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专项突破 1 催化剂的相关探究
类型 1 是否是催化剂
1.「2025广东广州越秀期中」小林同学踢足球时腿被擦伤了，医生给他用医用过氧化氢溶液消洗伤口时产生了大量气泡。小林对此现象产生了兴趣，于是在实验室与兴趣小组同学对伤口处产生的是哪种气体以及产生大量气泡的原因进行了实验探究。
【信息检索】过氧化氢酶主要存在于动物的肝脏、红细胞及某些植物体组织中，它的主要作用就是催化过氧化氢分解生成水和氧气。
【实验探究】验证过氧化氢分解生成的气体是氧气。
(1)请完善下面表格。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤一：取少许过氧化氢溶液加入一支试管中，将带火星的木条伸入试管中 缓慢产生极少量气泡，带火星的木条没有复燃 产生 的气体 不 是氧气
步骤二：向步骤一的 试管中加入少量二 氧化锰，再将带火星 的木条伸入试管中 产生的气体是氧气
步骤三：待步骤二没有现象时，重新加入 ,并将带火星的木条伸入试管中 快速产生大量气泡，带火星的木条复燃 产生的气体是
【实验反思】
(2)小林认为上述步骤一得出的结论不正确，请你说明理由： 。
(3)为了证明二氧化锰是上述反应中的催化剂，除了验证其化学性质在反应前后没有改变外，还需要验证 。
(4)用医用过氧化氢溶液清洗伤口时产生大量气泡的原因可能是 。
2.「2025河北邯郸邯山期中」实验课上，老师让同学们设计实验探究“红砖粉末是否也可作过氧化氢分解的催化剂”。以下是晓宇所在的小组进行的探究，请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。
【问题】红砖粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂
【猜想】
(1)猜想Ⅰ：红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂Ⅱ:
【实验验证】
(2)晓宇进行了两个实验，请你将晓宇的实验表格补充完整。
实验步骤 实验现象 实验结论
实验 将带火星的木条 伸入装有过氧化 氢溶液的试管中 常 温下 过氧化 氢分解 速 率很慢
实验二 向装有过氧化氢溶液的试管中加入红砖粉末，将带火星的木条伸入试管 产生大量 气泡，木条 复燃
【得出结论】
(3)对比实验一、实验二，晓宇得出 (填“猜想Ⅰ”或“猜想Ⅱ”)正确。
【反思提高】
(4)经过讨论，同学们认为只有上述两个实验，不能证明红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充实验分别探究反应前后红砖粉末的 和 有无变化，只有二者均无变化时，才能证明红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂。
3.「2025广东广州天河期末」某研究小组发现，将适量淀粉放入过氧化氢溶液中，过氧化氢的分解速率加快。对于此现象，该小组同学进行了如下探究：
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂
【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤 实验现象 结论及解释
A 中无明显现象，B中产生大量气泡，带火星木条复燃 B 中产生的气体是
Ⅱ.向B 试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 B 中带火星 木条又复燃，滤渣质量为 淀粉的 和 在反应前后均没有发生变化，能作过氧化氢分解的催化剂
【实验拓展】
设计了如图所示装置(夹持仪器未画出)对比淀粉与二氧化锰的催化效果，实验均以生成25mL气体为准，其他可能的影响因素忽略不计，相关数据见表：
实验编号 3%过氧化氢溶液的体积 其他物质质量 待测数据
I 20mL 淀粉0.5g a
Ⅱ 20mL 二氧化锰0.5g b
上述实验中“待测数据”是指 ，若a>b，则可得出的结论是 —— 。
【拓展探究】同种催化剂，还有哪些因素会影响过氧化氢分解反应的催化效果 (回答一点)。
类型 2 控制变量思想
4.「2025贵州铜仁碧江期中改编」某同学阅读课外资料得知：实验室也可用氯酸钾(KClO )制取氧气，文字表达式为：氯酸钾-二氧化锰，氯化钾+氧气。过氧化氢分解除了用二氧化锰，还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂 它是否比二氧化锰催化效果更好
【设计实验】该同学设计了下列三组实验(其他可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号 KClO 质量 其他物质质量 收集氧气的体积 时间
① 1.2g — 50 mL 2500s
② 1.2g CuO g 50mL 64 s
③ 1.2g MnO 0.5g 50mL 31s
(1)实验②中加入 CuO的质量为 g。
(2)根据实验②和实验①的“时间”对比，可以得到的结论是 ；根据实验②和实验③的“时间”对比，可以得到的结论是 。
(3)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中， (简述操作和现象)。
【结论】通过以上实验证明氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂。
专项突破1 催化剂的相关探究
1.答案 (1)步骤二：快速产生大量气泡，带火星的木条复燃 步骤三：过氧化氢溶液 氧气 (2)产生的气体少，试管中氧气浓度不够，带火星的木条不能复燃 (3)反应前后二氧化锰的质量不变(4)血液或组织液中有过氧化氢酶(合理即可)解析 (1)步骤二：根据实验结论产生的气体是氧气，所以实验现象是快速产生大量气泡，带火星木条复燃。步骤三：化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，故重新加入过氧化氢溶液，并将带火星的木条伸入试管中，仍会观察到快速产生大量气泡，带火星木条复燃。
2.答案 (1)红砖粉末不能作过氧化氢分解的催化剂(2)产生少量气泡，木条不复燃 红砖粉末能够加快过氧化氢分解速率 (3)猜想 l (4)质量化学性质
解析 (1)该实验探究红砖粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂，所以猜想Ⅱ是红砖粉末不能作过氧化氢分解的催化剂。(2)实验一：实验结论是常温下过氧化氢分解速率很慢，所以观察到的现象是产生少量气泡，木条不复燃。实验二：实验现象是产生大量气泡，木条复燃，所以实验结论是红砖粉末能够加快过氧化氢分解速率。(3)对比实验一和实验二可知，红砖粉末能加快过氧化氢的分解速率，晓宇得出猜想Ⅰ正确。(4)催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不变，则还要补充实验分别探究反应前后红砖粉末的质量和化学性质有无变化。
3.答案 【实验验证】Ⅰ.氧气 Ⅱ. mg质量 化学性质 【实验拓展】收集25 mL 氧气所需的时间在其他条件相同时，二氧化锰比淀粉的催化效果好
【拓展探究】温度(或催化剂颗粒大小等)
解析 【实验验证】过氧化氢在催化剂的作用下生成水与氧气，催化剂在化学反应前后质量与化学性质不变。【实验拓展】对比淀粉与二氧化锰的催化效果，则“待测数据”是收集25 mL 氧气所需的时间。若a>b，则二氧化锰比淀粉的催化效果好。【拓展探究】同种催化剂，温度、催化剂颗粒大小等也会影响过氧化氢分解反应的催化效果。
4.答案 (1)0.5(2)氧化铜能改变氯酸钾的分解速率 二氧化锰的催化效果比氧化铜好 (3)再加入1.2g 氯酸钾，加热，收集到50 mL氧气所用的时间为64 s
解析 (1)对比实验中，加入其他物质的质量应相同，所以实验②中加入 CuO 的质量为0.5g。(3)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥、称量，目的是证明CuO 在反应前后质量不变；将以上得到的CuO 重复进行实验②，目的是证明CuO 反应前后化学性质不变。

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