Question

【題目】某研究小組對H2O2分解的各種催化劑的催化效果進行定量對比探究。小組人員選用海藻酸鈉（海藻酸鈉是一種天然高分子物質(zhì)，在本實驗中性質(zhì)穩(wěn)定）作為催化劑支架，制備負載不同催化劑的海藻酸鈉微球，利用數(shù)字化手持技術(shù)展開探究。

【實驗過程】 取負載各種催化劑的海藻酸鈉微球各30粒分別放入4個錐形瓶中，連接壓力傳感器（如圖1所示）。用注射器分別向每個錐形瓶中注入20 mL濃度為5% H2O2溶液，溶液全部注入瞬間立即采集200 s內(nèi)壓強數(shù)據(jù)，最后用軟件繪制實驗圖形如圖2所示（肝臟研磨液富含過氧化氫酶，酶主要成分為蛋白質(zhì)）。

【實驗分析】

⑴ 寫出b瓶中反應的化學方程式____。上述四種中催化效果最差的物質(zhì)是___。

⑵ a、b、c瓶中的海藻酸鈉微球都浮了起來，主要原因是_______。

⑶ a 、b瓶在60秒左右時壓強突然恢復到常壓，最可能原因是_____。

⑷ 前50秒內(nèi)，b、c、d瓶中反應速率越來越快，可能原因是_____,實驗中發(fā)現(xiàn)a瓶中催化劑的性能隨反應進行越來越弱，可能原因是：__________。

⑸ 若實驗中過氧化氫溶液完全反應，則本實驗理論上每瓶能得到氧氣的質(zhì)量為多少__________？（5%的過氧化氫溶液密度約為1g/mL，最終結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位）

Answer 1

【答案】 2H2O2 2H2O+ O2↑ Fe2O3 產(chǎn)生的大量氣體附著在小球表面，浮力變大。 瓶內(nèi)壓強太大導致沖塞（或注射器活塞飛出） 反應放熱 溫度升高部分蛋白質(zhì)失去生理活性（酶的活性降低） 0.47g。

【解析】根據(jù)所學知識和題中信息知，探究H2O2分解的各種催化劑的催化效果。【實驗過程】取負載各種催化劑的海藻酸鈉微球各30粒分別放入4個錐形瓶中，用注射器分別向每個錐形瓶中注入20 mL濃度為5% H2O2溶液。【實驗分析】⑴ b瓶中反應的化學方程式是2H2O2 2H2O+ O2↑。催化效果最差的物質(zhì)是Fe2O3。⑵ a、b、c瓶中的海藻酸鈉微球都浮了起來，主要原因是產(chǎn)生的大量氣體附著在小球表面，浮力變大。⑶ a 、b瓶在60秒左右時壓強突然恢復到常壓，最可能原因是瓶內(nèi)壓強太大導致沖塞（或注射器活塞飛出）。⑷ 前50秒內(nèi)，b、c、d瓶中反應速率越來越快，可能原因是反應放熱，升高溫度加快了反應速率。實驗中發(fā)現(xiàn)a瓶中催化劑的性能隨反應進行越來越弱，可能原因是：溫度升高部分蛋白質(zhì)失去生理活性（酶的活性降低），酶的活性隨溫度升高而降低。

⑸解∶設每瓶能得到氧氣的質(zhì)量為x

2H2O2 2H2O+ O2↑

68 32

20mL×1g/mL×5% x

＝ ,x＝0.47g。

點睛∶影響物質(zhì)反應速度的因素是催化劑和溫度。