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10. (2025·泸州)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，并据此自制高原旅行的简易供氧器。请回答下列问题。安全提示:实验中应佩戴护目镜和手套，避免皮肤直接接触$\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害。
【探究一】$\ce{H_{2}O_{2}}$分解实验
(1)取$4\ \mathrm{mL}\ 10\%$的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液于试管中，放入$0.5\ \mathrm{g}$粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球，将带有火星的木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡，$\underline{\hspace{5cm}}$（填现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为$0.5\ \mathrm{g}$。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\ \mathrm{mL}$$\underline{\hspace{2cm}}$的试管中加入$0.5\ \mathrm{g}$粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球，无明显现象。
【探究二】对比$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末与酵母粉末的催化效果
(3)向两支试管中分别加入$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末、酵母粉末各$0.5\ \mathrm{g}$，然后都注入$4\ \mathrm{mL}\ 10\%$的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液，相同条件下测量不同时间产生$\ce{O_{2}}$的体积(见下表)，则$\underline{\hspace{2cm}}$的催化效果更好。
【探究三】跨学科实践活动
(4)查阅资料:酵母中的过氧化氢酶才是$\ce{H_{2}O_{2}}$分解的催化剂，生物细胞代谢会产生$\ce{H_{2}O_{2}}$副产物。据此推测，在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是:避免$\ce{H_{2}O_{2}}$累积，导致$\underline{\hspace{3cm}}$。
(5)自制高原旅行的简易供氧器:为实现缓慢供氧，并能随时控制氧气的产生与停止，现有$\ce{H_{2}O_{2}}$浓溶液，还应选用的试剂有$\underline{\hspace{2cm}}$（填序号）。
①粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球 ②$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末 ③酵母粉末 ④水
(6)反思总结:实践学习后，部分同学交流的以下观点，你认为错误的有$\underline{\hspace{2cm}}$（填序号）。
A. 解决实践中的真实问题，通常需要多学科知识
B. 当设计的装置比较优秀时，没有必要组内交流
C. 设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D. 开展跨学科实践活动费时费力，不利于综合素养的发展
【探究一】$\ce{H_{2}O_{2}}$分解实验
(1)取$4\ \mathrm{mL}\ 10\%$的$\ce{H_{2}O_{2}}$溶液于试管中，放入$0.5\ \mathrm{g}$粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球，将带有火星的木条置于试管口，观察到溶液中立即产生气泡，$\underline{\hspace{5cm}}$（填现象）。从试管中取出小球，洗净，晾干，称量，其质量仍为$0.5\ \mathrm{g}$。说明粘胶凝固的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$小球能催化分解$\ce{H_{2}O_{2}}$产生$\ce{O_{2}}$。
(2)为了使本探究更加严谨，小组讨论后又做了一个对照实验:向盛有$4\ \mathrm{mL}$$\underline{\hspace{2cm}}$的试管中加入$0.5\ \mathrm{g}$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果
(3)向两支试管中分别加入$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末、酵母粉末各$0.5\ \mathrm{g}$，然后都注入$4\ \mathrm{mL}\ 10\%$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$\underline{\hspace{2cm}}$的催化效果更好。
【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$\underline{\hspace{3cm}}$。
(5)自制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$\underline{\hspace{2cm}}$（填序号）。
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$\underline{\hspace{2cm}}$（填序号）。
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
答案
10.(1)带有火星的木条复燃 (2)蒸馏水 (3)酵母(或酵母粉末) (4)$\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害 (5)①④ (6)BD
解析
【分析】
本题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开，需结合催化剂的特性、对照实验设计、数据分析、酶的作用及实验方案评价等知识点逐一分析各小问：
(1) 催化剂催化过氧化氢分解产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，据此填写现象；
(2) 对照实验需排除过氧化氢本身分解的干扰，应加入不含过氧化氢的试剂；
(3) 对比相同时间内两种催化剂产生氧气的体积，体积大的催化效果更好；
(4) 结合题干中“避免H₂O₂累积”，推断H₂O₂对细胞的危害；
(5) 要实现缓慢供氧且能控制反应，需选择合适的催化剂形式和稀释试剂；
(6) 逐一分析各观点，判断错误选项。
【解析】
(1) Fe₂O₃作为催化剂催化H₂O₂分解生成O₂，O₂具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故填“带有火星的木条复燃”；
(2) 对照实验需验证Fe₂O₃仅在H₂O₂存在时才催化反应，因此加入4mL蒸馏水，无H₂O₂则无明显现象，排除其他因素干扰；
(3) 由表格数据可知，相同时间内酵母产生O₂的体积远大于Fe₂O₃，说明酵母的催化效果更好；
(4) H₂O₂是细胞代谢的副产物，若累积会对细胞造成损害，因此需要过氧化氢酶分解它；
(5) 要缓慢供氧，选粘胶凝固的Fe₂O₃小球（反应平稳），H₂O₂浓溶液需加水稀释，故选①④；
(6) A正确，真实问题需多学科知识；B错误，设计方案需组内交流优化；C正确，设计需综合多方面因素；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)带有火星的木条复燃；(2)蒸馏水；(3)酵母(或酵母粉末)；(4)$\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害；(5)①④；(6)BD
【知识点】
催化剂的作用、过氧化氢分解反应、对照实验设计、酶的特性
【点评】
本题结合催化剂探究与跨学科实践，既考查基础化学知识，又注重实验分析能力和实际应用能力，是一道兼顾知识与素养的综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕过氧化氢分解的催化剂探究展开，需结合催化剂的特性、对照实验设计、数据分析、酶的作用及实验方案评价等知识点逐一分析各小问：
(1) 催化剂催化过氧化氢分解产生氧气，氧气能使带火星的木条复燃，据此填写现象；
(2) 对照实验需排除过氧化氢本身分解的干扰，应加入不含过氧化氢的试剂；
(3) 对比相同时间内两种催化剂产生氧气的体积，体积大的催化效果更好；
(4) 结合题干中“避免H₂O₂累积”，推断H₂O₂对细胞的危害；
(5) 要实现缓慢供氧且能控制反应，需选择合适的催化剂形式和稀释试剂；
(6) 逐一分析各观点，判断错误选项。
【解析】
(1) Fe₂O₃作为催化剂催化H₂O₂分解生成O₂，O₂具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故填“带有火星的木条复燃”；
(2) 对照实验需验证Fe₂O₃仅在H₂O₂存在时才催化反应，因此加入4mL蒸馏水，无H₂O₂则无明显现象，排除其他因素干扰；
(3) 由表格数据可知，相同时间内酵母产生O₂的体积远大于Fe₂O₃，说明酵母的催化效果更好；
(4) H₂O₂是细胞代谢的副产物，若累积会对细胞造成损害，因此需要过氧化氢酶分解它；
(5) 要缓慢供氧，选粘胶凝固的Fe₂O₃小球（反应平稳），H₂O₂浓溶液需加水稀释，故选①④；
(6) A正确，真实问题需多学科知识；B错误，设计方案需组内交流优化；C正确，设计需综合多方面因素；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)带有火星的木条复燃；(2)蒸馏水；(3)酵母(或酵母粉末)；(4)$\ce{H_{2}O_{2}}$对细胞造成损害；(5)①④；(6)BD
【知识点】
催化剂的作用、过氧化氢分解反应、对照实验设计、酶的特性
【点评】
本题结合催化剂探究与跨学科实践，既考查基础化学知识，又注重实验分析能力和实际应用能力，是一道兼顾知识与素养的综合题。
【难度系数】
0.5
