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7. *[2025 厦门期中]某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。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】(1) 请完善下面表格。
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
| --- | --- | --- |
| Ⅰ.
| A中无明显现象,B中产生大量能使带火星的木条复燃的气体 | 产生的气体是氧气,淀粉
| Ⅱ. 向B中重新加入5 mL 5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 | ① 又产生大量能使带火星的木条复燃的气体；② 滤渣质量为$a\ \mathrm{g}$ | 淀粉的
【得出结论】(2) 淀粉
【实验拓展】(3) 该小组继续设计实验对比淀粉与二氧化锰的催化效果,均以生成25 mL氧气为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据如表所示。
| 编号 | 3%的过氧化氢溶液的体积 | 其他物质质量 | 待测数据 |
| --- | --- | --- | --- |
| Ⅲ | 20 mL
| 淀粉0.5 g | $x$ |
| Ⅳ | 20 mL | 二氧化锰0.5 g | $y$ |
上述实验中“待测数据”是指
(4) 某同学认为,过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率,请你设计一个实验方案证明他的猜想:
【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】(1) 请完善下面表格。
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
| --- | --- | --- |
| Ⅰ.
| A中无明显现象,B中产生大量能使带火星的木条复燃的气体 | 产生的气体是氧气,淀粉能
(填“能”或“不能”)加快过氧化氢的分解速率 || Ⅱ. 向B中重新加入5 mL 5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 | ① 又产生大量能使带火星的木条复燃的气体；② 滤渣质量为$a\ \mathrm{g}$ | 淀粉的
质量
和化学性质
在化学反应前后均没有发生变化 |【得出结论】(2) 淀粉
能
(填“能”或“不能”)作过氧化氢分解的催化剂。【实验拓展】(3) 该小组继续设计实验对比淀粉与二氧化锰的催化效果,均以生成25 mL氧气为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据如表所示。
| 编号 | 3%的过氧化氢溶液的体积 | 其他物质质量 | 待测数据 |
| --- | --- | --- | --- |
| Ⅲ | 20 mL
| 淀粉0.5 g | $x$ || Ⅳ | 20 mL | 二氧化锰0.5 g | $y$ |
上述实验中“待测数据”是指
生成25 mL氧气所需的时间
,若$x＞y$,则可得出的结论是二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好
。(4) 某同学认为,过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率,请你设计一个实验方案证明他的猜想:
取两支试管,分别加入20 mL 3%的过氧化氢溶液、20 mL 5%的过氧化氢溶液,再分别加入0.5 g二氧化锰,测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间(合理答案均可)
。答案
〔解析〕（1）向B中加入淀粉后产生大量能使带火星的木条复燃的气体,而A中无明显现象,说明B中能较快产生氧气,则淀粉能加快过氧化氢的分解速率;向B中重新加入5 mL 5%过氧化氢溶液,又产生大量能使带火星的木条复燃的气体,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣的质量为a g,说明化学反应前后淀粉的化学性质和质量都不变。（2）由(1)中分析可得出结论:淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。（3）该实验是对比淀粉与二氧化锰的催化效果,均以生成25 mL氧气为准,说明待测数据是测定生成25 mL氧气所需的时间,若$x＞y$,说明相同条件下,淀粉催化过氧化氢分解产生25 mL氧气所需的时间要多于二氧化锰,则二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好。（4）若要验证过氧化氢溶液的浓度也会影响分解速率,那么只需控制过氧化氢的浓度不同,其他的条件均相同,所以可以取两支试管,分别加入20 mL 3%的过氧化氢溶液、20 mL 5%的过氧化氢溶液,再分别加入0.5 g二氧化锰,测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间。
解析
【分析】
这道题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开，解题核心要紧扣催化剂的定义：能改变反应速率，且反应前后自身质量和化学性质都不变，同时结合化学实验常用的控制变量法分析对比实验。首先第一步，对比不加淀粉和加淀粉的过氧化氢分解现象，可直接判断淀粉能否加快反应速率；第二步，重新加入过氧化氢仍能产生大量氧气，说明淀粉的化学性质反应后未改变，称量滤渣质量不变说明反应前后淀粉质量不变，刚好对应催化剂的两个核心不变特征；第三步对比两种催化剂的催化效果，控制其他条件一致仅改变催化剂种类，通过收集相同体积气体的耗时判断速率快慢，耗时越短催化效果越好；最后验证浓度对反应速率的影响，仅保留过氧化氢浓度这一个变量，其余所有条件都保持相同，通过测定反应速率的差异即可证明猜想。
【解析】
(1) 实验Ⅰ中A组无明显现象，B组加入淀粉后快速产生大量可使带火星木条复燃的氧气，说明淀粉可以加快过氧化氢的分解速率，第一空填“能”；实验Ⅱ中重新加入过氧化氢仍能快速产生氧气，说明淀粉的化学性质在反应后没有改变，同时称量得到滤渣质量为a g，说明反应前后淀粉的质量没有变化，因此后两空依次填化学性质、质量（两空顺序可互换）。
(2) 实验Ⅰ证明淀粉能加快过氧化氢分解速率，实验Ⅱ证明反应前后淀粉的质量和化学性质都不变，完全符合催化剂的特征，因此淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
(3) 实验目的是对比淀粉和二氧化锰的催化效果，设定收集的氧气体积均为25mL，因此待测数据是生成25mL氧气所需要的时间；若x＞y，说明使用淀粉作催化剂时收集25mL氧气的耗时比二氧化锰更长，即相同条件下二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉更好。
(4) 验证过氧化氢浓度会影响分解速率需采用控制变量法，仅将过氧化氢浓度作为唯一变量，其余反应物体积、催化剂种类和质量等条件全部保持一致，即可设计出合理实验方案。
【答案】
(1) 能；化学性质；质量（后两空顺序可互换）
(2) 能
(3) 生成25 mL氧气所需的时间；相同条件下，二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好
(4) 取两支试管，分别加入20 mL 3%的过氧化氢溶液、20 mL 5%的过氧化氢溶液，再分别加入0.5 g二氧化锰，测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间（合理即可）
【知识点】
催化剂的特征，控制变量法，过氧化氢分解
【点评】
本题围绕催化剂的探究逐层设问，既考察了学生对催化剂核心概念的理解，又锻炼了学生对照实验的设计能力，难度梯度平缓，是夯实气体制备相关基础实验知识点的典型题型，解题时要注意设计探究实验时必须保证仅存在一个待探究的变量，其余无关变量完全一致。
【难度系数】
0.7
这道题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开，解题核心要紧扣催化剂的定义：能改变反应速率，且反应前后自身质量和化学性质都不变，同时结合化学实验常用的控制变量法分析对比实验。首先第一步，对比不加淀粉和加淀粉的过氧化氢分解现象，可直接判断淀粉能否加快反应速率；第二步，重新加入过氧化氢仍能产生大量氧气，说明淀粉的化学性质反应后未改变，称量滤渣质量不变说明反应前后淀粉质量不变，刚好对应催化剂的两个核心不变特征；第三步对比两种催化剂的催化效果，控制其他条件一致仅改变催化剂种类，通过收集相同体积气体的耗时判断速率快慢，耗时越短催化效果越好；最后验证浓度对反应速率的影响，仅保留过氧化氢浓度这一个变量，其余所有条件都保持相同，通过测定反应速率的差异即可证明猜想。
【解析】
(1) 实验Ⅰ中A组无明显现象，B组加入淀粉后快速产生大量可使带火星木条复燃的氧气，说明淀粉可以加快过氧化氢的分解速率，第一空填“能”；实验Ⅱ中重新加入过氧化氢仍能快速产生氧气，说明淀粉的化学性质在反应后没有改变，同时称量得到滤渣质量为a g，说明反应前后淀粉的质量没有变化，因此后两空依次填化学性质、质量（两空顺序可互换）。
(2) 实验Ⅰ证明淀粉能加快过氧化氢分解速率，实验Ⅱ证明反应前后淀粉的质量和化学性质都不变，完全符合催化剂的特征，因此淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
(3) 实验目的是对比淀粉和二氧化锰的催化效果，设定收集的氧气体积均为25mL，因此待测数据是生成25mL氧气所需要的时间；若x＞y，说明使用淀粉作催化剂时收集25mL氧气的耗时比二氧化锰更长，即相同条件下二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉更好。
(4) 验证过氧化氢浓度会影响分解速率需采用控制变量法，仅将过氧化氢浓度作为唯一变量，其余反应物体积、催化剂种类和质量等条件全部保持一致，即可设计出合理实验方案。
【答案】
(1) 能；化学性质；质量（后两空顺序可互换）
(2) 能
(3) 生成25 mL氧气所需的时间；相同条件下，二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比淀粉好
(4) 取两支试管，分别加入20 mL 3%的过氧化氢溶液、20 mL 5%的过氧化氢溶液，再分别加入0.5 g二氧化锰，测量并记录反应生成25 mL氧气所需的时间（合理即可）
【知识点】
催化剂的特征，控制变量法，过氧化氢分解
【点评】
本题围绕催化剂的探究逐层设问，既考察了学生对催化剂核心概念的理解，又锻炼了学生对照实验的设计能力，难度梯度平缓，是夯实气体制备相关基础实验知识点的典型题型，解题时要注意设计探究实验时必须保证仅存在一个待探究的变量，其余无关变量完全一致。
【难度系数】
0.7
