Question

小亮和小明非常喜歡吃馬鈴薯(土豆)，他們從互聯網上查到有關資料：馬鈴薯的主要成分是淀粉和多種營養物質，還含有少量的生物活性物質——酶，酶是生物體內最常用的一種催化劑．他們在為分解過氧化氫尋找催化劑的探究過程中，驚奇地發現，將新鮮的馬鈴薯塊放入過氧化氫溶液中時，馬鈴薯塊表面有氣泡產生，這是什么氣體呢？在該反應中馬鈴薯起了什么作用呢？對此他們進行了如下探究．

[提出猜想]

猜想一：小亮認為是馬鈴薯中的有機物與過氧化氫溶液作用產生了二氧化碳，馬鈴薯是反應物之一．

猜想二：小明認為過氧化氫溶液是在馬鈴薯中酶的催化作用下分解產生了氧氣，馬鈴薯中的酶是反應的催化劑．

[實驗驗證]

(1)首先看小亮的實驗設計，假設產生了二氧化碳．

步驟一：取一小片馬鈴薯，放在天平上稱其質量為M₁．

步驟二：選用如下圖所示的實驗室中制取氣體的裝置________(填圖中裝置序號)，將小片馬鈴薯放入試管中，使之與過氧化氫溶液混合，此時可觀察到裝置內產生大量氣泡．

步驟三：根據小亮的實驗猜想，收集上述裝置中所產生的氣體，可選用的收集方法是________________，你作出此判斷的理由是________________．

步驟四：檢驗產生的氣體是否為二氧化碳，常用的方法是________________．

步驟五：等氣體不再產生時，將馬鈴薯片取出，用濾紙吸干其表面上帶出的溶液后，稱其質量為M₂．請你根據小亮的實驗猜想，推測馬鈴薯片的質量M₂與M₁相比會________(填“增大”、“減小”或“不變”)．

(2)下面我們再來看小明的實驗設計，假設產生了氧氣．其各步操作與小亮的基本相同．

步驟二：應選擇圖中的哪套裝置制取氣體________(填圖中裝置序號)．

步驟三：根據小明的實驗猜想，可選用的收集氣體的方法是________________，作出此判斷的依據是________________．

步驟四：檢驗產生氣體是否為氧氣的方法及現象是________________．

步驟五：根據小明的實驗猜想，請你推測稱量的馬鈴薯片的質量M₂與反應前的M₁相比會________(填“增大”、“減小”或“不變”)．

[得出結論]

(3)經過實驗驗證，最后發現小明的猜想是正確的，請你寫出該反應的文字表達式：________．此探究實驗還可以說明：用過氧化氫制取氧氣時，其催化劑________(填“是”或“不是”)唯一的．

Answer 1

答案：
解析：

　　答案：(1)B　向上排空氣法　二氧化碳能溶于水且密度比空氣的大　往集氣瓶中倒入少量的澄清石灰水，振蕩，若澄清的石灰水變渾濁，則證明產生的氣體為二氧化碳　減小

　　(2)B　向上排空氣法或排水法　氧氣不易溶于水且密度比空氣的大　將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復燃，則證明產生的氣體為氧氣　不變

　　(3)過氧化氫水＋氧氣　不是

　　講析：由于新鮮馬鈴薯塊放入過氧化氫溶液中時，便有氣泡產生，反應條件不需要加熱，因此步驟二中制取氣體應選擇圖中裝置B．步驟三應根據所要收集氣體的物理性質確定，由于CO₂能溶于水且密度比空氣的大，小亮應用向上排空氣法收集；由于氧氣不易溶于水且密度比空氣的大，小明應選擇向上排空氣法或排水法收集．步驟四檢驗CO₂時應該往集氣瓶中倒入少量的澄清石灰水，振蕩，觀察澄清石灰水是否變渾濁；檢驗氧氣時，可將帶火星的木條伸入集氣瓶中，看木條是否復燃．步驟五中，若馬鈴薯片為反應物，則反應后其質量會減小；若馬鈴薯片為催化劑，則反應后其質量不變．最后由于小明的猜想是正確的，即用過氧化氫制氧氣時，馬鈴薯中酶為催化劑，反應的文字表達式為：過氧化氫水＋氧氣，同時說明催化劑并不是唯一的．

　　點評：本題以大家熟悉的馬鈴薯(土豆)為背景命題，涉及到實驗室制取氣體時發生裝置與收集裝置的選擇、氣體的檢驗方法及催化劑等知識，對大家的科學探究能力進行了很好地考查．