Question

11．小明同學在家里的藥箱中發現一瓶用來清洗傷口用的消毒液--“雙氧水”，他聯想到在化學課上曾用過氧化氫溶液制取過氧氣，他高興的將家中的“雙氧水”拿到學校的實驗室，在老師的指導下和同學們一起做了如下實驗．
第一組實驗】小明欲證明該雙氧水是否失效．
（1）實驗過程
①在試管中加入5mL“雙氧水”，把帶火星的木條伸入試管中，發現木條未復燃；
②用酒精燈給上述試管加熱，液體中有氣泡產生，把帶火星的木條伸入試管中，發現木條仍未復燃；
③如圖1裝置進行操作，帶火星的木條復燃，水槽中冰水所起的作用是冷凝水蒸氣．
（2）實驗結論：雙氧水沒有失效．

【第二組實驗】小明欲證明二氧化錳在雙氧水的分解反應中起催化作用，
該物質在反應前后質量是否發生變化．
（1）實驗中化學反應的方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實驗步驟
①準確稱量二氧化錳的質量．
②將二氧化錳裝入大試管中并加入5mL“雙氧水”；
③待反應結束后，將大試管里的固體物質進行過濾、洗滌、烘干、稱量；
④對比反應前后二氧化錳的質量．
（3）做完此實驗后，小方認為要證明二氧化錳的催化作用，還需要再補充一個探究實驗：探究
二氧化錳在化學反應前后化學性質是否發生改變．
【實驗反思】依據所做的實驗，影響化學反應速率的因素可能有溫度、催化劑 等．
【第三組實驗】小明欲探究Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑，并與MnO₂的催化效果進行比較．小明、小李、小張三位同學同時進行H₂O₂的分解與氣體的收集實驗．實驗時間均以30秒生成氣體為準（H₂O₂均未全部分解）（見圖2甲），其他可能影響實驗的因素均忽略．相關數據如下：

同學序號	質量分數相同的H2O2溶液	溶液中加入的物質	收集到的氣體體積
小明	100mL	未加其他物質	a mL
小李	100mL	Fe2O3  0.5g	b mL
小張	100mL	MnO2  0.5g	c mL

（1）若50mL量氣管中液面的位置如圖2乙所示，A與B刻度間相差1mL，刻度A為20，則此時氣體的體積為31.8mL．
（2）欲探究Fe₂O₃在實驗中是否起催化作用，首先應比較a和b（選擇a、b、c填空）的大小，還需補充做如下實驗（無需寫出具體操作步驟）：
①氧化鐵在化學反應前后化學性質是否發生改變；
②氧化鐵的質量在反應前后是否發生改變．
實驗結論：Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解，起催化作用．

Answer 1

分析 【第一組實驗】（1）③在加熱時水會汽化，可能干擾實驗現象，所以加入冰的作用是讓水蒸氣冷凝
（2）根據實驗現象可以得出實驗結論
【第二組實驗】（1）根據所學知識寫出化學方程式
（2）①根據實驗目的來填空
④與反應前的質量相比較
（3）根據催化劑的性質來解答題目
【實驗反思】根據題中所做的對比試驗可以得出影響反應速率的因素；
第三組實驗：（1）根據讀數方法讀數
（2）催化劑是一變兩不變，驗證反應前后化學性質和質量是否改變．

解答 解：【第一組實驗】（1）③在加熱時水會汽化，可能干擾實驗現象，所以加入冰的作用是讓水蒸氣冷凝
（2）根據帶火星的木條復燃可以得出該過氧化氫沒有失效
【第二組實驗】（1）可以直接寫出反應的化學方程式
（2）①稱量二氧化錳的質量
④與反應前二氧化錳的質量進行比較
（3）已經驗證了二氧化錳能加快改反應速率和質量，但還沒有驗證二氧化錳的化學性質在反應前后是否改變，
【實驗反思】根據題中所做的對比試驗可以得出影響反應速率的因素
【第三組實驗】（1）A為20ml，則液體示數為19.2ml，氣體的體積是50ml-19.2ml=31.8ml
（2）欲探究Fe₂0₃在實驗中是否起催化作用，要比較小明和小李反應速度的快慢；要補充的實驗，根據后面的Fe₂0₃的化學性質有沒有改變可知，設計的實驗必須是將氧化鐵過濾出來，看是否能繼續做過氧化氫的催化劑，還要稱一下質量是否改變．
故答案為：【第一組實驗】（1）③冷凝水蒸氣 
（2）雙氧水沒有失效
【第二組實驗】（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
  （2）①準確稱量二氧化錳的質量
④對比反應前后二氧化錳的質量
（3）二氧化錳在化學反應前后化學性質是否發生改變
【實驗反思】溫度、催化劑；
【第三組實驗】（1）31.8．
（2）a b  氧化鐵在化學反應前后化學性質是否發生改變；氧化鐵的質量在反應前后是否發生改變；

點評 催化劑能改變其他物質的反應速率，但本身的質量和化學性質在反應前后不變．要證明某物質是某反應的催化劑，必須三方面都證明，才能夠說明該物質是該反應的催化劑