Question

【題目】某研究小組發現，將一片土豆片放入過氧化氫溶液中，過氧化氫溶液的分解速率加快。該小組同學進行了如下探究。

（提出問題）土豆能不能做過氧化氫分解的催化劑呢？

（作出猜想）土豆能做過氧化氫分解的催化劑。

（實驗驗證）

實驗編號	實驗操作	實驗現象
①	在試管中加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條不復燃
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入0.5 g土豆，然后將帶火星的木條伸入試管中	產生大量的氣泡，木條復燃
③	待②中反應結束，將試管里的剩余物進行過濾、洗滌、擦干、稱量	稱得固體質量為0.5 g
④	將③中所得固體放入試管中，重新加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	產生大量的氣泡，木條復燃

（分析數據、得出結論）

（1）實驗③證明土豆在反應前后________沒有發生變化。

（2）實驗④證明土豆在反應前后________沒有發生變化。

結論：土豆可以做過氧化氫分解的催化劑。

（3）寫出土豆做催化劑時過氧化氫分解的符號表達式__________。

（實驗拓展）

（1）該研究小組又做了比較土豆與二氧化錳的催化效果的實驗（如圖）。實驗時均以生成25 mL氣體為準。其他可能影響實驗的因素均忽略不計。

相關數據如下表：

實驗編號	3%過氧化氫溶液體積	其他物質質量	待測數據
Ⅰ	10 mL	鮮土豆片0.5 g	a
Ⅱ	10 mL	二氧化錳0.5 g	b

①用量筒收集氣體的優點____________。

②該實驗還需控制的量有____________。

③上述實驗中的“待測數據”指_________。

（2）研究小組繼續開展“尋找過氧化氫分解的新催化劑”活動。小明用坩堝鉗夾取一光亮的銅絲。放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑（此物質是氧化銅），然后迅速地插入一只裝有10 m l 3%的過氧化氫溶液的試管中。觀察到試管內迅速產生大量氣泡。于是得出結論氧化銅可以加快過氧化氫的分解。小組同學認為這個結論不可靠。原因是使得過氧化氫分解速率加快的因素還可能與_______有關。請你重新設計實驗方案__________。

（3）你能說出本題提到的影響催化劑的催化效果的因素是_________、_______。你知道還有_______、________也可以。

Answer 1

【答案】質量 化學性質 便于更好觀察收集的氣體的體積 土豆和二氧化錳顆粒的大小 收集25mL氣體所需的時間 溫度 用坩堝鉗夾取一點光亮的銅絲，放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑，冷卻后將銅 絲插入一只裝有 10mL3%的過氧化氫溶液的試管中，觀察試管內是否迅速產生大量氣泡 催化劑的種類 催化劑的顆粒大小或者溫度 催化劑的純度 催化劑的質量

【解析】

根據催化劑的特點反應前后質量不變，化學性質不變，可以改變化學反應速率進行分析解答。

分析數據、得出結論：

（1）由表中數據可知反應前土豆質量為0.5g，故實驗③證明土豆在反應前后質量不變沒有發生變化；

（2）由表中現象可看出實驗④中土豆依舊可以催化反應，故實驗④證明土豆在反應前后化學性質沒有發生變化；

（3）過氧化氫分解產生水和氧氣，故其表達式為：；

實驗拓展：

（1）①用量筒收集氣體可隨時觀察收集的氣體體積，故用量筒收集氣體的優點是：便于更好觀察收集的氣體的體積。

②物質之間的接觸面積也會影響反應速度，故該實驗還需控制的量有：土豆和二氧化錳顆粒的大小。

③本實驗是為探究哪種催化效果好，應該測量生成相同體積的氣體所需時間的多少，故上述實驗中的“待測數據”指：收集25mL氣體所需的時間。

（2）剛剛灼燒后的銅絲溫度較高，直接伸入過氧化氫溶液中可能會因為溫度升高而加快反應速度，故原因是使得過氧化氫分解速率加快的因素還可能與溫度有關。重新設計實驗方案為：用坩堝鉗夾取一點光亮的銅絲，放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑，冷卻后將銅 絲插入一只裝有 10mL3%的過氧化氫溶液的試管中，觀察試管內是否迅速產生大量氣泡。

（3）根據上述實驗結論可知影響催化劑的催化效果的因素是催化劑的種類、催化劑的顆粒大小或者溫度，還有催化劑的純度、質量也可以影響催化效果。