Question

【題目】某研究小組發(fā)現(xiàn)，將一片土豆片放入過氧化氫溶液中，過氧化氫溶液的分解速率加快。該小組同學(xué)進行了如下探究。

（提出問題）土豆能不能做過氧化氫分解的催化劑呢？

（作出猜想）土豆能做過氧化氫分解的催化劑。

（實驗驗證）

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	在試管中加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條不復(fù)燃
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入0.5 g土豆，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量的氣泡，木條復(fù)燃
③	待②中反應(yīng)結(jié)束，將試管里的剩余物進行過濾、洗滌、擦干、稱量	稱得固體質(zhì)量為0.5 g
④	將③中所得固體放入試管中，重新加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量的氣泡，木條復(fù)燃

（分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論）

（1）實驗③證明土豆在反應(yīng)前后________沒有發(fā)生變化。

（2）實驗④證明土豆在反應(yīng)前后________沒有發(fā)生變化。

結(jié)論：土豆可以做過氧化氫分解的催化劑。

（3）寫出土豆做催化劑時過氧化氫分解的符號表達式__________。

（實驗拓展）

（1）該研究小組又做了比較土豆與二氧化錳的催化效果的實驗（如圖）。實驗時均以生成25 mL氣體為準。其他可能影響實驗的因素均忽略不計。

相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

實驗編號	3%過氧化氫溶液體積	其他物質(zhì)質(zhì)量	待測數(shù)據(jù)
Ⅰ	10 mL	鮮土豆片0.5 g	a
Ⅱ	10 mL	二氧化錳0.5 g	b

①用量筒收集氣體的優(yōu)點____________。

②該實驗還需控制的量有____________。

③上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”指_________。

（2）研究小組繼續(xù)開展“尋找過氧化氫分解的新催化劑”活動。小明用坩堝鉗夾取一光亮的銅絲。放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑（此物質(zhì)是氧化銅），然后迅速地插入一只裝有10 m l 3%的過氧化氫溶液的試管中。觀察到試管內(nèi)迅速產(chǎn)生大量氣泡。于是得出結(jié)論氧化銅可以加快過氧化氫的分解。小組同學(xué)認為這個結(jié)論不可靠。原因是使得過氧化氫分解速率加快的因素還可能與_______有關(guān)。請你重新設(shè)計實驗方案__________。

（3）你能說出本題提到的影響催化劑的催化效果的因素是_________、_______。你知道還有_______、________也可以。

Answer 1

【答案】質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 便于更好觀察收集的氣體的體積 土豆和二氧化錳顆粒的大小 收集25mL氣體所需的時間 溫度 用坩堝鉗夾取一點光亮的銅絲，放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑，冷卻后將銅 絲插入一只裝有 10mL3%的過氧化氫溶液的試管中，觀察試管內(nèi)是否迅速產(chǎn)生大量氣泡 催化劑的種類 催化劑的顆粒大小或者溫度 催化劑的純度 催化劑的質(zhì)量

【解析】

根據(jù)催化劑的特點反應(yīng)前后質(zhì)量不變，化學(xué)性質(zhì)不變，可以改變化學(xué)反應(yīng)速率進行分析解答。

分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論：

（1）由表中數(shù)據(jù)可知反應(yīng)前土豆質(zhì)量為0.5g，故實驗③證明土豆在反應(yīng)前后質(zhì)量不變沒有發(fā)生變化；

（2）由表中現(xiàn)象可看出實驗④中土豆依舊可以催化反應(yīng)，故實驗④證明土豆在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生變化；

（3）過氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣，故其表達式為：；

實驗拓展：

（1）①用量筒收集氣體可隨時觀察收集的氣體體積，故用量筒收集氣體的優(yōu)點是：便于更好觀察收集的氣體的體積。

②物質(zhì)之間的接觸面積也會影響反應(yīng)速度，故該實驗還需控制的量有：土豆和二氧化錳顆粒的大小。

③本實驗是為探究哪種催化效果好，應(yīng)該測量生成相同體積的氣體所需時間的多少，故上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”指：收集25mL氣體所需的時間。

（2）剛剛灼燒后的銅絲溫度較高，直接伸入過氧化氫溶液中可能會因為溫度升高而加快反應(yīng)速度，故原因是使得過氧化氫分解速率加快的因素還可能與溫度有關(guān)。重新設(shè)計實驗方案為：用坩堝鉗夾取一點光亮的銅絲，放到酒精燈火焰上灼燒至表面變黑，冷卻后將銅 絲插入一只裝有 10mL3%的過氧化氫溶液的試管中，觀察試管內(nèi)是否迅速產(chǎn)生大量氣泡。

（3）根據(jù)上述實驗結(jié)論可知影響催化劑的催化效果的因素是催化劑的種類、催化劑的顆粒大小或者溫度，還有催化劑的純度、質(zhì)量也可以影響催化效果。