jié)論】
（1）實驗Ⅱ和Ⅲ分別可以證明：氧化鐵的

 

和

 

在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
【實驗評價】
（1）實驗設計IV的目的是

 

；
（2）若實驗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

 

．
【知識拓展】
（1）查閱資料得知，CuO、CuSO₄、豬肝、馬鈴薯等也可以做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

 

．
A．催化劑只加快化學反應速率
B、同一個化學反應可以有多種催化劑
C．MnO₂只能作過氧化氫溶液分解的催化劑
D、用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應的反應物或生成物
（2）馬鈴薯長期放置后會發(fā)芽，發(fā)芽馬鈴薯中含有一種致毒成分茄堿（C₄₅H₇₃O₁₅N），又稱馬鈴薯毒素，是一種弱堿性的甙生物堿，又名龍葵甙，大量食用未成熟或發(fā)芽馬鈴薯可引起急性中毒．
①茄堿的相對分子質(zhì)量為

 

；
②433.5g茄堿中含有

 

g碳元素．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,過濾的原理、方法及其應用,相對分子質(zhì)量的概念及其計算,化合物中某元素的質(zhì)量計算

專題：科學探究

分析：【實驗探究】
（1）根據(jù)過濾能分離出難溶于水的固體以及過濾需要的儀器進行解答；
（2）根據(jù)用點滴板（如圖所示）代替試管C、D完成可以節(jié)約藥品進行解答；
【實驗結(jié)論】（1）根據(jù)催化劑的含義可知催化劑在化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變進行解答；
【實驗評價】
（1）根據(jù)實驗設計IV的目的是比較二氧化錳和氧化鐵對過氧化氫溶液分解的催化效果進行解答；
（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象進行解答；
【知識拓展】
（1）根據(jù)催化劑的含義進行解答；
（2）根據(jù)化學式的含義進行解答．

解答：解：【實驗探究】
（1）過濾能分離出難溶于水的固體，所以在第Ⅲ步中，要使剩余物分離必須進行的操作是過濾，必須用到的儀器有鐵架臺、玻璃棒、燒杯和漏斗，玻璃棒的作用是引流；
（2）用點滴板（如圖所示）代替試管C、D完成可以節(jié)約藥品；
【實驗結(jié)論】（1）根據(jù)催化劑的含義可知催化劑在化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變，所以實驗Ⅱ和Ⅲ分別可以證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
【實驗評價】
（1）根據(jù)實驗設計IV的目的是比較二氧化錳和氧化鐵對過氧化氫溶液分解的催化效果；
（2）實驗IV觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此可以得到的結(jié)論是二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；
【知識拓展】
（1）A．催化劑不只加快化學反應速率，還能減慢化學反應速率，故錯誤；
B、由實驗探究可知同一個化學反應可以有多種催化劑，故正確；
C．MnO₂不制能能作過氧化氫溶液分解的催化劑，還可用氯酸鉀受熱分解的催化劑，故錯誤；
D、用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應的反應物或生成物，例如二氧化錳也是高錳酸鉀受熱分解生成生成物，故錯誤；
（2）①茄堿（C₄₅H₇₃O₁₅N）的相對分子質(zhì)量=12×45+1×73+16×15+14=867；
②433.5g茄堿中含有碳元素的質(zhì)量=433.5g×

12×45

867

×100%=270g．
故答案為：（1）過濾；漏斗；引流； 
（2）節(jié)約藥品；
【實驗結(jié)論】
（1）質(zhì)量；化學性質(zhì)；
【實驗評價】
（1）比較二氧化錳和氧化鐵對過氧化氫溶液分解的催化效果；
（2）二氧化錳的催化效果比氧化鐵好；             
【知識拓展】
（1）B；（2）①867；②270．

點評：此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．