1.关于催化剂的研究是一项重要的课题,某小组同学以“探究催化剂的奥秘”为主题展开了项目式学习。
任务一:认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是(填字母序号)。
A.不加入催化剂,化学反应就不能发生
B.在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变
C.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
D.生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂
任务二:探究催化剂
小组同学查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂,于是进行相应探究:称量0.2 g氧化铜(CuO),取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如图所示实验。

(2)填表:

(3)步骤①③对比可以说明。
(4)步骤②中发生的反应的文字表达式为。
任务三:比较催化剂的催化效果
小组同学以生成等体积的氧气为标准,设计了下列几组实验:

(5)若$t_2＞t_3$,则可得到的结论是。
(6)若要比较氧化铜和二氧化锰的催化效果,除了可以测量收集等体积氧气所用的时间外,还可以测量。

1.(1)BD
(2)0.2 g 产生大量气泡,带火星的木条复燃
(3)氧化铜能加快过氧化氢的分解
(4)过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气
(5)二氧化锰的催化效果比氧化铜的催化效果好
(6)相同时间内所收集的氧气体积

【分析】
本题围绕催化剂的核心知识展开，需结合催化剂的定义、性质及实验探究的控制变量法解题：
1. 任务一（1）：根据催化剂“一变两不变”（改变反应速率，本身质量、化学性质反应前后不变）的特点，逐一分析选项：A错误（不加催化剂反应仍能发生，只是速率慢）；B正确；C错误（催化剂也可作为其他反应的反应物/生成物，如MnO₂是KMnO₄分解的生成物）；D正确（化工生产常用催化剂提高效率），故选BD。
2. 任务二（2）：题目明确称量0.2g CuO，对应质量为0.2g；CuO作为H₂O₂分解的催化剂，会加快分解产生大量O₂，使带火星木条复燃，故现象为产生大量气泡，带火星木条复燃。
3. 任务二（3）：步骤①为未加CuO的H₂O₂溶液，分解速率慢；步骤③为加CuO的H₂O₂溶液，分解速率快，对比说明CuO能加快H₂O₂的分解速率。
4. 任务二（4）：H₂O₂在CuO催化下分解为H₂O和O₂，据此写文字表达式。
5. 任务三（5）：生成等体积O₂时，时间越短催化效果越好，t₂（CuO催化时间）＞t₃（MnO₂催化时间），说明MnO₂催化效果更好。
6. 任务三（6）：比较催化效果，除“等体积O₂的收集时间”，还可测“相同时间内收集的O₂体积”（相同时间收集越多，催化效果越好）。
【解析】
(1) 催化剂的定义：能改变化学反应速率，反应前后自身质量和化学性质不变。
A选项：催化剂仅改变化学反应速率，不决定反应是否发生，错误；
B选项：符合催化剂“化学性质不变”的特点，正确；
C选项：催化剂可作为其他反应的反应物或生成物（如MnO₂是KMnO₄分解的生成物），错误；
D选项：化工生产中（如化肥、农药）常使用催化剂提高生产效率，正确；故答案为BD。
(2) 题目明确“称量0.2 g氧化铜”，故对应质量为0.2 g；氧化铜作为过氧化氢分解的催化剂，加速分解产生大量氧气，使带火星的木条复燃，现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃。
(3) 步骤①（未加氧化铜的过氧化氢）和步骤③（加氧化铜的过氧化氢）对比，说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率。
(4) 过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气。
(5) 生成等体积氧气时，所用时间越短催化效果越好，已知t₂＞t₃，说明二氧化锰的催化效果比氧化铜好。
(6) 比较催化效果的方法：①收集等体积氧气的时间；②相同时间内收集氧气的体积，故还可测量相同时间内所收集的氧气体积。
【答案】
(1) BD
(2) 0.2 g；产生大量气泡，带火星的木条复燃
(3) 氧化铜能加快过氧化氢的分解
(4) 过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气
(5) 二氧化锰的催化效果比氧化铜的催化效果好
(6) 相同时间内所收集的氧气体积
【知识点】
催化剂的概念、催化作用、实验探究催化效果
【点评】
本题围绕催化剂核心知识，从概念辨析到实验探究，全面考查学生对催化剂性质的理解及控制变量法的应用，是化学学科中催化剂相关的典型基础题型，注重知识应用与实验思维培养。
【难度系数】
0.6

2.某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解$\ce{H_{2}O_{2}}$的效率开展如下探究,并据此自制适于高原旅行的简易供氧器。回答相关问题:
安全提示:实验中应佩戴护目镜和手套,避免皮肤直接接触$\ce{H_{2}O_{2}}$,从而对细胞造成损害。
探究一:$\ce{H_{2}O_{2}}$分解实验
(1)取4 mL 10%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液于试管中,放入0.5 g粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球,将带火星的木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡,(补充完现象)。
从试管中取出小球,洗净,晾干,称量,其质量仍为0.5 g,说明粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球能催化分解$\ce{H_{2}O_{2}}$产生$\ce{O_{2}}$。
(2)为了使本探究更加严谨,小组讨论后又做了一个对照实验:向盛有4 mL的试管中,加入0.5 g粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球,无明显现象。
探究二:对比$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末、酵母粉末各0.5 g,然后都注入4 mL 10%的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液,相同条件下测量不同时间产生$\ce{O_{2}}$的体积(见下表),则催化效率更高。

探究三:跨学科实践活动
(4)查阅资料:酵母中的过氧化氢酶才是$\ce{H_{2}O_{2}}$分解的催化剂,生物细胞代谢会产生$\ce{H_{2}O_{2}}$副产物。据此推测,在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是:避免$\ce{H_{2}O_{2}}$累积,导致(补充完整)。
(5)自制适于高原旅行的简易供氧器:为实现缓慢供氧,并能随时控制氧气的产生与停止,现有$\ce{H_{2}O_{2}}$浓溶液,还应选用的试剂有(填编号)。
可供选择的试剂:①粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球 ②$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末 ③酵母粉末 ④水
(6)反思总结:实践学习后,部分同学交流的以下观点,你认为错误的有(填字母序号)。
A.解决实践中的真实问题,通常需要多学科知识
B.当设计的装置比较优秀时,没有必要组内交流
C.设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D.开展跨学科实践活动费时费力,不利于综合素养的发展

2.(1)带火星的木条复燃
(2)水(或蒸馏水,或$\ce{H_{2}O}$)
(3)酵母粉末
(4)$\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害
(5)①④
(6)BD

【分析】
本题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开，需结合催化剂的特点、实验对照原则、数据分析、生物知识及实验设计原则解答各小问：
1. 问题(1)：过氧化氢分解产生氧气，氧气有助燃性，结合实验现象补充对应现象；
2. 问题(2)：对照实验需控制变量，验证催化剂作用时要排除过氧化氢本身的影响，选择等体积的水做对照；
3. 问题(3)：对比相同时间内产生氧气的体积，体积越大催化效率越高，分析表格数据判断；
4. 问题(4)：结合资料，过氧化氢对细胞有害，故需酶分解避免累积损害；
5. 问题(5)：要缓慢供氧需稀释过氧化氢浓溶液，要控制反应需选可分离的催化剂，据此选试剂；
6. 问题(6)：根据实验探究的原则和跨学科实践的意义，判断观点对错。
【解析】
(1) 过氧化氢在$\ce{Fe_{2}O_{3}}$催化下分解生成氧气，氧气能使带火星的木条复燃，故补充现象为带火星的木条复燃；
(2) 对照实验需遵循单一变量原则，要验证是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$催化过氧化氢分解，需排除过氧化氢本身分解的可能，因此向盛有4 mL水（或蒸馏水）的试管中加入相同的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球，无明显现象，说明$\ce{Fe_{2}O_{3}}$不能使水分解产生氧气；
(3) 分析表格数据，相同时间内酵母催化产生的$\ce{O_{2}}$体积比$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的大，说明酵母粉末的催化效率更高；
(4) 过氧化氢对细胞有损害，生物细胞内的过氧化氢酶可分解代谢产生的$\ce{H_{2}O_{2}}$，避免其累积对细胞造成损害；
(5) 要实现缓慢供氧，需将$\ce{H_{2}O_{2}}$浓溶液加水稀释（选④）；要随时控制氧气产生与停止，粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球可通过分离与溶液接触来控制反应（选①），$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末和酵母粉末无法方便控制，故选①④；
(6) 分析观点：A正确，真实问题常需多学科知识；B错误，设计优秀装置也需要组内交流完善；C正确，设计方案需综合多方面；D错误，跨学科实践利于综合素养发展，故错误的是BD。
【答案】
(1) 带火星的木条复燃
(2) 水(或蒸馏水，或$\ce{H_{2}O}$)
(3) 酵母粉末
(4) $\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害
(5) ①④
(6) BD
【知识点】
催化剂的性质、过氧化氢分解实验、实验探究设计
【点评】
本题是跨学科实验探究题，考查催化剂特点、对照实验设计、数据分析及实验评价，注重学生综合应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6