Question

14．拓展探究學校化學興趣小組的同學知道二氧化錳能作過氧化氫（H₂O₂）分解的催化劑后，想再探究其他一些物質如Al₂O₃是否也可作過氧化氫分解的催化劑．請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
【提出問題】Al₂O₃能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？
【作出猜想】Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
【實驗驗證】

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中	有少量氣泡 木條不復燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢
實驗二	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量 Al2O3，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	Al2O3能加快過氧化氫的分解速率

【得出結論】Al₂O₃能加快過氧化氫的分解速率，故Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑．
【反思提高】經過討論，有的同學認為只有上述兩個證據，不能證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，還要補充一個探究實驗三：
實驗三：【實驗目的】探究Al₂O₃在反應前后質量是否改變
【實驗步驟】①準確稱量Al₂O₃（少量）的質量；②完成實驗二；③待反應結束，將實驗二試管里的物質進行過濾，洗滌，干燥干燥，稱量；④對比反應前后Al₂O₃的質量．
【交流討論】如果Al₂O₃在反應前后質量不變，則說明Al₂O₃可以作過氧化氫分解的催化劑．
【提出新的問題】但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足夠，還需要再增加一個探究實驗：探究Al₂O₃的化學性質在反應前后是否改變．通過補充實驗，證明Al₂O₃能作過氧化氫分解的催化劑，請你寫出實驗二中的化學反應方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鋁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 根據已有的知識進行分析，過氧化氫溶液在常溫下緩慢分解；過氧化氫溶液中加入氧化鋁能較快的產生氧氣，說明氧化鋁對過氧化氫的分解有催化作用，要證明是催化劑，需要證明氧化鋁在反應前后的質量和化學性質都不改變，據此解答．

解答 解：實驗驗證：要證明常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢，可以取過氧化氫溶液加入試管中，然后將帶火星的木條伸入試管中；在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量Al₂O₃，然后將帶火星的木條伸入試管中，產生大量的氣泡并且木條復燃，說明氧化鋁能加快過氧化氫的分解，故填：

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗一	將帶火星的木條伸入裝有過氧化氫溶液的試管中
實驗二			Al2O3能加快過氧化氫的分解速率

實驗三：通過實驗前后兩次稱量，可知實驗三是探究Al₂O₃在反應前后質量是否改變．故填：Al₂O₃在反應前后質量是否改變．
【提出新的問題】還必須在增加一個實驗：探究Al₂O₃的化學性質在反應后是否改變．只有Al₂O₃具備既能改變化學反應速率，其質量和化學性質在反應前后又保持不變，才能作為過氧化氫分解的催化劑．故填：Al₂O₃的化學性質在反應前后是否改變；
在氧化鋁的催化作用下，過氧化氫分解為水和氧氣；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氧化二鋁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

點評 此題探究Al₂O₃是不是過氧化氫分解反應的催化劑．中考有關催化劑的考查主要集中在催化劑的作用和探究某物質是不是過氧化氫或氯酸鉀分解反應的催化劑．催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變．要探究一種物質能否作為化學反應的催化劑，必須同時具備上述特點．