人教版新课标化学教材九年级上册“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化

Question

人教版新课标化学教材九年级上册“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？【实验研究】 实验步骤 实验现象 I．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁（Fe2O3）粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象． A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 II．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象． 试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 III．将实验II中的剩余物进行分离，并将所得氧化铁粉末进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag． IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象． （1）在第III步中，要使剩余物分离必须进行的操作是______，必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和______，玻璃棒的作用是______．（2）在第 IV步实验中，可以用点滴板（如图所示）代替试管C、D完成，改进后的优点是______．【实验结论】（1）实验 II和 III分别可以证明：氧化铁的______和______在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；（2）写出实验I的A试管中发生反应的符号表达式______．【实验评论】（1）实验设计IV的目的是______；（2）若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是______．【知识拓展】（1）查阅资料得知，CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．下列有关催化剂的说法中正确的是______．A．催化剂只加快化学反应速率B．同一个化学反应可以有多种催化剂C．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物（2）马铃薯长期放置后会发芽，发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱（C45H73O15N），又称马铃薯毒素，是一种弱碱性的甙生物碱，又名龙葵甙，大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒．①茄碱的相对分子质量为______；②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为______；③茄碱中氧元素的质量分数为______（计算结果保留一位小数）；④433.5g茄碱中含有______g碳元素．

Answer 1

【实验研究】（1）二氧化锰难溶于水，过滤可除去难溶性物质，所以在第III步中，要使剩余物分离必须进行的操作是过滤；过滤的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和漏斗，玻璃棒的作用是引流；故填：过滤；漏斗；引流；
（2）用点滴板代替试管C、D完成，改进后的优点是节约药品，可以做对比试验；故填：节约药品，可以做对比试验；
【实验结论】
（1）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；故填：质量；化学性质；
（2）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂

三氧化二铁  .

2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂

三氧化二铁  .

2H₂O+O₂↑；
【实验评价】（1）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
（2）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
【实验拓展】A．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故A错误；
B．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．MnO₂不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误；
故选：B；
（2）由茄碱的化学式为C₄₅H₇₃O₁₅N可知：①茄碱的相对分子质量=12×45+1×73+16×15=867；故填：867；
②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比=（1×73）：（16×5）=73：240；故填：73：240；
③茄碱中氧元素的质量分数=

16×15

867

×100%=27.7%；故填：27.7%；
④433.5g茄碱中含有碳元素的质量433.5g×

12×45

867

×100%=270g；故填：270．