Question

2．人教版新課標化學教材九年級上冊（2012教育部審定）“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5mL5%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中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag．	/
Ⅳ分別量取5mL5%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．	/

【實驗結(jié)論】
（1）A中產(chǎn)生的氣體是氧氣；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ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）實驗設計Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（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)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
在二氧化錳的催化作用下，過氧化氫迅速分解生成氧氣和水．哪些因素還影響著過氧化氫分解的速率？課外活動小組結(jié)些進行了更深入的探究：
探究實驗一：濃度對化學反應速率的影響

實驗步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳．	緩慢有少量氣泡冒出	濃度越大，過氧化氫分解的速率越快
另取一支試管加入3～5mL15%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳．	迅速有大量氣泡冒出

請你設計：
實驗用品：試管、燒杯、熱水、冷水、5%過氧化氫溶液、15%過氧化氫溶液
探究實驗二：溫度對化學反應速率的影響

實驗步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
		溫度越高，過氧化氫分解的速率越大

Answer 1

分析 【實驗結(jié)論】（1）根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃進行解答；
（2）根據(jù)實驗Ⅱ、Ⅲ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進行解答；
【實驗評價】（1）根據(jù)二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
（2）根據(jù)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)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
探究實驗一、根據(jù)不同濃度的過氧化氫溶液在加入二氧化錳時產(chǎn)生氣泡的快慢分析濃度對化學反應速率的影響；
探究實驗二、根據(jù)固定變量法分析設計溫度對化學反應速率的影響的探究實驗．

解答 解：【實驗結(jié)論】（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，所以有實驗現(xiàn)象A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產(chǎn)生的氣體是氧氣；故填：氧氣；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ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；故填：質(zhì)量；化學性質(zhì)；
【實驗評價】（1）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（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)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
探究實驗一、根據(jù)實驗現(xiàn)象可以看出，過氧化氫溶液的濃度越大，在放入二氧化錳時反應越迅速，說明濃度越大，過氧化氫分解的速率越快；故答案為：濃度越大，過氧化氫分解的速率越快；
探究實驗二、要探究溫度對化學反應速率的影響，由固定變量可知，該實驗操作是用試管取一定體積和一定濃度的過氧化氫溶液，分別放入盛放冷水和熱水的燒杯中觀察發(fā)生的現(xiàn)象，放入冷水中的過氧化氫反應不劇烈，而放入熱水中的過氧化氫反應劇烈，有大量氣泡出現(xiàn)．所以．實驗如下：

實驗步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳，放入盛放冷水燒杯中．	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
另取一支試管加入3～5mL15%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

故答案為：

實驗步驟	現(xiàn)    象	結(jié)    論
取一支試管加入3～5mL5%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳，放入盛放冷水燒杯中．	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
另取一支試管加入3～5mL15%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

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．