Question

【题目】学习了MnO2可催化过氧化氢溶液分解制取氧气后,某同学猜想Al2O3 能否起到类似MnO2的催化作用呢?于是进行了以下探究。

[猜想与假设]

猜想1:Al2O3不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;

猜想2:Al2O3参与反应并产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变;

猜想3:Al2O3是反应的催化剂,反应前后_____。

[实验设计]用天平称量Al2O3 0.2 g,取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

（1）填写下表:

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
溶液中有气泡放出带火星的木条复燃	称量Al2O3的质量仍为0.2 g	溶液中有大量气泡放出_____，	猜想3成立

（2）步骤①③的目的是_____。

（3）写出Al2O3 催化过氧化氢溶液分解产生氧气的文字表达式:_____。

[继续探究]氧化铝是否比二氧化锰的催化效果更好?

小雨以生成等体积的氧气为标准，设计下列三组实验（其他可能影响实验的因素均忽略）:

实验序号	5%过氧化氢溶液体积	催化剂种类及质量	待测数据
①	5 mL
②	5 mL	0.5 g Al2O3
③	5 mL	0.5gMnO2

（4）上述实验测量的“待测数据”是_____。

（5）若测得实验②的数据比实验③的数据大,说明_____对过氧化氢溶液分解的催化效果更好。

[实验反思]

（6）影响过氧化氢溶液分解产生氧气快慢的因素还可能有:_____（写两种）。

（7）请设计实验验证你的其中一种猜想:_____。

Answer 1

【答案】质量和化学性质不变 带火星的木条复燃 探究氧化铝是否能加快过氧化氢的分解速率 过氧化氢 水+氧气 收集等量氧气所需时间 MnO2 反应物的浓度、温度 在相同温度下，取不同浓度的过氧化氢溶液分别加入等质量的二氧化锰粉末，观察哪个生成气泡的速度更快

【解析】

[猜想与假设]：Ⅲ、催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变；故填：质量和化学性质不变；
[实验设计]（1）氧化铝对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧气的速率，故现象是有大量气泡产生，带火星的木条复燃；故填：带火星的木条复燃；
（2）步骤①③的目的是探究氧化铝是否能加快过氧化氢的分解速率；故填：探究氧化铝是否能加快过氧化氢的分解速率；
（3）Al2O3催化过氧化氢溶液分解产生氧气和水；故填：过氧化氢 水+氧气；
（4）本题的实验目的证明氧化铝能加快过氧化氢的分解，所以“待测数据”是收集等量氧气所需时间。故填：收集等量氧气所需时间；
（5）若测得实验②的数据比实验③的数据大，说明MnO2对过氧化氢溶液分解的催化效果更好。故填：MnO2；
[实验反思]（6）影响化学反应快慢的因素很多，如反应物的浓度、温度、催化剂的颗粒大小、接触面积等，故填：反应物的浓度、温度；
（7）探究反应物的浓度对反应速率的影响可设计如下实验：在相同温度下，取不同浓度的过氧化氢溶液分别加入等质量的二氧化锰粉末，观察哪个生成气泡的速度更快；故填：在相同温度下，取不同浓度的过氧化氢溶液分别加入等质量的二氧化锰粉末，观察哪个生成气泡的速度更快。