Question

【題目】（11分）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。

【實驗探究一】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，催化效果如何?

實驗步驟	實驗現象
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，觀察現象。	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
Ⅱ．待A試管中沒有現象發生時，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，觀察現象。	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃
Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行過濾、洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為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，觀察現象。

【實驗結論】

①由實驗Ⅰ你可以得出的結論是 ；

②實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的 和 在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；

③寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學方程式 。

【實驗評價】

①實驗設計Ⅳ的目的是 ；

②若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是： 。

【知識拓展】

①查閱資料可知：CuO、CuSO4、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。

下列有關催化劑的說法中正確的是 。

A．MnO2只能作過氧化氫溶液分解的催化劑

B．同一個化學反應可以有多種催化劑

C．催化劑只能加快化學反應的速率

D．用作催化劑的物質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芽，發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芽馬鈴薯可引起急性中毒。試計算433.5g茄堿中含有的碳元素的質量（寫出計算過程）。

【實驗探究二】影響化學反應的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實驗小組探究影響反應速率部分因素的相關實驗數據。

實驗序號	H2O2溶 液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

通過實驗①和②對比可知，化學反應速率還與 有關；

從實驗 和 對比可知，溫度越高，化學反應速率越快。

Answer 1

【答案】【實驗結論】①氧化鐵能改變過氧化氫分解的速率；②質量；化學性質；

③2H2O22H2O + O2 ↑ 【實驗評價】①探究氧化鐵和二氧化錳的催化效果哪個好；②二氧化錳比氧化鐵的催化效果好；【知識拓展】①B；②270g；【實驗探究二】過氧化氫溶液的濃度；③④。

【解析】

試題分析：【實驗結論】①通過對比實驗，說明氧化鐵確實改變了過氧化氫分解的速率。②實驗Ⅱ說明氧化鐵仍能對過氧化氫的分解起加快作用，說明其化學性質沒有發生改變。實驗Ⅲ通過兩次稱量，說明其質量在反應前后并沒有發生改變。③這個反應和二氧化錳作催化劑時的反應一樣，只需將催化劑由二氧化錳轉換成氧化鐵即可。反應的化符號表達式為：2H2O2 2H2O + O2↑；【實驗評價】①實驗設計Ⅳ的目的是探究氧化鐵和二氧化錳的催化效果哪個好；②若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是：二氧化錳比氧化鐵的催化效果好；【知識拓展】根據催化劑的定義可知①下列有關催化劑的說法中正確的是，同一個化學反應可以有多種催化劑，故選擇B；②433.5g茄堿中含有碳元素為：(12×45/867) ×100%×433.5g=270g【實驗探究二】實驗①和②中唯一的不同是過氧化氫溶液的濃度，所以我們可以得出反應速率還與反應物的濃度有關。要得出化學反應速率與溫度的關系，只需找到溫度不同而其他條件完全相同的兩個實驗作對比，觀察表格，容易發現實驗③和④對比符合溫度越高，化學反應速率越快。