Question

20．小麗同學欲通過實驗證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”這一命題．她設計并完成了下表所示的探究實驗：

	實驗操作	實驗現象	實驗結論或總結
			結論	總結
實驗一	取5mL 5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產生，木條不復燃	過氧化氫分解產生氧氣，但是產生氣體很慢． 反應的文字表達式為： 過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現象	二氧化錳加入水中不產生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳， 伸入帶火星的木條	有大量氣泡產生，帶火星的木條迅速復燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

（1）請你幫小麗同學填寫上表中未填完的空格．
（2）在小麗的探究實驗中，“實驗一”和“實驗二”起的作用是對比．
（3）第二方面的實驗是利用“實驗三”反應后試管內的剩余物繼續實驗．接下來的實驗操作是
傾倒掉反應后的液體，向剩余的固體中重新加人過氧化氫溶液．

Answer 1

分析 （1）雙氧水在二氧化錳做催化劑條件下能分解產生大量氧氣，這是課本實驗，容易解答；
（2）設計化學實驗要遵循單一變量和對照原則，從題中可知“實驗一”和“實驗二”起對照作用，通過實驗一和實驗二可證明雙氧水能分解產生氧氣，而二氧化錳不能分解產生氧氣；
（3）屬于實驗反思部分，結合催化劑的特點--催化劑在化學反應前后質量和化學性質不發生改變即可作出解答．

解答 解：（1）實驗一：雙氧水在沒有二氧化錳做催化劑的條件下也能分解產生氧氣，只是放出氧氣速度慢，反應的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；實驗二：二氧化錳加入水中不能產生使帶火星木條復燃的氣體，說明二氧化錳加入水中不能產生氣體；實驗三由實驗結論可確定實驗操作為：向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條，現象是：產生大量氣泡，帶火星的木條迅速復燃．
（2）“實驗一”和“實驗二”起的作用是對照；
（3）傾倒掉反應后的液體，向剩余的固體中重新加人過氧化氫溶液；有大量氣泡產生，說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率．兩次稱量的目的是比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質量有無變化，要驗證二氧化錳的化學性質不發生改變，只要簡單設計實驗說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率即可．
故答案為：（1）

	實驗操作	實驗現象	實驗結論或總結
			結論	總結
實驗一	取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產生，木條不復燃	過氧化氫分解產生氧氣，但是 反應慢． 反應的化學方程式為： 過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現象	二氧化錳加入水中不產生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產生，帶火星的木條迅速復燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

（2）對比（或對照等）；
（3）傾倒掉反應后的液體，向剩余的固體中重新加入過氧化氫溶液．

點評 在確定一種物質是催化劑時，不但要確定它能否改變化學反應的速率，還要確定它反應前后的質量和化學性質是否改變，只有這兩條都不變，才是催化劑．