Question

17．學校化學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）【實驗驗證】

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗一	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
實驗二	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	木條復燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

（3）【結論】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，有的同學認為只有上述一個證據(jù)，不能證明氧化鋁能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗：
實驗三：【實驗目的】探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變．
【實驗步驟】①準確稱量氧化鋁（少量）的品質(zhì)；②完成實驗二③待反應結束，將實驗而試管里的物質(zhì)進行過濾，洗滌，干燥，     ；對比反應前后氧化鋁的質(zhì)量．
【討論】如果氧化鋁在反應前后質(zhì)量不變，則說明氧化鋁可以作過氧化氫分解的催化劑．
（5）但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足夠，還需要再增加一個探究實驗：探究Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．
（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）【實驗驗證】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 所需的時間．右下圖是他們進行實驗的裝置圖，此實驗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間．
（3）【實驗記錄】

實驗編號	1	2
反應物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g氧化鋁	1gMnO2
時間	85秒	46秒

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

Answer 1

分析 （一）在化學反應里能改變其他物質(zhì)的化學反應速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后都沒有發(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)能否作為化學反應的催化劑，一般要注意從三個方面入手進行：一是探究加入該物質(zhì)能否改變化學反應速率；二是探究反應前后該物質(zhì)的質(zhì)量是否改變；三是探究化學反應前后該物質(zhì)的化學性質(zhì)是否改變；
（二）（2）可以根據(jù)制取氣體的實驗要求選擇實驗裝置；
（4）根據(jù)催化劑的選擇和作用可以設計合理的實驗過程，根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的判斷；
（5）根據(jù)影響化學反應速率的因素來分析．

解答 解：（一）（2）【實驗驗證】通過實驗一探究Al₂O₃對過氧化氫分解速率的影響．實驗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．
實驗三：通過實驗前后兩次稱量，可知實驗三是探究Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變．將實驗二反應后的物質(zhì)進行過濾可得到Al₂O₃，必須經(jīng)過洗滌、烘干后才稱量，減少實驗數(shù)據(jù)的誤差．
最后，還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學反應速率，其質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．
故答案是：（2）

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗一	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	木條復燃	加入Al2O3能加快過氧化氫溶液的分解速率

實驗三：
（4）Al₂O₃在反應前后質(zhì)量是否改變；稱量；
（5）Al₂O₃的化學性質(zhì)在反應前后是否改變．
（二）（2）利用排水法來收集氧氣，因為排水法容易準確地判斷收集滿氧氣的時間．故填：排水法；便于測定收集滿一瓶氣體所需時間；
（4）根據(jù)控制變量法，分析表中的有關數(shù)據(jù)，可知分別用1g氧化鋁和1gMnO₂做催化劑，來催化反應時所用的時間分別是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，化學反應速率要快．因此，由實驗現(xiàn)象可以得出的實驗結論是：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關．故填：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關；
（5）H₂O₂生成氧氣的快慢與過氧化氫的濃度或者溫度有關．故填：過氧化氫的濃度或溫度有關．

點評 解答本題時要充分理解影響化學反應速率的因素，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．